RU2758257C1 - Method for the synthesis of metal phosphates in oxidation state iii - Google Patents
Method for the synthesis of metal phosphates in oxidation state iii Download PDFInfo
- Publication number
- RU2758257C1 RU2758257C1 RU2020143463A RU2020143463A RU2758257C1 RU 2758257 C1 RU2758257 C1 RU 2758257C1 RU 2020143463 A RU2020143463 A RU 2020143463A RU 2020143463 A RU2020143463 A RU 2020143463A RU 2758257 C1 RU2758257 C1 RU 2758257C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- heat treatment
- sample
- metal
- stage
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 21
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 14
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 229910001463 metal phosphate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 32
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 30
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims abstract description 25
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 12
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000004453 electron probe microanalysis Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- WYYQVWLEPYFFLP-UHFFFAOYSA-K chromium(3+);triacetate Chemical compound [Cr+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O WYYQVWLEPYFFLP-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 33
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 24
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 20
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 11
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 4
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 claims 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 6
- 239000012212 insulator Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 abstract description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 abstract description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 abstract description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 12
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 6
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N isopropyl alcohol Natural products CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 4
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 229910017768 LaF 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017493 Nd 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 2
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 2
- 229910017135 Fe—O Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004455 differential thermal analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/26—Phosphates
- C01B25/265—General methods for obtaining phosphates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/26—Phosphates
- C01B25/45—Phosphates containing plural metal, or metal and ammonium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F17/00—Compounds of rare earth metals
- C01F17/30—Compounds containing rare earth metals and at least one element other than a rare earth metal, oxygen or hydrogen, e.g. La4S3Br6
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/447—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on phosphates, e.g. hydroxyapatite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/14—Phosphates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области химии, касается способа синтеза фосфатов металлов в степени окисления III вида RR'(PO4)3 и R1-xR'x(PO4)3, где R,R' - Al, Cr, Fe, Sb, La, Ce, Pr, Nd, Bi, которые обладают химической стойкостью и термической стабильностью. Высокая устойчивость позволяет применять их в специальной электротехнике как керамические изоляторы и ферромагнетики, в химической технологии как матрицы для иммобилизации токсичных промышленных отходов.The present invention relates to the field of chemistry, concerns a method for the synthesis of metal phosphates in the oxidation state III of the type RR '(PO 4 ) 3 and R 1-x R' x (PO 4 ) 3 , where R, R 'is Al, Cr, Fe, Sb, La, Ce, Pr, Nd, Bi, which have chemical resistance and thermal stability. High stability allows them to be used in special electrical engineering as ceramic insulators and ferromagnets, in chemical technology as matrices for the immobilization of toxic industrial waste.
Известен синтез BiFe2(PO4)3 (Anand Theerthan. Effect of electric and magnetic stresses on ferroelectric single crystals and ceramics: Docteur. Bordeaux 1, 2013. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00914178/document) в виде поликристаллического порошка методом совместного осаждения солей из водного раствора и монокристаллов, выращенных расплавным методом. Для получения поликристаллического фосфата стехиометрические соотношения Bi2O3, Fe2O3 и (NH4)2HPO4 тщательно перемешивали в агатовой ступке. К исходной смеси добавили 2%-ный избыток (NH4)2HPO4 из-за неизбежного присутствия воды в нем. Затем смесь помещали в 3D планетарную мельницу вместе с этанолом для образования однородной суспензии. Полученную суспензию помещали в печь и выдерживали при температуре 110°С в течение 12 часов для удаления этанола и воды. Затем полученную смесь постепенно нагревали на воздухе до 400, 600 и 975°С в течение 15 часов с промежуточным измельчением. Для всех температурных ступеней скорость нагрева составляла 2°C⋅мин-1. После окончательной термообработки образец закаливали на воздухе до комнатной температуры. Недостатком метода является трудоемкость, значительные затраты времени, в том числе связанные с использованием трехмерной планетарной мельницы, использование исходных реагентов в синтезе не обосновано.Known synthesis of BiFe 2 (PO 4 ) 3 (Anand Theerthan. Effect of electric and magnetic stresses on ferroelectric single crystals and ceramics: Docteur. Bordeaux 1, 2013. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00914178/document) in the form of a polycrystalline powder by co-precipitation of salts from an aqueous solution and single crystals grown by the melt method. To obtain polycrystalline phosphate, the stoichiometric ratios of Bi 2 O 3 , Fe 2 O 3, and (NH 4 ) 2 HPO 4 were thoroughly mixed in an agate mortar. A 2% excess of (NH 4 ) 2 HPO 4 was added to the initial mixture due to the inevitable presence of water in it. The mixture was then placed in a 3D planetary mill along with ethanol to form a homogeneous slurry. The resulting suspension was placed in an oven and kept at 110 ° C for 12 hours to remove ethanol and water. Then the resulting mixture was gradually heated in air to 400, 600 and 975 ° C for 15 hours with intermediate grinding. For all temperature steps, the heating rate was 2 ° C⋅min -1 . After the final heat treatment, the sample was quenched in air to room temperature. The disadvantage of this method is laboriousness, significant time consumption, including those associated with the use of a three-dimensional planetary mill, the use of starting reagents in the synthesis is not justified.
При получении монокристаллов полученный в предыдущем методе порошок помещали в платиновый тигель и нагревали до полного плавления при 1125°C на воздухе в течение 6 ч со скоростью 2°C/мин. Затем расплав медленно охлаждали до 1000°C со скоростью 1.8°C/час. Затем образец охлаждали до комнатной температуры 24 часа. Выращенные кристаллы были в основном меньше миллиметра и имели форму иголок.To obtain single crystals, the powder obtained in the previous method was placed in a platinum crucible and heated to complete melting at 1125 ° C in air for 6 h at a rate of 2 ° C / min. Then the melt was slowly cooled to 1000 ° C at a rate of 1.8 ° C / h. Then the sample was cooled to room temperature for 24 hours. The crystals grown were generally less than a millimeter and were in the shape of needles.
Недостатком метода являются высокая температура и значительные затраты времени, затрудняющие управление состоянием продукта синтеза.The disadvantages of this method are the high temperature and time consuming, which make it difficult to control the state of the synthesis product.
В задачу изобретения положено создание нового способа синтеза фосфатов металлов в степени окисления III состава RR'(PO4)3 и R1-xR'x(PO4)3, где R,R' - Al, Cr, Fe, Sb, La, Ce, Pr, Nd, Bi.The task of the invention is to create a new method for the synthesis of metal phosphates in oxidation state III of the composition RR '(PO 4 ) 3 and R 1-x R' x (PO 4 ) 3 , where R, R '- Al, Cr, Fe, Sb, La, Ce, Pr, Nd, Bi.
Техническим результатом от использования изобретения является повышение реакционной способности шихты, сокращение продолжительности процесса и снижение температуры получения продукта.The technical result from the use of the invention is to increase the reactivity of the charge, reduce the duration of the process and reduce the temperature of obtaining the product.
Поставленная задача достигается тем, что способ синтеза фосфатов металлов в степени окисления III включает приготовление растворов солей металлов из исходных реагентов, в качестве которых используют нитраты, хлориды металлов, ацетат хрома, смешение растворов солей металлов с раствором кислоты H3PO4, поэтапную сушку реакционной смеси при температурах 90°С и 200°С для полного обезвоживания продукта, дальнейшую поэтапную термообработку реакционной смеси при температуре 600-1000°С в течение 12-48 часов, диспергирование и контроль химического и фазового состава методами электронно-зондового микроанализа и рентгенографии после каждой термообработки, при этом используют сочетания следующих катионов металлов в химическом составе поликристаллических RR'(PO4)3 фосфатов R - Bi, SbxBi1-x (0 ≤ x ≤ 1), R' - Fe2, Cr2, AlxCr2-x (0 ≤ x ≤ 0.5) или R - Sb, La, Ce, Pr, Nd, R' - Cr2; диспергирование осуществляют после каждой термообработки в течение 30 минут; осуществляют дополнительную термообработку образца при температуре последнего нагрева в случае появления на рентгенограмме аморфного гало, наличия нечетких дифракционных максимумов и асимметрии профилей дифракционных линий на рентгенограмме, свидетельствующих о наличии аморфной фазы и несовершенств кристаллической структуры в образце; для получения монокристаллов BiFe2(PO4)3 в качестве шихты используют поликристаллический фосфат, предварительно синтезированный способом по п. 1, который нагревают до температуры расплава, монокристаллы получают при понижении температуры расплава BiFe2(PO4)3 от 1080°С до 950°С со скоростью 2.7 град/ч и последующем охлаждении образца до комнатной температуры в течение 20 ч.The task is achieved by the fact that the method for the synthesis of metal phosphates in the oxidation state III includes the preparation of solutions of metal salts from the initial reagents, which are used as nitrates, metal chlorides, chromium acetate, mixing metal salt solutions with an acid solution H 3 PO 4 , stage-by-stage drying of the reaction mixture at temperatures of 90 ° C and 200 ° C for complete dehydration of the product, further step-by-step heat treatment of the reaction mixture at a temperature of 600-1000 ° C for 12-48 hours, dispersion and control of the chemical and phase composition by methods of electron probe microanalysis and X-ray diffraction after each heat treatment, while using combinations of the following metal cations in the chemical composition of polycrystalline RR '(PO 4 ) 3 phosphates R - Bi, Sb x Bi 1-x (0 ≤ x ≤ 1), R' - Fe 2 , Cr 2 , Al x Cr 2-x (0 ≤ x ≤ 0.5) or R - Sb, La, Ce, Pr, Nd, R '- Cr 2 ; dispersion is carried out after each heat treatment for 30 minutes; additional heat treatment of the sample is carried out at the temperature of the last heating if an amorphous halo appears on the X-ray diffraction pattern, the presence of fuzzy diffraction maxima and asymmetry of the diffraction line profiles on the X-ray diffraction pattern, indicating the presence of an amorphous phase and imperfections of the crystal structure in the sample; to obtain BiFe 2 (PO 4 ) 3 single crystals, polycrystalline phosphate is used as a charge, previously synthesized by the method according to
На фиг. 1 представлены рентгенограммы фосфатов, где: 1 - BiFe2(PO4)3, 2 - BiCr2(PO4)3, 3 - Sb0.25Bi0.75Cr2(PO4)3, 4 - Sb0.5Bi0.5Cr2(PO4)3, 5 - Sb0.75Bi0.25Cr2(PO4)3, 6 - SbCr2(PO4)3.FIG. 1 shows the X-ray diffraction patterns of phosphates, where: 1 - BiFe 2 (PO 4 ) 3 , 2 - BiCr 2 (PO 4 ) 3 , 3 - Sb 0.25 Bi 0.75 Cr 2 (PO 4 ) 3 , 4 - Sb 0.5 Bi 0.5 Cr 2 ( PO 4 ) 3 , 5 - Sb 0.75 Bi 0.25 Cr 2 (PO 4 ) 3 , 6 - SbCr 2 (PO 4 ) 3 .
На фиг. 2 представлена структура фосфата BiFe2(PO4)3, аналога (α-CaMg2(SO4)3).FIG. 2 shows the structure of phosphate BiFe2(PO4)3, analogue (α-CaMg2(SO4)3).
Предлагаемый способ синтеза фосфатов металлов в степени окисления III осуществляют следующим образом.The proposed method for the synthesis of metal phosphates in oxidation state III is as follows.
Предварительно проводят структурно-химический дизайн возможных новых фосфатов на основе кристаллохимических принципов. С учетом ионных радиусов металлов в степени окисления III прогнозируют вероятность нахождения атомов в сходных позициях кристаллической структуры (см. книгу В.С. Урусов. Теоретическая кристаллохимия, М.: Изд-во МГУ, 1987. - 275 с.). Близость ионных радиусов металлов и их одинаковая степень окисления III позволяет рассчитывать на их изоморфизм в фосфатах, то есть смешение в составе однофазного продукта - фосфата в эквивалентных позициях кристаллической структуры металлов близких ионных радиусов, отличающихся на 10-15%.Preliminary structural and chemical design of possible new phosphates is carried out on the basis of crystal-chemical principles. Taking into account the ionic radii of metals in oxidation state III, the probability of finding atoms in similar positions of the crystal structure is predicted (see the book by VS Urusov. Theoretical crystal chemistry, Moscow: Moscow State University Publishing House, 1987. - 275 p.). The proximity of the ionic radii of metals and their identical oxidation state III allows us to count on their isomorphism in phosphates, that is, mixing in the composition of a single-phase product - phosphate in equivalent positions of the crystal structure of metals of close ionic radii that differ by 10-15%.
После теоретического этапа проводят эмпирический этап, включающий проведение различных анализов, позволяющих установить оптимальные промежуточные тепловые обработки, их продолжительность, температурную границу синтеза. Для этого используют синхронный дифференциально-термический и термогравиметрический анализ (ДТА-ТГ), позволяющие в динамике оценить температуры экзо- и эндотермических эффектов, связанных с фазовыми превращениями в образце. Помимо динамического определения температур промежуточных изотермических обработок и возможной температуры синтеза используют метод статического нагревания для определения минимального (оптимального) времени термообработки на каждой изотермической стадии. Суть метода заключается в поэтапном изотермическом нагреве образца, после которого проводятся рентгенофазовый и электронно-микрозондовый анализы, позволяющие определить изменение фазового и химического состава образца.After the theoretical stage, an empirical stage is carried out, which includes carrying out various analyzes that make it possible to establish the optimal intermediate heat treatments, their duration, and the temperature boundary of synthesis. For this, a synchronous differential thermal and thermogravimetric analysis (DTA-TG) is used, which makes it possible to estimate in dynamics the temperatures of exo- and endothermic effects associated with phase transformations in the sample. In addition to the dynamic determination of the temperatures of intermediate isothermal treatments and the possible synthesis temperature, the static heating method is used to determine the minimum (optimal) time of heat treatment at each isothermal stage. The essence of the method lies in the step-by-step isothermal heating of the sample, after which X-ray phase and electron-microprobe analyzes are carried out to determine the change in the phase and chemical composition of the sample.
На эмпирическом этапе, также, определяют реагенты, использование которых позволит провести последующую твердофазную реакцию. Преимущественно, в качестве таких веществ используют нитраты, карбонаты, хлориды металлов, соли органических кислот, например, ацетат хрома. Их разложение при нагреве приводит к перестройке кристаллической структуры, вызывая большое количество дефектов кристаллической решетки, благоприятно влияющих на скорость протекания последующей твердофазной реакции. Использование термически устойчивых веществ (оксидов) требует более высоких температур для их активации и начала протекания реакции.At the empirical stage, reagents are also determined, the use of which will allow the subsequent solid-phase reaction to be carried out. Advantageously, nitrates, carbonates, metal chlorides, salts of organic acids, for example chromium acetate, are used as such substances. Their decomposition upon heating leads to a rearrangement of the crystal structure, causing a large number of crystal lattice defects, which favorably affect the rate of the subsequent solid-phase reaction. The use of thermally stable substances (oxides) requires higher temperatures for their activation and the start of the reaction.
В дальнейшем осуществляют приготовление растворов солей металлов из исходных реагентов, смешение растворов солей металлов в степени окисления III с растворами кислоты H3PO4 или ее соли NH4H2PO4, поэтапную сушку реакционной смеси до полного обезвоживания продукта сначала при температуре 90°С, затем при температуре 200°С, дальнейшую термообработку реакционной смеси с диспергированием и контролем химического и фазового состава методами электронно-зондового микроанализа и рентгенографии после каждого нагрева.Subsequently, solutions of metal salts are prepared from the starting reagents, solutions of metal salts in oxidation state III are mixed with solutions of acid H 3 PO 4 or its salt NH 4 H 2 PO 4 , stage-by-stage drying of the reaction mixture until the product is completely dehydrated, first at a temperature of 90 ° C , then at a temperature of 200 ° C, further heat treatment of the reaction mixture with dispersion and control of the chemical and phase composition by the methods of electron probe microanalysis and X-ray diffraction after each heating.
Термообработку реакционной смеси осуществляют в течение 6-48 часов. Нагрев фосфата менее 6 часов приводит к неполной кристаллизации, и, следовательно, образец может быть неоднофазным. Термообработка более 48 часов не вызывает заметных изменений в сформированном однофазном кристаллическом образце, и является неоправданной затратой ресурсов.Heat treatment of the reaction mixture is carried out for 6-48 hours. Heating the phosphate for less than 6 hours results in incomplete crystallization, and therefore the sample may be non-single-phase. Heat treatment for more than 48 hours does not cause noticeable changes in the formed single-phase crystalline sample, and is an unjustified waste of resources.
Диспергирование смеси осуществляют после каждой термообработки, например, в течение 30 минут.Dispersion of the mixture is carried out after each heat treatment, for example, for 30 minutes.
В случае появления на рентгенограмме аморфного гало, наличия нечетких дифракционных максимумов и асимметрии профилей дифракционных линий на рентгенограмме, свидетельствующих о наличии аморфной фазы и несовершенств кристаллической структуры в образце, осуществляют дополнительную термообработку образца при температуре последнего нагрева.If an amorphous halo appears on the X-ray diffraction pattern, the presence of fuzzy diffraction maxima and asymmetry of the diffraction line profiles on the X-ray diffraction pattern, indicating the presence of an amorphous phase and imperfections in the crystal structure in the sample, additional heat treatment of the sample is carried out at the temperature of the last heating.
Ниже приведены примеры конкретного осуществления предлагаемого изобретения. Below are examples of specific implementation of the invention.
Пример 1.Example 1.
Фосфат BiFe2(PO4)3 со структурой α-CaMg2(SO4)3 был спрогнозирован на основе кристаллохимических данных. Структурной основой фосфата I служит каркас {[Fe2(PO4)3]3-}3∞, в котором атомы Fe координированы шестью атомами кислорода от шести тетраэдров РО4 с расстоянием Fe-O 1.897-2.140 и P-O 1.508-1.559 (рис. 2). Тетраэдры PO4 двумя вершинами скрепляют вершины двух сдвоенных гранями октаэдров FeO6, образуя колонку, и двумя другими вершинами присоединяются к соседним колонкам, образуя смешанный каркас. В пустотах каркаса располагаются атомы Bi, которые окружены шестью атомами кислорода (координационные полиэдры - тригональные призма Bi1 и антипризма Bi2). Расстояния Bi-О находятся в пределах 2.155-3.192 .Phosphate BiFe 2 (PO 4 ) 3 with the structure α-CaMg 2 (SO 4 ) 3 was predicted on the basis of crystal chemical data. The structural basis of phosphate I is the {[Fe 2 (PO 4 ) 3 ] 3- } 3∞ framework, in which Fe atoms are coordinated by six oxygen atoms from six PO 4 tetrahedra with a Fe-O distance of 1.897-2.140 and PO 1.508-1.559 (fig. 2). PO 4 tetrahedra with two vertices fasten the vertices of two double-faceted FeO 6 octahedra, forming a column, and two other vertices join adjacent columns, forming a mixed framework. In the voids of the framework, Bi atoms are located, which are surrounded by six oxygen atoms (coordination polyhedra - trigonal prism Bi1 and antiprism Bi2). The Bi-O distances are in the range 2.155-3.192 ...
Для синтеза фосфата в качестве исходных реагентов были выбраны Fe2O3, Bi2O3, H3PO4. Их использование позволило провести процесс при наиболее низкой температуре. For the synthesis of phosphate, Fe 2 O 3 , Bi 2 O 3 , H 3 PO 4 were chosen as starting reagents. Their use made it possible to carry out the process at the lowest temperature.
Для получения 2 г фосфата BiFe2(PO4)3 на первом этапе к стехиометрической навеске Fe2O3 добавляли раствор соляной кислоты до полного растворения навески. К образовавшемуся раствору добавляли стехиометрическую навеску Bi2O3. Затем при постоянном перемешивании по каплям добавляли раствор фосфорной кислоты, взятый также в соответствии со стехиометрией образца (см. таблицу 1).To obtain 2 g of phosphate BiFe 2 (PO 4 ) 3, at the first stage, a solution of hydrochloric acid was added to the stoichiometric sample of Fe 2 O 3 until the sample was completely dissolved. A stoichiometric sample of Bi 2 O 3 was added to the resulting solution. Then, with constant stirring, a solution of phosphoric acid was added dropwise, taken also in accordance with the stoichiometry of the sample (see table 1).
Реакционную смесь первоначально высушивали при температуре 90°С для удаления воды и далее при 200°С для полного обезвоживания продукта. В дальнейшем реакционную смесь подвергли термообработке при 600°С в течении 24 часов, после которой образец диспергировали в агатовой ступке в течение 30 минут с применением изопропилового или этилового спирта для обеспечения гомогенизации смеси. Затем образец снова обжигали в печи при температуре 800°С. Каждую стадию нагревания чередовали с диспергированием.The reaction mixture was initially dried at a temperature of 90 ° C to remove water and then at 200 ° C for complete dehydration of the product. Subsequently, the reaction mixture was heat treated at 600 ° C for 24 hours, after which the sample was dispersed in an agate mortar for 30 minutes using isopropyl or ethyl alcohol to ensure homogenization of the mixture. Then the sample was again fired in an oven at a temperature of 800 ° C. Each heating step was alternated with dispersion.
BiFe2(PO4)3, по данным рентгенофазового анализа (РФА) (рис. 1), кристаллизуется в структуре α-CaMg2(SO4)3 (пр. гр. P63/m), параметры его элементарной ячейки: a=14.3115(4), c=7.4311(2) , V=1318.12(8) Данные электронно-зондового микроанализа показали однородность состава зерен, их состав отвечал формуле Bi1.01(2)Fe2.00(1)P3.00(2)O12 (таблица 5).BiFe 2 (PO 4 ) 3 , according to X-ray phase analysis (XPA) (Fig. 1), crystallizes in the structure of α-CaMg 2 (SO 4 ) 3 (
Данный способ синтеза превосходит способ описанный ранее (Anand Theerthan. Effect of electric and magnetic stresses on ferroelectric single crystals and ceramics: Docteur. Bordeaux 1, 2013) тем, что он включает выбор исходных реагентов, благоприятно влияющих на скорость протекания последующей твердофазной реакции, приготовление растворов солей металлов из исходных реагентов, смешение растворов солей металлов с раствором кислоты H3PO4, поэтапную сушку реакционной смеси при температурах 90°С и 200°С для полного обезвоживания продукта, дальнейшую термообработку реакционной смеси в течение 12-48 часов и диспергирование в агатовой ступке (отличается от мельницы простотой очищения) на каждой стадии, меньшее число стадий синтеза, образование целевого продукта при более низкой температуре.This synthesis method is superior to that previously described (Anand Theerthan. Effect of electric and magnetic stresses on ferroelectric single crystals and ceramics: Docteur. Bordeaux 1, 2013) by the fact that it includes the choice of starting reagents that favorably affect the rate of the subsequent solid-phase reaction, preparation of metal salt solutions from starting reagents, mixing metal salt solutions with an H 3 PO 4 acid solution, step-by-step drying of the reaction mixture at temperatures of 90 ° C and 200 ° C for complete dehydration of the product, further heat treatment of the reaction mixture for 12-48 hours and dispersion in an agate mortar (differs from the mill in ease of purification) at each stage, fewer synthesis stages, formation of the target product at a lower temperature.
Для получения монокристаллов BiFe2(PO4)3 в качестве шихты использовали предварительно синтезированный поликристаллический фосфат. Монокристаллы получены при понижении температуры расплава BiFe2(PO4)3 от 1080 до 950°С со скоростью 2.7 град/ч. Затем образец охлаждали до комнатной температуры в течение 20 ч.To obtain BiFe single crystals2(PO4)3 used as a charge pre-synthesized polycrystalline phosphate. Single crystals were obtained by lowering the temperature of the BiFe melt2(PO4)3 from 1080 to 950 ° C at a rate of 2.7 deg / h. Then the sample was cooled to room temperature for 20 h.
Данный способ синтеза превосходит способ описанный ранее (Anand Theerthan. Effect of electric and magnetic stresses on ferroelectric single crystals and ceramics: Docteur. Bordeaux 1, 2013) тем, что нами используются более низкая температура расплава (1080°С вместо 1125°С), более высокая скорость его охлаждения от 1080 до 950°С (2.7 град/ч вместо 1.8 град/ч), меньшее последующее время охлаждения до комнатной температуры.This synthesis method is superior to that previously described (Anand Theerthan. Effect of electric and magnetic stresses on ferroelectric single crystals and ceramics: Docteur.
Пример 2.Example 2.
Фосфаты SbxBi1-xCr2(PO4)3, (0 ≤ x ≤ 1) с ожидаемой структурой α-CaMg2(SO4)3 были спрогнозированы на основе кристаллохимических данных. В данном случае каркас структуры образуют октаэдры CrO6, тетраэдры PO4. Внекаркасные позиции занимают катионы большего радиуса - это Sb3+ и Bi3+ (одинаковые степени окисления, ионные радиусы близки).Phosphates Sb x Bi 1-x Cr 2 (PO 4 ) 3 , (0 ≤ x ≤ 1) with the expected structure α-CaMg 2 (SO 4 ) 3 were predicted based on crystallochemical data. In this case, the framework of the structure is formed by CrO 6 octahedra and PO 4 tetrahedra. The extraframework positions are occupied by cations of a larger radius - these are Sb 3+ and Bi 3+ (the same oxidation states, the ionic radii are close).
Для получения данного ряда фосфатов использовали следующие реагенты: Sb2O3, Bi2O3, Cr(CH3COO)3 и H3PO4.To obtain this series of phosphates, the following reagents were used: Sb 2 O 3 , Bi 2 O 3 , Cr (CH 3 COO) 3, and H 3 PO 4 .
Для получения 2 г продукта на первом этапе к стехиометрической навеске Bi2O3 добавляли раствор соляной кислоты до полного растворения оксида. К образовавшемуся раствору добавляли стехиометрическую навеску Sb2O3, а после его растворения стехиометрическую навеску Cr(CH3COO)3. Затем при постоянном перемешивании по каплям добавляли раствор фосфорной кислоты, взятый также в соответствии со стехиометрией образца (см. таблицу 2).To obtain 2 g of the product at the first stage, a solution of hydrochloric acid was added to a stoichiometric sample of Bi 2 O 3 until the oxide was completely dissolved. A stoichiometric portion of Sb 2 O 3 was added to the resulting solution, and after its dissolution, a stoichiometric portion of Cr (CH 3 COO) 3 was added. Then, with constant stirring, a solution of phosphoric acid was added dropwise, taken also in accordance with the stoichiometry of the sample (see table 2).
Реакционную смесь первоначально высушивали при температуре 90°С для удаления воды и далее при 200°С для полного обезвоживания продукта. В дальнейшем реакционную смесь подвергли термообработке при 600°С в течении 24 часов, после которой образец диспергировали в агатовой ступке в течение 30 минут с применением изопропилового или этилового спирта для обеспечения гомогенизации смеси. Затем образец снова обжигали в печи при температурах 800, 900 и 1000°С. Каждую стадию нагревания чередовали с диспергированием. Конечная температура получения целевого продукта зависела от состава твердого раствора.The reaction mixture was initially dried at a temperature of 90 ° C to remove water and then at 200 ° C for complete dehydration of the product. Subsequently, the reaction mixture was heat treated at 600 ° C for 24 hours, after which the sample was dispersed in an agate mortar for 30 minutes using isopropyl or ethyl alcohol to ensure homogenization of the mixture. Then the sample was again fired in an oven at temperatures of 800, 900, and 1000 ° C. Each heating step was alternated with dispersion. The final temperature of obtaining the target product depended on the composition of the solid solution.
По данным рентгенографии все образцы состава SbxBi1-xCr2(PO4)3 (0 ≤ x ≤ 1) (рис. 1) кристаллизуются в структуре α-CaMg2(SO4)3 и образуют неограниченный твердый раствор. Данные электронно-зондового микроанализа показали однородность состава их зерен и соответствие ожидаемых (спрогнозированных) и фактических составов с учетом погрешности метода (таблица 5).According to X-ray diffraction data, all samples of the composition Sb x Bi 1-x Cr 2 (PO 4 ) 3 (0 ≤ x ≤ 1) (Fig. 1) crystallize in the structure of α-CaMg 2 (SO 4 ) 3 and form an unlimited solid solution. The data of the electron probe microanalysis showed the homogeneity of the composition of their grains and the correspondence of the expected (predicted) and actual compositions, taking into account the error of the method (Table 5).
Пример 3.Example 3.
Фосфаты BiAlxCr2-x(PO4)3, 0 ≤ x ≤ 0.5 с ожидаемой структурой α-CaMg2(SO4)3 были спрогнозированы на основе кристаллохимических данных. В данном случае каркас структуры образуют октаэдры CrO6 и AlO6 (одинаковые степени окисления, ионные радиусы близки), тетраэдры PO4. Внекаркасные позиции занимают катионы большего радиуса - Bi3+.Phosphates BiAl x Cr 2-x (PO 4 ) 3 , 0 ≤ x ≤ 0.5 with the expected structure of α-CaMg 2 (SO 4 ) 3 were predicted on the basis of crystal chemical data. In this case, the framework of the structure is formed by CrO 6 and AlO 6 octahedra (the same oxidation states, ionic radii are close), PO 4 tetrahedra. Extraframework positions are occupied by cations of a larger radius - Bi 3+ .
Для получения данного ряда фосфатов использовали следующие реагенты: Bi2O3, AlCl3, Cr(CH3COO)3 и H3PO4.To obtain this series of phosphates, the following reagents were used: Bi 2 O 3 , AlCl 3 , Cr (CH 3 COO) 3, and H 3 PO 4 .
Для получения 2 г продукта на первом этапе к стехиометрической навеске Bi2O3 добавляли раствор соляной кислоты до полного растворения оксида. К образовавшемуся раствору добавляли стехиометрическую навеску AlCl3, а после ее растворения стехиометрическую навеску Cr(CH3COO)3. Затем при постоянном перемешивании по каплям добавляли раствор фосфорной кислоты, взятый также в соответствии со стехиометрией образца (см. таблицу 3).To obtain 2 g of the product at the first stage, a solution of hydrochloric acid was added to a stoichiometric sample of Bi 2 O 3 until the oxide was completely dissolved. A stoichiometric weighed portion of AlCl 3 was added to the resulting solution, and after its dissolution, a stoichiometric weighed portion of Cr (CH 3 COO) 3 was added. Then, with constant stirring, a solution of phosphoric acid was added dropwise, taken also in accordance with the stoichiometry of the sample (see table 3).
Реакционную смесь первоначально высушивали при температуре 90°С для удаления воды и далее при 200°С для полного обезвоживания продукта. В дальнейшем реакционную смесь подвергли термообработке при 600°С в течении 24 часов, после которой образец диспергировали в агатовой ступке в течение 30 минут с применением изопропилового или этилового спирта для обеспечения гомогенизации смеси. Затем образец снова обжигали в печи при температурах 800 и 1000°С. Каждую стадию нагревания чередовали с диспергированием.The reaction mixture was initially dried at a temperature of 90 ° C to remove water and then at 200 ° C for complete dehydration of the product. Subsequently, the reaction mixture was heat treated at 600 ° C for 24 hours, after which the sample was dispersed in an agate mortar for 30 minutes using isopropyl or ethyl alcohol to ensure homogenization of the mixture. Then the sample was again fired in an oven at temperatures of 800 and 1000 ° C. Each heating step was alternated with dispersion.
По данным рентгенографии все образцы состава BiAlxCr2-x(PO4)3 0 ≤ x ≤ 0.5 кристаллизуется в структуре α-CaMg2(SO4)3 и образуют ограниченный твердый раствор. Данные электронно-зондового микроанализа показали однородность состава их зерен и соответствие ожидаемых (спрогнозированных) и фактических составов с учетом погрешности метода (таблица 5).According to X-ray diffraction data, all samples of the composition BiAl x Cr 2-x (PO 4 ) 3 0 ≤ x ≤ 0.5 crystallize in the structure of α-CaMg 2 (SO 4 ) 3 and form a limited solid solution. The data of the electron probe microanalysis showed the homogeneity of the composition of their grains and the correspondence of the expected (predicted) and actual compositions, taking into account the error of the method (Table 5).
Пример 4.Example 4.
Фосфаты RCr2(PO4)3, где R=La, Ce, Pr, Nd, с ожидаемой структурой α-CaMg2(SO4)3 были спрогнозированы на основе кристаллохимических данных. В данном случае каркас структуры образуют октаэдры CrO6, тетраэдры PO4. Внекаркасные позиции занимают катионы большего радиуса - R3+.Phosphates RCr 2 (PO 4 ) 3 , where R = La, Ce, Pr, Nd, with the expected structure of α-CaMg 2 (SO 4 ) 3 were predicted based on crystal chemical data. In this case, the framework of the structure is formed by CrO 6 octahedra and PO 4 tetrahedra. Extraframework positions are occupied by cations with a larger radius - R 3+ .
Для получения данного ряда фосфатов использовали следующие реагенты: LaF3⋅0.5H2O, Ce(NO3)3⋅6H2O, Pr(NO3)3∙6H2O, Nd2O3, Cr(CH3COO)3 и H3PO4.To obtain this series of phosphates, the following reagents were used: LaF 3 ⋅0.5H 2 O, Ce (NO 3 ) 3 ⋅6H 2 O, Pr (NO 3 ) 3 ∙ 6H 2 O, Nd 2 O 3 , Cr (CH 3 COO) 3 and H 3 PO 4 .
Для получения 2 г продукта на первом этапе к навеске LaF3⋅0.5H2O (или Ce(NO3)3⋅6H2O, или Pr(NO3)3⋅6H2O, или Nd2O3) добавляли раствор соляной кислоты до полного растворения навески. К образовавшемуся раствору добавляли Cr(CH3COO)3. Затем при постоянном перемешивании по каплям добавляли раствор фосфорной кислоты (см. таблицу 4).To obtain 2 g of the product in the first step to the hitch LaF 3 ⋅0.5H 2 O (or Ce (NO 3) 3 ⋅6H 2 O, or Pr (NO 3) 3 ⋅6H 2 O, or Nd 2 O 3) was added a solution of hydrochloric acid until the sample is completely dissolved. Cr (CH 3 COO) 3 was added to the resulting solution. Then, with constant stirring, a solution of phosphoric acid was added dropwise (see table 4).
Реакционную смесь первоначально высушивали при температуре 90°С для удаления воды и далее при 200°С для полного обезвоживания продукта. В дальнейшем реакционную смесь подвергли термообработке при 600°С в течении 24 часов, после которой образец диспергировали в агатовой ступке в течение 30 минут с применением изопропилового или этилового спирта для обеспечения гомогенизации смеси. Затем образец снова обжигали в печи при температурах 800, 1000 и 1200°С. Каждую стадию нагревания чередовали с диспергированием.The reaction mixture was initially dried at a temperature of 90 ° C to remove water and then at 200 ° C for complete dehydration of the product. Subsequently, the reaction mixture was heat treated at 600 ° C for 24 hours, after which the sample was dispersed in an agate mortar for 30 minutes using isopropyl or ethyl alcohol to ensure homogenization of the mixture. Then the sample was again fired in an oven at temperatures of 800, 1000, and 1200 ° C. Each heating step was alternated with dispersion.
По данным рентгенографии все образцы состава RCr2(PO4)3 кристаллизуются в структуре α-CaMg2(SO4)3. Данные электронно-зондового микроанализа показали однородность состава их зерен и соответствие ожидаемых (спрогнозированных) и фактических составов с учетом погрешности метода (таблица 5).According to X-ray diffraction data, all samples of the composition RCr 2 (PO 4 ) 3 crystallize in the α-CaMg 2 (SO 4 ) 3 structure. The data of the electron probe microanalysis showed the homogeneity of the composition of their grains and the correspondence of the expected (predicted) and actual compositions, taking into account the error of the method (Table 5).
Таким образом, повышение реакционной способности шихты достигается благодаря использованию в синтезе нитратов, карбонатов, хлоридов металлов, солей органических кислот (например, ацетат хрома), которые подвергаясь термическому разложению при воздействии температурного поля, увеличивают удельную поверхность и поверхностную активность реакционной зоны за счет перестройки кристаллической структуры и образования большого количества дефектов кристаллической решетки. Вследствие этого высокая активность такого материала приводит к увеличению скорости протекания последующей твердофазной реакции и формированию фазы продукта при более низкой температуре по сравнению с использованием термически устойчивых реагентов (оксидов), мало инициирующих реакцию и требующих более высоких температур для их активации и формирования требуемого продукта. Thus, an increase in the reactivity of the charge is achieved due to the use in the synthesis of nitrates, carbonates, metal chlorides, salts of organic acids (for example, chromium acetate), which, undergoing thermal decomposition when exposed to a temperature field, increase the specific surface area and surface activity of the reaction zone due to the rearrangement of the crystalline structure and formation of a large number of crystal lattice defects. As a result, the high activity of such a material leads to an increase in the rate of the subsequent solid-phase reaction and the formation of a product phase at a lower temperature compared to the use of thermally stable reagents (oxides) that initiate the reaction little and require higher temperatures for their activation and the formation of the desired product.
В представленных примерах в синтезе использованы катионы металлов: Bi3+, Fe3+, Cr3+, Sb3+, Al3+, La3+, Ce3+, Pr3+, Nd3+. Однако, синтез фосфатов может приводить к получению веществ с более широким спектром металлов в тех же степенях окисления, например, еще не изученных фосфатов RR'2(PO4)3 (R, R' - металлы в степени окисления III) и твердых растворов на их основе. Поэтому представленные примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение, но не ограничивают его.In the presented examples, metal cations were used in the synthesis: Bi3+, Fe3+, Cr3+, Sb3+, Al3+, La3+, Ce3+, Pr3+, Nd3+... However, the synthesis of phosphates can lead to the production of substances with a wider range of metals in the same oxidation states, for example, phosphates that have not yet been studied RR '2(PO4)3 (R, R '- metals in oxidation state III) and solid solutions based on them. Therefore, the presented examples illustrate the invention, but do not limit it.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020143463A RU2758257C1 (en) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | Method for the synthesis of metal phosphates in oxidation state iii |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020143463A RU2758257C1 (en) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | Method for the synthesis of metal phosphates in oxidation state iii |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2758257C1 true RU2758257C1 (en) | 2021-10-27 |
Family
ID=78289756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020143463A RU2758257C1 (en) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | Method for the synthesis of metal phosphates in oxidation state iii |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2758257C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU395324A1 (en) * | 1971-06-25 | 1973-08-28 | Method of producing mixed chromium phosphate | |
| SU874615A1 (en) * | 1979-07-10 | 1981-10-23 | Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. 50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Method of producing mixed alumophosphates |
| WO2013093017A2 (en) * | 2011-12-21 | 2013-06-27 | Chemische Fabrik Budenheim Kg | Metal phosphates and process for the preparation thereof |
| RU2579378C2 (en) * | 2014-07-01 | 2016-04-10 | Геннадий Хрисанфович Маркин | Method of producing compound metal-phosphate product (versions) |
| RU2637244C1 (en) * | 2016-08-23 | 2017-12-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Method for synthesis of metal sulfate-phosphates |
| CN110386595A (en) * | 2019-08-20 | 2019-10-29 | 淄博星澳新材料研究院有限公司 | High entropy RE phosphate powder and preparation method thereof |
-
2020
- 2020-12-28 RU RU2020143463A patent/RU2758257C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU395324A1 (en) * | 1971-06-25 | 1973-08-28 | Method of producing mixed chromium phosphate | |
| SU874615A1 (en) * | 1979-07-10 | 1981-10-23 | Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. 50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Method of producing mixed alumophosphates |
| WO2013093017A2 (en) * | 2011-12-21 | 2013-06-27 | Chemische Fabrik Budenheim Kg | Metal phosphates and process for the preparation thereof |
| RU2579378C2 (en) * | 2014-07-01 | 2016-04-10 | Геннадий Хрисанфович Маркин | Method of producing compound metal-phosphate product (versions) |
| RU2637244C1 (en) * | 2016-08-23 | 2017-12-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Method for synthesis of metal sulfate-phosphates |
| CN110386595A (en) * | 2019-08-20 | 2019-10-29 | 淄博星澳新材料研究院有限公司 | High entropy RE phosphate powder and preparation method thereof |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЛАВРЕНОВ Д.А. и др. Синтез, фазообразование и термические свойства BiFe2(PO4)3 и Bi1−xSbхCr2(PO4)3, Сборник тезисов конференции "Кристаллохимия в пространстве и времени", Научные чтения, посвященные 70-летию кафедры кристаллографии и кристаллохимии Геологического факультета МГУ, 2019, Москва, КДУ, сс. 77, 78. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS60239313A (en) | Crystalline zirconium phosphate and its manufacture | |
| Yoshimura et al. | Low‐Temperature Synthesis of Cubic and Rhombohedral Y6WO12 by a Polymerized Complex Method | |
| RU2758257C1 (en) | Method for the synthesis of metal phosphates in oxidation state iii | |
| RU2637244C1 (en) | Method for synthesis of metal sulfate-phosphates | |
| RU2845860C2 (en) | Synthesis of arsenate-phosphates of metals with garnet structure | |
| RU2040469C1 (en) | METHOD OF PREPARING γ-LITHIUM ALUMINATE | |
| JP2590431B2 (en) | Method for producing Bi5O7 (NO3) | |
| JPS5943424B2 (en) | Compound having hexagonal layered structure represented by TmFeCuO↓4 and method for producing the same | |
| JPS5943414B2 (en) | Compound belonging to the monoclinic system represented by 4MgO・6Fe↓2O↓3・9GeO↓2 (Mg↓4Fe↓1↓2Ge↓9O↓4↓0) and its production method | |
| JPH0435407B2 (en) | ||
| JPS6045130B2 (en) | Compound belonging to the monoclinic system represented by 4NiO・6Fe↓2O↓3・9GeO↓2 (Ni↓4Fe↓1↓2Ge↓9O↓4↓0) and its production method | |
| JP2849704B2 (en) | Bismuth-vanadium oxide compound for oxide ion conductor and method for producing the same | |
| JPS6041616B2 (en) | Compound belonging to the monoclinic system represented by 4CoO・6Fe↓2O↓3・9GeO↓2 (Co↓4Fe↓1↓2Ge↓9O↓4↓0) and its production method | |
| JPH0435406B2 (en) | ||
| JPH0435408B2 (en) | ||
| JPH0338210B2 (en) | ||
| JPS5943415B2 (en) | Compound belonging to the monoclinic system represented by 4MnO・6Fe↓2O↓3・9GeO↓2 (Mn↓4Fe↓1↓2Ge↓9O↓4↓0) and its production method | |
| JPS5943418B2 (en) | Compound having hexagonal layered structure represented by YbFeCuO↓4 and method for producing the same | |
| JPS6024053B2 (en) | Compound having hexagonal layered structure represented by YbGaMgO↓4 and method for producing the same | |
| JPH0435409B2 (en) | ||
| JPS5943417B2 (en) | Compound having hexagonal layered structure represented by LuFeCuO↓4 and method for producing the same | |
| JPS5943421B2 (en) | Compound having hexagonal layered structure represented by TmFeMgO↓4 and method for producing the same | |
| JPS63295420A (en) | Compound having hexagonal layered structure represented by YbGaZn↓4O↓7 and method for producing the same | |
| JPH0435421B2 (en) | ||
| JPH09190831A (en) | Manufacture of inter-connector material for solid electrolyte fuel cell |