RU2337791C2 - Method for obtaining ultra-fine nano sized powder of transition metal oxides or mixture of transition metal oxides - Google Patents
Method for obtaining ultra-fine nano sized powder of transition metal oxides or mixture of transition metal oxides Download PDFInfo
- Publication number
- RU2337791C2 RU2337791C2 RU2006136834/02A RU2006136834A RU2337791C2 RU 2337791 C2 RU2337791 C2 RU 2337791C2 RU 2006136834/02 A RU2006136834/02 A RU 2006136834/02A RU 2006136834 A RU2006136834 A RU 2006136834A RU 2337791 C2 RU2337791 C2 RU 2337791C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transition metal
- metal oxides
- solution
- mixture
- precipitate
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 title claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 18
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- -1 sulphate compound Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 19
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 8
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical class [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L oxygen(2-);titanium(4+);sulfate Chemical compound [O-2].[Ti+4].[O-]S([O-])(=O)=O DCKVFVYPWDKYDN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 229910000349 titanium oxysulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DFIPXJGORSQQQD-UHFFFAOYSA-N hafnium;tetrahydrate Chemical compound O.O.O.O.[Hf] DFIPXJGORSQQQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N iron;titanium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Ti].[Fe] YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001149 thermolysis Methods 0.000 description 1
- LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J titanic acid Chemical group O[Ti](O)(O)O LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам получения ультра-нанодисперсных порошков оксидов переходных металлов.The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular to methods for producing ultra-nanodispersed powders of transition metal oxides.
Известен способ получения нанодисперсных порошков, в частности диоксида титана с использованием в качестве исходных органических соединений соответствующего металла (Патент РФ №2252817, МКИ B01J 19/08, 2005 год).A known method of producing nanodispersed powders, in particular titanium dioxide using the corresponding metal as the starting organic compounds (RF Patent No. 2252817, MKI B01J 19/08, 2005).
Недостатком известного способа является сложность технологии получения. Известный способ включает подачу исходного вещества в парообразном состоянии в область СВЧ-разряда и нагрев плазмообразующего азота, что требует значительных энергетических затрат. Кроме того, выделяются газообразные органические соединения, требующие их улавливания.The disadvantage of this method is the complexity of the production technology. The known method includes supplying the starting material in a vapor state to the microwave discharge region and heating the plasma-forming nitrogen, which requires significant energy costs. In addition, gaseous organic compounds are released that require their capture.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения поверхностно-активного оксида титана (патент США №6919029, МКИ C02F 1/28, 2005) (прототип). Способ включает кипячение руды (ильменит) при температуре 100°С в серной кислоте, выщелачивание водой или слабой серной кислотой с образованием сульфатов титана и железа. Далее проводят охлаждение, кристаллизацию с образованием нерастворимых сульфатов железа, которые выводят в виде осадка, а оксисульфат титана обрабатывают гидроксидом натрия при рН~7 и подвергают гидролизу и кипячению в течение двух часов или дольше при температуре 50-180°С до образования осадка, который представляет собой оксид титана со структурой анатаза. Полученный осадок дробят и просеивают до получения среднего размера частиц 150 μм. В случае необходимости получения оксида титана со структурой рутила осадок кальцинируют на воздухе при температуре 700-1000°С.Closest to the proposed method is a method of producing a surface-active titanium oxide (US patent No. 6919029, MKI C02F 1/28, 2005) (prototype). The method includes boiling ore (ilmenite) at a temperature of 100 ° C in sulfuric acid, leaching with water or weak sulfuric acid to form titanium and iron sulfates. Next, cooling, crystallization is carried out with the formation of insoluble iron sulfates, which are removed as a precipitate, and titanium oxysulfate is treated with sodium hydroxide at pH ~ 7 and subjected to hydrolysis and boiling for two hours or longer at a temperature of 50-180 ° C until a precipitate is formed, which It is titanium oxide with anatase structure. The resulting precipitate is crushed and sieved to obtain an average particle size of 150 μm. If it is necessary to obtain titanium oxide with a rutile structure, the precipitate is calcined in air at a temperature of 700-1000 ° C.
Недостатком известного способа получения порошка оксида титана является длительность процесса за счет наличия операции выпаривания растворов и, в случае получения рутила, отжига осадка при высоких температурах (до 1000°С), что в свою очередь обусловливает и большую энергоемкость процесса.A disadvantage of the known method for producing titanium oxide powder is the length of the process due to the presence of the operation of evaporation of the solutions and, in the case of rutile, annealing of the precipitate at high temperatures (up to 1000 ° C), which in turn leads to a large energy intensity of the process.
Таким образом, перед авторами стояла задача разработать способ получения ультра-нанодисперсного порошка оксида переходного металла, в частности оксида титана или смеси оксидов переходных металлов, который бы позволил сократить время процесса получения и снизить энергетические затраты.Thus, the authors were faced with the task of developing a method for producing an ultra-nanosized powder of a transition metal oxide, in particular titanium oxide or a mixture of transition metal oxides, which would reduce the time of the production process and reduce energy costs.
Поставленная задача решена в предлагаемом способе получения ультра-нанодисперсного порошка оксида переходного металла, в частности оксида титана или смеси оксидов переходных металлов, включающем нейтрализацию раствора сульфатного соединения переходного металла или раствора сульфатных соединений переходных металлов, отделение примесных сульфатов от полученного гидроксида металла или от полученных гидроксидов металлов и последующую обработку полученного гидроксида металла или гидроксидов металлов, в котором нейтрализацию раствора осуществляют при рН в диапазоне 7,0-7,5, а последующую обработку осуществляют микроволновым излучением с частотой в интервале 2450-3000 МГц при мощности 600-700 Вт.The problem is solved in the proposed method for producing ultra-nano-dispersed powder of a transition metal oxide, in particular titanium oxide or a mixture of transition metal oxides, including the neutralization of a solution of a sulfate compound of a transition metal or a solution of sulfate compounds of a transition metal, separation of impurity sulfates from the obtained metal hydroxide or from the obtained hydroxides metals and subsequent processing of the obtained metal hydroxide or metal hydroxides in which the neutralization of and carried out at a pH in the range 7.0-7.5, and the subsequent processing is carried out by microwave radiation with a frequency range 2450-3000 MHz with a power of 600-700 watts.
В настоящее время не известен способ получения порошка оксида переходного металла или смеси оксидов путем обработки их гидроксидов микроволновым излучением в предлагаемом интервале частот и мощности.Currently, there is no known method for producing a powder of a transition metal oxide or a mixture of oxides by treating their hydroxides with microwave radiation in the proposed frequency and power range.
Как показали исследования, проведенные авторами, в случае помещения гидроксида переходного металла (Ti, Zr, Hf, V, Nb, Та) в электромагнитное микроволновое поле он способен к саморазогреву до температур в диапазоне от 200°С до 400°С в течение ~30 минут за счет поглощения микроволнового излучения. Причем следствием саморазогрева вещества является испарение сначала свободной воды и далее гидратированной влаги, входящей в его состав, что ведет к образованию оксида металла порошкообразного вида, полностью осушенного от влаги (см. Фиг.1). Затем температура постепенно снижается параллельно количеству удаленной гидратированной влаги и устанавливается постоянной в пределах 100°С, уже не изменяясь со временем. Этот факт объясняется тем, что оксиды нечувствительны к микроволновому излучению и поэтому с увеличением количества образовавшегося оксидного осадка температура сначала снижается, а затем остается постоянной. При этом получают порошок оксида с высоко развитой поверхностью, поскольку удаление влаги активно происходит до температуры ~ 100°С. Таким образом, обработка гидроксида переходного металла, в частности титана, микроволновым излучением позволяет за счет удаления гидратной влаги получить оксид металла, в частности титана, кристаллической структуры анатаз с размером частиц от 5 мкм до наноразмерной величины (Фиг.2а, б).As the studies conducted by the authors showed, in the case of placing a transition metal hydroxide (Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta) in an electromagnetic microwave field, it is capable of self-heating to temperatures in the range from 200 ° C to 400 ° C for ~ 30 minutes due to absorption of microwave radiation. Moreover, the result of self-heating of the substance is the evaporation of first free water and then hydrated moisture, which is part of it, which leads to the formation of a metal oxide of a powdered form, completely dried from moisture (see Figure 1). Then the temperature gradually decreases parallel to the amount of hydrated moisture removed and is set constant within 100 ° C, no longer changing with time. This fact is explained by the fact that oxides are insensitive to microwave radiation and, therefore, with an increase in the amount of oxide deposit formed, the temperature first decreases and then remains constant. An oxide powder with a highly developed surface is obtained, since moisture is actively removed to a temperature of ~ 100 ° C. Thus, the processing of the transition metal hydroxide, in particular titanium, by microwave radiation allows obtaining metal oxide, in particular titanium, of the anatase crystal structure with a particle size of 5 μm to nanoscale due to the removal of hydrated moisture (Fig. 2a, b).
Кроме того, предлагаемый способ позволяет получать смесь ультра-нанодисперсного порошка оксида металла или смеси оксидов переходных металлов - готовый материал (прекурсор) для получения оксикарбидов, карбидов, карбонитридов металлов или их сплавов. Для этого перед стадией нейтрализации растворы исходных солей металлов смешивают и проводят одновременное осаждение с постоянным перемешиванием для достижения однородного распределения гидроксидов металлов в осадке.In addition, the proposed method allows to obtain a mixture of ultra-nanosized metal oxide powder or a mixture of transition metal oxides - a finished material (precursor) for the production of oxycarbides, carbides, metal carbonitrides or their alloys. To do this, before the stage of neutralization, solutions of the starting metal salts are mixed and simultaneous precipitation is carried out with constant stirring to achieve a uniform distribution of metal hydroxides in the precipitate.
Следовательно, гидраты переходных металлов проявляют диэлектрические свойства и способность поглощения мощности микроволнового излучения. В результате происходит термолиз - испарение воды с получением оксидов переходных металлов ультра-нанодисперсного размера. Электромагнитное поле позволяет сохранять размер частиц без их спекания и роста.Consequently, transition metal hydrates exhibit dielectric properties and the ability to absorb microwave power. The result is thermolysis - the evaporation of water to produce transition metal oxides of an ultra-nanodispersed size. The electromagnetic field allows you to save the particle size without sintering and growth.
Таким образом, в результате проведенных авторами исследований установлено, что осажденные из сульфатных растворов гидраты переходных металлов [Ме(ОН)х] обладают способностью саморазогрева до температур 200-400°С за счет поглощения микроволнового излучения.Thus, as a result of the studies carried out by the authors, it was established that hydrates of transition metals deposited from sulfate solutions [Me (OH) x ] have the ability to self-heat to temperatures of 200-400 ° C due to absorption of microwave radiation.
Для традиционных термических способов нагрева характерна передача тепла в объем вещества с его поверхности посредством теплопроводности и конвекции. В случае воздействия микроволн нагрев происходит "изнутри" одновременно по всему объему вещества. При традиционном термическом нагреве даже при низкой температуре за счет теплоты испарения воды и высокой дисперсности происходит выделение тепла, которое приводит к некоторой агломерации частиц получаемых оксидов. При помещении гидратов металлов в микроволновое электромагнитное поле происходит распад гидратов аморфной структуры, формирование оксидов в форме кристаллизационных солей, при этом сохраняется размер частиц в первоначальной форме. Таким образом, использование обработки микроволнового излучения способствует отсутствию агломерации частиц, а также отсутствию спекания наружной части вещества.Traditional thermal methods of heating are characterized by the transfer of heat into the bulk of a substance from its surface through heat conduction and convection. In the case of exposure to microwaves, heating occurs "from within" simultaneously throughout the volume of the substance. In traditional thermal heating, even at low temperature, heat is generated due to the heat of evaporation of water and high dispersion, which leads to some agglomeration of particles of the resulting oxides. When metal hydrates are placed in a microwave electromagnetic field, hydrates of the amorphous structure decompose, and oxides form in the form of crystallization salts, while the particle size is preserved in its original form. Thus, the use of microwave processing contributes to the absence of particle agglomeration, as well as the absence of sintering of the outer part of the substance.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is as follows.
Берут раствор сульфата переходного металла или смесь растворов сульфатных соединений переходных металлов, добавляют гидроксид аммиака до рН среды 7,0-7,5; выдерживают в течение 1-2 часов до полного осаждения осадка. Затем удаляют примесные сульфаты промывкой нейтрализованной пульпы слабой кислотой или водой и отделяют полученный осадок. По данным рентгенофазового анализа полученный осадок является гидроксидом соответствующего переходного металла или смесью гидроксидов переходных металлов аморфной структуры. Далее осадок подвергают обработке микроволновым излучением на частоте 2450-3000 МГц и мощностью 600-700 Вт при температуре, обусловленной саморазогревом вещества. Предлагаемый способ был опробован на микроволновой муфельной печи производства ООО «НПО «Урал-Гефест». Полученный продукт подвергают рентгенофазовому анализу.Take a solution of sulfate transition metal or a mixture of solutions of sulfate compounds of transition metals, add ammonia hydroxide to a pH of 7.0-7.5; incubated for 1-2 hours until complete precipitation of the precipitate. Then impurity sulfates are removed by washing the neutralized pulp with weak acid or water and the resulting precipitate is separated. According to x-ray phase analysis, the precipitate obtained is a hydroxide of the corresponding transition metal or a mixture of transition metal hydroxides of an amorphous structure. Next, the precipitate is subjected to microwave treatment at a frequency of 2450-3000 MHz and a power of 600-700 W at a temperature due to self-heating of the substance. The proposed method was tested on a microwave muffle furnace manufactured by LLC NPO Ural-Hephaestus. The resulting product is subjected to x-ray phase analysis.
Предлагаемый способ получения оксидов переходных металлов иллюстрируется следующими примерами.The proposed method for producing transition metal oxides is illustrated by the following examples.
Пример 1.Example 1
Берут раствор оксисульфата титана (TiOSO4) с содержанием титана 19,3 г/л. Рассчитывают необходимый объем раствора для получения оксида титана (TiO2) в количестве 45 г. Для получения такого количества оксида титана потребуется 1,4 л раствора TiOSO4 с концентрацией титана 19,3 г/л. Осаждение проводят гидроксидом аммония (NH4OH) 12% при постоянно работающей мешалке до рН среды 7,0-7,5. Полученную суспензию отфильтровывают и промывают осадок сначала слабой серной кислотой 5%-ной и потом водой для выведения примесных сульфатных солей. В результате получают гидроксид титана Ti(OH)4 в количестве 44,34 г. Влажный гидратированный титан представляет собой белый осадок аморфной структуры, который помещают в кварцевой лодочке в муфель микроволновой печи, где проводят обработку осадка микроволновым излучением на частоте 2450 МГц и мощностью 600 Вт, при этом температура осадка в результате саморазогрева поднимается до 260°С в течение 22 минут, а затем постепенно в течение 20 минут понижается до 95°С и остается постоянной (Фиг.3). После того как температура не изменяется в течение 5 минут, продукт извлекают из печи. По данным рентгенофазового анализа получают кристаллический оксид титана TiO2 анатазной модификации, представляющий собой порошок белого цвета с размером частиц от 5 мкм до наноразмерной величины.A solution of titanium oxysulfate (TiOSO 4 ) with a titanium content of 19.3 g / l is taken. Calculate the required solution volume to obtain titanium oxide (TiO 2 ) in an amount of 45 g. To obtain such an amount of titanium oxide, 1.4 l of TiOSO 4 solution with a titanium concentration of 19.3 g / l will be required. Precipitation is carried out with ammonium hydroxide (NH 4 OH) 12% with a constantly working stirrer to a pH of 7.0-7.5. The resulting suspension is filtered off and the precipitate is washed first with weak
Пример 2.Example 2
Берут белый студенистый осадок гидроксида гафния Hf(OH)4 в количестве 50 г, полученный, как описано в примере 1, который имеет амфотерный характер, помещают в кварцевую лодочку и в муфель микроволновой печи. Производят обработку осадка микроволновым излучением на частоте 2450 МГц и мощностью 700 Вт, при этом температура осадка в результате саморазогрева поднимается до ~400°С в течение 30 минут, а затем постепенно в течение 25 минут понижается до 300°С и остается постоянной. После того как температура не изменяется в течение 10 минут, продукт извлекают из печи. По данным рентгенофазового анализа получают оксид гафния моноклинной структуры с размером частиц от 5 мкм до наноразмерной величины.Take a white gelatinous precipitate of hafnium hydroxide Hf (OH) 4 in an amount of 50 g, obtained as described in example 1, which is amphoteric in nature, placed in a quartz boat and in the muffle of the microwave oven. The precipitate is treated with microwave radiation at a frequency of 2450 MHz and a power of 700 W, while the temperature of the precipitate as a result of self-heating rises to ~ 400 ° C within 30 minutes, and then gradually decreases to 300 ° C over 25 minutes and remains constant. After the temperature does not change for 10 minutes, the product is removed from the oven. According to x-ray phase analysis, hafnium oxide of a monoclinic structure is obtained with a particle size of from 5 μm to a nanoscale size.
Пример 3.Example 3
Берут смесь гидроксидов титана, циркония и гафния (Ti(OH)4, Zr(OH)4, Hf(OH)4), приготовленную как описано в примере 2, которая имеет ренгеноаморфный характер, помещают в кварцевую лодочку и в муфель микроволновой печи, производят обработку осадка микроволновым излучением на частоте 3000 МГц и мощностью 700 Вт, при этом температура осадка в результате саморазогрева поднимается до ~550°С в течение 55 минут, а затем постепенно в течение 25 минут понижается до ~350°С и остается постоянной. После того как температура не изменяется в течение 10 минут, продукт извлекают из печи. По данным рентгенофазового анализа получают смесь оксидов TiO2 (рутил), ZiO2 (монокл.), HfO2 (монокл.) с размером частиц от 5 мкм до наноразмерной величины.Take a mixture of hydroxides of titanium, zirconium and hafnium (Ti (OH) 4 , Zr (OH) 4 , Hf (OH) 4 ), prepared as described in example 2, which is X-ray amorphous, placed in a quartz boat and in the muffle of the microwave oven, the precipitate is treated with microwave radiation at a frequency of 3000 MHz and a power of 700 W, while the temperature of the precipitate as a result of self-heating rises to ~ 550 ° C over 55 minutes, and then gradually decreases to ~ 350 ° C over 25 minutes and remains constant. After the temperature does not change for 10 minutes, the product is removed from the oven. According to X-ray analysis was obtained from a mixture of oxides of TiO 2 (rutile), ZiO 2 (monoclinic.), HfO 2 (monoclinic.) With a particle size ranging from 5 micron to nanoscale size.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить время процесса получения оксидов переходных металлов различной модификации и снизить энергетические затраты за счет использования микроволнового излучения.Thus, the proposed method can reduce the time of the process of producing transition metal oxides of various modifications and reduce energy costs through the use of microwave radiation.
Работа выполнена в рамках проектов РФФИ №04-03-32831-а и НШ-8380.2006.3.This work was carried out as part of the RFBR projects No. 04-03-32831-a and NSh-8380.2006.3.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006136834/02A RU2337791C2 (en) | 2006-10-17 | 2006-10-17 | Method for obtaining ultra-fine nano sized powder of transition metal oxides or mixture of transition metal oxides |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006136834/02A RU2337791C2 (en) | 2006-10-17 | 2006-10-17 | Method for obtaining ultra-fine nano sized powder of transition metal oxides or mixture of transition metal oxides |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006136834A RU2006136834A (en) | 2008-04-27 |
| RU2337791C2 true RU2337791C2 (en) | 2008-11-10 |
Family
ID=39452630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006136834/02A RU2337791C2 (en) | 2006-10-17 | 2006-10-17 | Method for obtaining ultra-fine nano sized powder of transition metal oxides or mixture of transition metal oxides |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2337791C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2400428C2 (en) * | 2008-11-19 | 2010-09-27 | Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской Академии наук | Procedure for production of ultra-nano-disperse powder of transition metal oxide or mixture of oxides of transition metals |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2404125C2 (en) * | 2008-11-05 | 2010-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Method of preparing zirconium dioxide nanopowder |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2030972C1 (en) * | 1992-10-26 | 1995-03-20 | Анатолий Иванович Капустин | Method for making dispersed metallic powder |
| RU2130822C1 (en) * | 1994-06-10 | 1999-05-27 | Сандвик Аб | Method of preparing hard material powders |
| RU2170647C1 (en) * | 2000-11-02 | 2001-07-20 | Закрытое акционерное общество "ИНВЕСТ-Технологии" | Method of production of ultradispersed metal powder |
| RU2252817C1 (en) * | 2003-12-23 | 2005-05-27 | Институт проблем химической физики Российской Академии наук | Installation and method for production of nanodispersed powders in microwave plasma |
| US6919029B2 (en) * | 2002-02-14 | 2005-07-19 | Trustees Of Stevens Institute Of Technology | Methods of preparing a surface-activated titanium oxide product and of using same in water treatment processes |
| JP2005298918A (en) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Rikogaku Shinkokai | One-step synthesis method for ordered Fe-Pt alloy fine particles |
-
2006
- 2006-10-17 RU RU2006136834/02A patent/RU2337791C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2030972C1 (en) * | 1992-10-26 | 1995-03-20 | Анатолий Иванович Капустин | Method for making dispersed metallic powder |
| RU2130822C1 (en) * | 1994-06-10 | 1999-05-27 | Сандвик Аб | Method of preparing hard material powders |
| RU2170647C1 (en) * | 2000-11-02 | 2001-07-20 | Закрытое акционерное общество "ИНВЕСТ-Технологии" | Method of production of ultradispersed metal powder |
| US6919029B2 (en) * | 2002-02-14 | 2005-07-19 | Trustees Of Stevens Institute Of Technology | Methods of preparing a surface-activated titanium oxide product and of using same in water treatment processes |
| RU2252817C1 (en) * | 2003-12-23 | 2005-05-27 | Институт проблем химической физики Российской Академии наук | Installation and method for production of nanodispersed powders in microwave plasma |
| JP2005298918A (en) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Rikogaku Shinkokai | One-step synthesis method for ordered Fe-Pt alloy fine particles |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2400428C2 (en) * | 2008-11-19 | 2010-09-27 | Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской Академии наук | Procedure for production of ultra-nano-disperse powder of transition metal oxide or mixture of oxides of transition metals |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006136834A (en) | 2008-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Baldassari et al. | Microwave-hydrothermal process for the synthesis of rutile | |
| CN101381106A (en) | Method for preparing nanometer tungsten trioxide powder | |
| AU2006329590B2 (en) | Methods for production of titanium oxide particles, and particles and preparations produced thereby | |
| Geethalakshmi et al. | Dielectric studies on nano zirconium dioxide synthesized through co-precipitation process | |
| CN115124072B (en) | Method for preparing high-purity nano titanium dioxide by sulfuric acid method and product | |
| CN109879311B (en) | A kind of method for preparing titanium oxide by reducing titanium-containing complex at room temperature | |
| CN102101697A (en) | A Rapid Preparation Method of Highly Dispersed TiO2 Nanocrystalline Sol | |
| CN108675336A (en) | The method that microwave cooperates with auxiliary liquid phase synthesis nanometer rare earth oxide ball with the double outfields of ultrasonic wave | |
| Daichuan et al. | Preparation of uniform α-Fe2O3 particles by microwave-induced hydrolysis of ferric salts | |
| CN115246653B (en) | Nanometer dysprosium oxide and preparation method and application thereof | |
| CN105016382B (en) | Method for preparing pure gold redstone type titanium dioxide nanorod | |
| Komarneni et al. | Solvothermal/hydrothermal synthesis of metal oxides and metal powders with and without microwaves | |
| RU2404125C2 (en) | Method of preparing zirconium dioxide nanopowder | |
| RU2337791C2 (en) | Method for obtaining ultra-fine nano sized powder of transition metal oxides or mixture of transition metal oxides | |
| Kumar et al. | A novel approach for the synthesis of nanocrystalline zinc oxide powders by room temperature co-precipitation method | |
| RU2400428C2 (en) | Procedure for production of ultra-nano-disperse powder of transition metal oxide or mixture of oxides of transition metals | |
| CN101928484B (en) | A method for preparing sulfate/titanium dioxide composite powder with titanyl sulfate | |
| CN101239738A (en) | A kind of preparation method of titanium dioxide nanotube | |
| Ishigaki et al. | Synthesis of functional nanocrystallites through reactive thermal plasma processing | |
| CN104495943A (en) | Preparation method of manganese ferrite nano powder | |
| RU2418742C2 (en) | Method of producing ultra-nano-dispersed powder of carbide | |
| Tang et al. | Microwave-assisted seed preparation for producing easily phase-transformed anatase to rutile | |
| CN102584219A (en) | Method for quickly compounding barium titanate nano-powder | |
| CN109847768A (en) | A kind of comprehensive utilization method of titanium slag | |
| Bo et al. | Fast synthesis of monodisperse TiO2 submicrospheres via a modified sol-gel approach |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101018 |