Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНОГО ОКСИДА ПРАЗЕОДИМА, МОЛИБДЕНА И ТЕЛЛУРА PrMoTeO

Заявляемое изобретение относится к области химии и касается способа получения нового сложного оксида празеодима, молибдена и теллура Pr₂Мо₂Те₂О₁₃, который может найти применение как компонент шихты для получения празеодимсодержащих теллуритно-молибдатных стекол.

К настоящему времени известно соединение, являющееся сложным оксидом празеодима, молибдена и теллура, состава Pr₂МоТе₄О₁₄ (Inorganic Chemistry 46 (2007) 7012 - 7023). Соединения другого состава, образованного празеодимом, молибденом, теллуром и кислородом, из уровня техники не известны. Для его получения смесь Pr₂О₃, МоО₃ и ТеО₂ нагревают в вакуумированной кварцевой ампуле в течение 6 суток при температуре 750°С. Существенным недостатком являются высокая продолжительность выполнения синтеза. Кроме этого, не известно использование полученного известным способом сложного оксида для получения стекол системы ТеО₂ - МоО₃ - Pr₂О₃.

Задачей изобретения является разработка способа получения нового сложного оксида празеодима, молибдена и теллура, отличающегося по составу от Pr₂МоТе₄О₁₄, пригодного для введения в состав шихты для получения празеодимсодержащих теллуритно-молибдатных стекол.

Техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является снижение температуры и продолжительности синтеза.

Поставленная задача достигается тем, что заявляемым сложным оксидом празеодима, молибдена и теллура является Pr₂Мо₂Те₂O₁₃, и способ

получения этого сложного оксида указанного состава включает растворение исходных соединений по отдельности в дистиллированной воде, в качестве которых используют гексагидрат нитрата празеодима Pr(NO)₃)₃⋅6Н₂О, тетрагидрат гептамолибдата аммония (NН₄)₆Мо₇О₂₄⋅4Н₂О и ортотеллуровую кислоту Н₆ТеО₆, смешивание полученных растворов, выпаривание полученной смеси досуха, измельчение и прокаливание полученного сухого остатка при температуре 700°С в течение 3 -5 часов до получения порошка светло-зеленого цвета, при этом используют навески исходных компонентов таких масс, чтобы выполнялось соотношение в смеси атомов Pr : Мо : Те, равное 1:1:1.

В таблице 1 представлены данные о межплоскостных расстояниях и относительных интенсивностях рефлексов полученного соединения Pr₂Мо₂Те₂О₁₃.

На фиг. 1 представлена дифрактограмма порошка соединения Pr₂Мо₂Те₂О₁₃, полученного по примеру 1. В синтезе соблюдены пропорции исходных веществ в соответствии с заявляемым изобретением.

На фиг. 2 представлена дифрактограмма смеси кристаллов полученного соединения Pr₂Мо₂Те₂О₁₃ и известного соединения Те₂МоО₇ из исходных веществ, смешанных в соотношениях, отличающихся от заявляемых. Синтез описан в примере 2.

На фиг. 3 представлена дифрактограмма стекла состава 25ТеО₂ - 50МоО₃ - 25PrО₁₅, полученного из шихты, содержащей Pr₂Мо₂Те₂О₁₃.

Предлагаемый способ получения сложного оксида празеодима, молибдена и теллура Pr₂Мо₂Те₂О₁₃ осуществляют следующим образом.

Отбирают навески исходных соединений Pr(NО₃)₃ ⋅ 6Н₂О, (NН₄)₆Мо₇О₂₄ ⋅ 4Н₂О, Н₆ТеО₆ таких масс, чтобы выполнялось соотношение атомов Pr : Мо: Те, равное 1:1:1. Далее навески по отдельности растворяют в дистиллированной воде, смешивают полученные

растворы. При смешивании растворов выпадает осадок. Осадок и

окружающий его раствор выпаривают досуха, не разделяя их. Полученный сухой остаток измельчают и прокаливают при температуре не менее 700°С в течение 3-5 часов. После прокаливания соединение представляет собой порошок светло-зеленого цвета.

Если при синтезе соединения Pr₂Мо₂Те₂О₁₃ нарушить отношение атомов Pr : Мо : Те, равное 1:1:1, и изменить содержание любого из компонентов, то в результате прокаливания получается смесь веществ. Кроме синтезируемого Pr₂Мо₂Те₂О₁₃, в системе будет присутствовать дополнительно бинарный или сложный оксид, содержащий тот компонент, содержание которого было превышено. Условия термической обработки (температура 700°С) подобраны экспериментально. Температура прокаливания может превышать 700°С, но это не улучшает качество продукта синтеза и поэтому не целесообразно. При температурах ниже 700°С целевая твердая фаза не образуется либо содержит примеси исходных веществ или других возможных продуктов реакции либо не обладает достаточной кристалличностью.

Продолжительность термической обработки найдена экспериментально и составляет от 3 до 5 часов. При меньшей продолжительности термической обработки процесс формирования целевой фазы оказывается незавершенным. Продукт содержит примеси исходных веществ или промежуточных продуктов реакции или не обладает достаточной кристалличностью. Увеличение продолжительности термической обработки свыше 5 часов не улучшает качества продукта и потому не целесообразно.

В рентгенограмме отсутствуют рефлексы, относящихся к исходным веществам Pr(NO₃)₃ ⋅ 6Н₂O, (NН₄)_бМо₇О₂₄ ⋅ 4Н₂О, Н₆ТеО₆ и продуктам их термического разложения Pr₂О₃, МоО₃, ТеО₂, что свидетельствует о том, что в системе произошло химическое взаимодействие и образование нового химического соединения, обладающего собственной характерной кристаллической структурой.

Полученный сложный оксид празеодима, молибдена и теллура Pr₂Мо₂Те₂О₁₃ применяют в качестве компонента шихты для получения празеодимсодержащих теллуритно-молибдатных стекол.

Ниже представлены примеры конкретного осуществления предлагаемого изобретения.

Пример 1.

Навески гексагидрата нитрата празеодима массой 2.61 г, тетрагидрата гептамолибдата аммония массой 1.06 г и ортотеллуровой кислоты массой 1.38 г, которые соответствует соотношению атомов Pr : Мо : Те, равному 1:1:1, растворяли в воде, растворы смешивали, и эту смесь выпаривали досуха на воздухе на электрической плитке. Сухой остаток измельчали в фарфоровой ступке, помещали в фарфоровый тигель и прокаливали при 700°С в течение 5 часов. Это привело к получению индивидуальной фазы соединения Pr₂Мо₂Те₂О₁₃. Дифрактограмму полученного соединения регистрировали на дифрактометре Shimadzu LabХ ХКЭ-6000, излучение CuKα. Дифрактограмма полученного соединения содержит только пики, характерные для целевого соединения. Дифрактограмма приведена на фиг. 1.

Пример 2.

Навески гексагидрата нитрата празеодима массой 2.61 г, тетрагидрата гептамолибдата аммония массой 0.53 г и ортотеллуровой кислоты массой 1.38 г, которые соответствует соотношению атомов Pr : Мо : Те, равному 2:1:2, растворяли в воде, растворы смешивали, и эту смесь выпаривали досуха на воздухе на электрической плитке. Сухой остаток измельчали в фарфоровой ступке, помещали в фарфоровый тигель и прокаливали при 600°С в течение 5 часов. В результате получена смесь соединений, включающая Pr₂Мо₂Те₂О₁₃. Дифрактограмму полученного образца регистрировали на дифрактометре Shimadzu LabХ ХКЭ-6000, излучение CuKα. Дифрактограмма полученного образца приведена на фиг. 2. В дифрактограмме наряду с рефлексами от целевой фазы представлены сигналы от тройного оксида Те₂МоО₇ и других неидентифицированных фаз. Кроме того, пики в дифрактограмме, соответствующие целевому соединению, уширены по сравнению с пиками того же вещества, полученного при 700°С (см. фиг. 1).

Пример 3.

Для синтеза стекла состава 25ТеО₂ - 50МоО₃ - 25PrО₁₅ в фарфоровой ступке смешивали навески сложного оксида Pr₂Мо₂Те₂Ов массой 14.00 г и оксида молибдена МоО₃ массой 4.30 г. Смесь помещали в фарфоровый тигель и подвергали плавке в муфельной печи при 820°С. Полученный расплав выливали в стальную форму, разогретую до 400°С, и медленно охлаждали до комнатной температуры. После охлаждения полученный твердый образец представляет собой стекло. Стеклообразное состояние подтверждено методом рентгенофазового анализа. Дифрактограмма приведена на фиг. 3.

Таблица 1

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности рефлексов соединения Рr₂Mo₂Te₂O₁₃