[go: up one dir, main page]

RU2187081C1 - Reversible chrome thermoindicator - Google Patents

Reversible chrome thermoindicator Download PDF

Info

Publication number
RU2187081C1
RU2187081C1 RU2001106739A RU2001106739A RU2187081C1 RU 2187081 C1 RU2187081 C1 RU 2187081C1 RU 2001106739 A RU2001106739 A RU 2001106739A RU 2001106739 A RU2001106739 A RU 2001106739A RU 2187081 C1 RU2187081 C1 RU 2187081C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reversible
temperature
chrome
color
thermoindicator
Prior art date
Application number
RU2001106739A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
К.В. Мезенцев
Т.Г. Черкасова
Original Assignee
Кузбасский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кузбасский государственный технический университет filed Critical Кузбасский государственный технический университет
Priority to RU2001106739A priority Critical patent/RU2187081C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2187081C1 publication Critical patent/RU2187081C1/en

Links

Landscapes

  • Pyridine Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: new class of reversible thermosensitive materials, applicable for monitoring of temperature in various production processes. SUBSTANCE: reversible diffusion chromized material is based on hexaisotiocyanatochromate monohydrate (III) 2- of aminopyridine. The diffusion chromized material reversibly changes the color at heating to a temperature of 80 C. EFFECT: enhanced accessibility in production and convenience of use in practice.

Description

Изобретение относится к новому классу обратимых термочувствительных материалов и может быть использовано для визуального контроля температуры в различных технологических процессах. Подавляющее большинство известных обратимых термочувствительных материалов выполнено на основе координационных соединений d-элементов [1, 2]. The invention relates to a new class of reversible thermosensitive materials and can be used for visual temperature control in various technological processes. The vast majority of known reversible thermosensitive materials are based on coordination compounds of d-elements [1, 2].

Термочувствительный пигмент Ag2[HgI4] изменяет окраску от желтой до темно-коричневой при 45oС, a Cu2[HgI4] - от карминово-красной до коричневой при 65oС. Изменение окраски этих координационных соединений связано с перестройкой кристаллической структуры [3]. К недостаткам этих термохромных материалов относятся наличие токсичных соединений ртути и медленное разложение тетрайодомеркурат(II)-аниона во влажной атмосфере.The heat-sensitive pigment Ag 2 [HgI 4 ] changes color from yellow to dark brown at 45 ° C, while Cu 2 [HgI 4 ] changes from carmine red to brown at 65 ° C. The color change of these coordination compounds is associated with a rearrangement of the crystal structure [3]. The disadvantages of these thermochromic materials include the presence of toxic mercury compounds and the slow decomposition of tetraiodomercurate (II) anion in a humid atmosphere.

Тетрахлорокупрат (II) бис-(диэтиламмония) [(CH3CH2)2NH2]2CuCl4 также обладает термохромными свойствами и при температуре 45oС изменяет окраску от ярко-зеленой до желтой. Изменение окраски обусловлено структурной изомеризацией комплекса из плоскоквадратного в тетраэдрический [4]. Искажение геометрии галогенокупратного CuCl42- аниона является результатом термодинамического перехода стерически затрудненной низкотемпературной формы, имеющей зеленую окраску, в более разупорядоченную высокотемпературную форму, окрашенную в желтый цвет. Применение данного термохромного материала на практике ограничивается чрезвычайной гигроскопичностью низкотемпературной формы комплекса и требует вакуумной герметизации материала.Tetrachlorocuprate (II) bis- (diethylammonium) [(CH 3 CH 2 ) 2 NH 2 ] 2 CuCl 4 also has thermochromic properties and at a temperature of 45 o C changes color from bright green to yellow. The color change is due to the structural isomerization of the complex from squared to tetrahedral [4]. The distortion of the geometry of the halocuprate CuCl 4 2 -anion is the result of the thermodynamic transition of a sterically hindered low-temperature form having a green color to a more disordered high-temperature form, colored yellow. The use of this thermochromic material in practice is limited by the extreme hygroscopicity of the low-temperature form of the complex and requires vacuum sealing of the material.

Термохромное превращение красной формы соединения [Сu((СН3СН2)2NСН2СН22)2] (ClO4)2 в сине-фиолетовую при 80oС связано с искажением структуры исходных плоскоквадратных катионов. Процесс термоизомеризации проходит эндотермически и имеет все признаки фазового перехода: он обратим и протекает при фиксированной температуре. Установлено, что в процессе фазового перехода уменьшается прочность водородных связей NH...Cl, которые обеспечивают жесткую структуру комплексного катиона в низкотемпературной форме [5]. Недостатком этого термохромного материала является наличие в его составе органического лиганда, который в настоящее время не выпускается промышленностью.The thermochromic conversion of the red form of the compound [Cu ((CH 3 CH 2 ) 2 NCH 2 CH 2 NH 2 ) 2 ] (ClO 4 ) 2 to blue-violet at 80 o C is associated with a distortion of the structure of the initial plane-square cations. The process of thermal isomerization is endothermic and has all the signs of a phase transition: it is reversible and proceeds at a fixed temperature. It was found that during the phase transition, the strength of the NH ... Cl hydrogen bonds decreases, which provide the rigid structure of the complex cation in low-temperature form [5]. The disadvantage of this thermochromic material is the presence in its composition of an organic ligand, which is currently not produced by industry.

Обратимый термохромизм характерен также для биметаллических комплексов состава: [NL6][Сr(NСS)6], где М=Al, Sc, и [NL8][Cr(NCS)6], где M=Y и лантаноиды, L= диметилсульфоксид, диэтилсульфоксид, диметилформамид [6]. В интервале температур от 120 до 220oС соединения обратимо изменяют окраску от малиновой до темно-зеленой. Изменение окраски связано с процессами лигандного обмена между двумя координационными сферами. Недостаток этих термохромных материалов заключается в использовании редких металлов (скандия, иттрия и лантаноидов), что обусловливает высокую стоимость термоиндикаторов.Reversible thermochromism is also characteristic of bimetallic complexes of the composition: [NL 6 ] [Cr (NСS) 6 ], where M = Al, Sc, and [NL 8 ] [Cr (NCS) 6 ], where M = Y and lanthanides, L = dimethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide, dimethylformamide [6]. In the temperature range from 120 to 220 o C compounds reversibly change color from raspberry to dark green. The color change is associated with the processes of ligand exchange between the two coordination spheres. The disadvantage of these thermochromic materials is the use of rare metals (scandium, yttrium and lanthanides), which leads to the high cost of thermal indicators.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является термохромный материал состава [Cu((CH3CH2)2NCH2CH2NH2)2] (ClO4)2,
изменяющий окраску вследствие разупорядочения элементов кристаллической структуры и имеющий температуру изменения окраски 80oС.
The closest in technical essence to the claimed invention is a thermochromic material of the composition [Cu ((CH 3 CH 2 ) 2 NCH 2 CH 2 NH 2 ) 2 ] (ClO 4 ) 2 ,
changing color due to disordering of the elements of the crystalline structure and having a color change temperature of 80 o C.

Цель изобретения - создание нового обратимого термохромного материала на основе моногидрата гекса(изотиоцианато)хромата (III) 2-аминопиридиния, обладающего способностью обратимо изменять окраску при нагревании до 80oС, доступного в получении и удобного в использовании на практике.The purpose of the invention is the creation of a new reversible thermochromic material based on monohydrate of hexa (isothiocyanato) chromate (III) 2-aminopyridinium, which has the ability to reversibly change color when heated to 80 o C, available in receipt and convenient to use in practice.

Это достигается использованием в качестве исходных веществ гекса(изотиоцианато)хромата (III) калия и 2-аминопиридина (С5Н6N2).This is achieved by using potassium hexa (isothiocyanato) chromate (III) and 2-aminopyridine (C 5 H 6 N 2 ) as starting materials.

Пример. В 50 см3 воды растворяют 5,89 г (0,01 моль) К3[Сr(NСS)6]•4Н2O и прибавляют раствор, содержащий 2,82 г (0,03 моль) 2-аминопиридина в 50 см3 воды. К полученной смеси при перемешивании прибавляют 5%-й раствор азотной кислоты до достижения рН 5. Получают мелкокристаллический сиреневый порошок, имеющий по данным химического анализа состав (C5H7N2)3[Cr(NCS)6]•H2O.Example. 5.89 g (0.01 mol) of K 3 [Cr (NSC) 6 ] • 4H 2 O is dissolved in 50 cm 3 of water and a solution containing 2.82 g (0.03 mol) of 2-aminopyridine in 50 cm is added 3 water. A 5% nitric acid solution is added to the resulting mixture with stirring until a pH of 5 is obtained. A crystalline lilac powder is obtained having, according to chemical analysis, the composition (C 5 H 7 N 2 ) 3 [Cr (NCS) 6 ] • H 2 O.

Найдено, %: Сr 7,39±0,08; С 35,78±0,12; Н 3,19±0,08; N 23,96±0,10; S 27,30±0,05. Found,%: Cr 7.39 ± 0.08; C 35.78 ± 0.12; H 3.19 ± 0.08; N, 23.96 ± 0.10; S 27.30 ± 0.05.

Для (C5H7N2)3[Cr(NCS)6] •H2O вычислено, %: Сr 7,42; С 35,85; Н 3,27; N 23,90; S 27,31.For (C 5 H 7 N 2 ) 3 [Cr (NCS) 6 ] • H 2 O calculated,%: Cr 7.42; C 35.85; H 3.27; N, 23.90; S 27.31.

1. Растворимость в воде при 25oС составляет 4,5•103 моль/дм3. Комплекс хорошо растворим в этаноле, ацетоне, ацетонитриле, диметилформамиде.1. The solubility in water at 25 o C is 4.5 • 10 3 mol / DM 3 . The complex is highly soluble in ethanol, acetone, acetonitrile, dimethylformamide.

2. Моноклинная сингония, пр.гр. С2/с, параметры решетки: а = 19,205(2); b = 9,6075(13); с = 17,745(2); α = γ = 900; β = 101,352(10)o; V = 3210,1

Figure 00000001
z = 4; ρ(выч.) = 1,456•103 кг/м3. Молекулярная структура ионного типа, слоистая.2. Monoclinic syngony, sp.gr. C2 / s, lattice parameters: a = 19.205 (2); b = 9.6075 (13); c = 17.745 (2); α = γ = 90 0 ; β = 101.352 (10) o ; V = 3210.1
Figure 00000001
z is 4; ρ (calc.) = 1.456 • 10 3 kg / m 3 . The molecular structure of the ionic type, layered.

3. Температура плавления 110oС;
температура начала разложения 195oС;
температура максимальной скорости разложения 250oС;
температура термоперехода окраски 80oС;
характеристика изменения окраски: сиреневый <--> сине-зеленый.
3. Melting point 110 o C;
the temperature of the beginning of decomposition 195 o C;
the temperature of the maximum decomposition rate of 250 o C;
the temperature of the thermal transition coloring 80 o C;
color change characteristic: lilac <--> blue-green.

Термохромный материал на основе моногидрата гекса(изотиоцианато)хромата (III) 2-аминопиридиния обладает обратимым термохромизмом при температуре 80oС, нетоксичен, доступен в получении, легко наносится на подложку, образуя на ней тонкую термохромную пленку, что позволяет использовать его в качестве термохимического индикатора для визуального контроля температуры в различных технологических процессах.A thermochromic material based on hexa (isothiocyanato) chromate (III) 2-aminopyridinium monohydrate has a reversible thermochromism at a temperature of 80 o C, is non-toxic, available in preparation, is easily applied to a substrate, forming a thin thermochromic film on it, which allows it to be used as a thermochemical indicator for visual temperature control in various technological processes.

ЛИТЕРАТУРА
1. Bloomquist D.R., Willet R.D.// Coord. Chem. Rev. 1982, 47, р. 125-164.
LITERATURE
1. Bloomquist DR, Willet RD // Coord. Chem. Rev. 1982, 47, p. 125-164.

2. Day J.H. // Chem. Rev. 1968, 68, р. 649-657. 2. Day J.H. // Chem. Rev. 1968, 68, p. 649-657.

3. Беленький Е.Ф. и др. Химия и технология пигментов. - Л.: Химия, 1974, с. 628-630. 3. Belenky EF and others. Chemistry and technology of pigments. - L .: Chemistry, 1974, p. 628-630.

4. Shoi S., Larrabee J.A. // J. Chem. Educ. 1989, 66, р. 774-776. 4. Shoi S., Larrabee J.A. // J. Chem. Educ. 1989, 66, p. 774-776.

5. Ferraro J.R., Fabbrizzi L., Paoletti P. // Inorg. Chem. 1977, 16, p. 2127. 5. Ferraro J.R., Fabbrizzi L., Paoletti P. // Inorg. Chem. 1977, 16, p. 2127.

6. Черкасова Т. Г., Татаринова Э.С., Кузнецова О.А., Трясунов Б.Г. Обратимые термохромные материалы. Патент РФ 097714, заявл. 3.02.95, опубл. 27.11.97. 6. Cherkasova T. G., Tatarinova E. S., Kuznetsova O. A., Tryasunov B. G. Reversible thermochromic materials. RF patent 097714, pending. 02/03/95, publ. 11/27/97.

Claims (1)

Обратимый хромовый термоиндикатор на основе моногидрата комплекса гекса(изотиоцианато)хромата (III) 2-аминопиридиния, отличающийся тем, что он имеет обратимое изменение окраски при нагревании до 80oС, а его состав характеризуется общей химической формулой
(C5H7N2)3[Cr(NCS)6]•Н2O,
где C5H7N2 - катион 2-аминопиридиния.
Reversible chrome thermal indicator based on the monohydrate of the complex of hexa (isothiocyanato) chromate (III) 2-aminopyridinium, characterized in that it has a reversible color change when heated to 80 o C, and its composition is characterized by the general chemical formula
(C 5 H 7 N 2 ) 3 [Cr (NCS) 6 ] • H 2 O,
where C 5 H 7 N 2 is a 2-aminopyridinium cation.
RU2001106739A 2001-03-11 2001-03-11 Reversible chrome thermoindicator RU2187081C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001106739A RU2187081C1 (en) 2001-03-11 2001-03-11 Reversible chrome thermoindicator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001106739A RU2187081C1 (en) 2001-03-11 2001-03-11 Reversible chrome thermoindicator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2187081C1 true RU2187081C1 (en) 2002-08-10

Family

ID=20247075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001106739A RU2187081C1 (en) 2001-03-11 2001-03-11 Reversible chrome thermoindicator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2187081C1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2290648C1 (en) * 2005-07-22 2006-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) Reversible thermoindicator containing chromium
RU2301974C1 (en) * 2005-12-20 2007-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) Reversible bimetallic temperature indicators
RU2415146C1 (en) * 2009-07-03 2011-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) Bimetallic temperature colour indicator
RU2443707C1 (en) * 2010-08-06 2012-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф.Горбачева" (КузГТУ) Reversible thermal indicator based on double complex salt
RU2560409C2 (en) * 2010-03-25 2015-08-20 Ииттала Груп Ой Аб Temperature indicator for material or device with variable temperature and method of fabrication of such device
RU2715359C1 (en) * 2019-07-23 2020-02-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) Reversible chemical temperature indicator
RU2754306C1 (en) * 2021-01-29 2021-08-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) Thermochrome indicator
RU2756438C1 (en) * 2020-09-09 2021-09-30 Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева Heat-sensitive colour reversible indicator

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4412936A (en) * 1980-06-20 1983-11-01 Khmelkov Stanislav F Pigment for color-changing heat indicator
RU2075046C1 (en) * 1992-03-31 1997-03-10 Егорова Анна Николаевна Heat-indicative paint
RU2097714C1 (en) * 1995-02-13 1997-11-27 Кузбасский государственный технический университет Reversible thermochromic materials

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4412936A (en) * 1980-06-20 1983-11-01 Khmelkov Stanislav F Pigment for color-changing heat indicator
RU2075046C1 (en) * 1992-03-31 1997-03-10 Егорова Анна Николаевна Heat-indicative paint
RU2097714C1 (en) * 1995-02-13 1997-11-27 Кузбасский государственный технический университет Reversible thermochromic materials

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ferraro J.R., Fabbizzi Z., Paoletti P./ Jnorg. Chem., 1977, 16, p.2127. *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2290648C1 (en) * 2005-07-22 2006-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) Reversible thermoindicator containing chromium
RU2301974C1 (en) * 2005-12-20 2007-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) Reversible bimetallic temperature indicators
RU2415146C1 (en) * 2009-07-03 2011-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) Bimetallic temperature colour indicator
RU2560409C2 (en) * 2010-03-25 2015-08-20 Ииттала Груп Ой Аб Temperature indicator for material or device with variable temperature and method of fabrication of such device
RU2443707C1 (en) * 2010-08-06 2012-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф.Горбачева" (КузГТУ) Reversible thermal indicator based on double complex salt
RU2715359C1 (en) * 2019-07-23 2020-02-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) Reversible chemical temperature indicator
RU2756438C1 (en) * 2020-09-09 2021-09-30 Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева Heat-sensitive colour reversible indicator
RU2754306C1 (en) * 2021-01-29 2021-08-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) Thermochrome indicator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2551373C1 (en) Reversible colour thermal indicator based on double complex compound
Li et al. Construction of polyoxometalates from dynamic lacunary polyoxotungstate building blocks and lanthanide linkers
RU2187081C1 (en) Reversible chrome thermoindicator
RU2499800C1 (en) Reversible thermochemical indicator
RU2301974C1 (en) Reversible bimetallic temperature indicators
Mironov et al. New mixed-ligand cyanohydroxo octahedral cluster complex trans-[Re 6 S 8 (CN) 2 (OH) 4] 4−, its luminescence properties and chemical reactivity
Wu et al. Three novel polyoxometalate-based inorganic–organic hybrid materials based on 2, 6-bis (1, 2, 4-triazol-1-yl) pyridine
Chen et al. Two pairs of 1: 2 nickel (II) and copper (II) metal-complex dyes showing the same trans configuration and azo–hydrazone transformation but different thermal properties
Steiniger et al. Germane vs. digermane formation
Shi et al. Synthesis and crystal structure of metal-organic frameworks [Ln2 (pydc-3, 5) 3 (H2O) 9] n3nH2O (Ln= Sm, Eu, Gd, Dy; pydc-3, 5= pyridine-3, 5-dicarboxylate) along with the photoluminescent property of its europium one
Ejarque et al. Pyridine-driven assembly of Zn (II) and Cd (II) complexes with 2-furoic acid. The role of water in a structural transformation
You et al. Two manganese chloride organic–inorganic hybrid compounds showing strong luminescence and switchable phase transition and dielectric anomaly
Krishnan et al. Dimethyl sulphoxide complexes of titanyl, zirconyl and thorium perchlorates
An et al. A series of new 3-D boratopolyoxovanadates containing five types of [K x O y] n building units
RU2443707C1 (en) Reversible thermal indicator based on double complex salt
RU2415146C1 (en) Bimetallic temperature colour indicator
Sun et al. In situ recrystallization of lanthanide coordination polymers: from 1D ladder chains to 1D linear chains
CN108929442A (en) Based on the sour ligand para-terpheny -3,4 of rigidity three &#34;, the metallo-organic compound and its preparation method and application of 5- tricarboxylic acids
RU2715359C1 (en) Reversible chemical temperature indicator
RU2290648C1 (en) Reversible thermoindicator containing chromium
RU2689772C1 (en) Reversible bimetal colour temperature indicator
Zhang et al. Constructing various metal–organic frameworks by mixed pyridine–acylamide and carboxylate ligands: ring-like or helical building blocks
RU2643150C1 (en) Reversible thermochemical indicator based on double coordination connection
RU2754306C1 (en) Thermochrome indicator
RU2778625C1 (en) Color indicator of the return action