RU2788981C1 - Method for obtaining nanoscale oxides of rare earth elements using dimethylformamide - Google Patents
Method for obtaining nanoscale oxides of rare earth elements using dimethylformamide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788981C1 RU2788981C1 RU2022118852A RU2022118852A RU2788981C1 RU 2788981 C1 RU2788981 C1 RU 2788981C1 RU 2022118852 A RU2022118852 A RU 2022118852A RU 2022118852 A RU2022118852 A RU 2022118852A RU 2788981 C1 RU2788981 C1 RU 2788981C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dmf
- ree
- rare earth
- earth elements
- dimethylformamide
- Prior art date
Links
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 126
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 11
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 4
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 4
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 1-methylsulfonylpiperidin-4-one Chemical compound CS(=O)(=O)N1CCC(=O)CC1 RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N anhydrous glutaric acid Natural products OC(=O)CCCC(O)=O JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- MMKQUGHLEMYQSG-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);praseodymium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Pr+3].[Pr+3] MMKQUGHLEMYQSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910003447 praseodymium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 2
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017518 Cu Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017752 Cu-Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017943 Cu—Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018605 Ni—Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000005049 combustion synthesis Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling 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
- 229910001940 europium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- AEBZCFFCDTZXHP-UHFFFAOYSA-N europium(3+);oxygen(2-) Chemical group [O-2].[O-2].[O-2].[Eu+3].[Eu+3] AEBZCFFCDTZXHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- JYTUFVYWTIKZGR-UHFFFAOYSA-N holmium oxide Inorganic materials [O][Ho]O[Ho][O] JYTUFVYWTIKZGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OWCYYNSBGXMRQN-UHFFFAOYSA-N holmium(3+);oxygen(2-) Chemical group [O-2].[O-2].[O-2].[Ho+3].[Ho+3] OWCYYNSBGXMRQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- ZLGIGTLMMBTXIY-UHFFFAOYSA-K praseodymium(3+);trihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Pr+3] ZLGIGTLMMBTXIY-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- YWECOPREQNXXBZ-UHFFFAOYSA-N praseodymium(3+);trinitrate Chemical compound [Pr+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O YWECOPREQNXXBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910052566 spinel group Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 229910000349 titanium oxysulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области способов получения наноразмерных образцов оксидов редкоземельных элементов (РЗЭ), которые могут применяться в качестве разнообразных материалов благодаря своим люминесцентным, каталитическим, оптическим, электрическим и магнитным свойствам.The invention relates to the field of methods for obtaining nanoscale samples of oxides of rare earth elements (REE), which can be used as a variety of materials due to their luminescent, catalytic, optical, electrical and magnetic properties.
Наиболее известными способами получения наноразмерных оксидов являются золь-гель метод [Pechini, M. P. (1967) USA Patent, No. 3.330. 697; Масахиде МИУРА, Ацуси ТАНАКА, Такахиро СУДЗУКИ, Тадаси СУДЗУКИ, Тоситака ТАНАБЕ, Наоки ТАКАХАСИ (2013) RU2573022C1; Bikshalu, K., Reddy, V.S.K., Reddy, P.C.S. and Rao, K.V. (2014) Synthesis of La2O3 Nanoparticles by Pechini Method for Future CMOS Applications. International Journal of Education and Applied Research, 4, 12-15], гидротермальный метод [Максимов В.Д., Шапорев А.С., Иванов В.К., Чурагулов Б.Р., Третьяков Ю.Д. Гидротермальный синтез нанокристаллического анатаза из водных растворов сульфата титанила для фотокаталитических применений // Химическая технология. 2009. Т.10. №2. С.70-75; Xie, Y., Qian, Y., Li, J., Chen, Z. and Yang, L. (1995) Hydrothermal Preparation and Characterization of Ultrafine Powders of Ferrite Spinels MFe2O4 (M=Fe, Zn and Ni). Materials Science and Engineering: B, 34, L1-L3; Wang, H.-W. and Kung, S.-C. (2004) Crystallization of Nanosized Ni-Zn Ferrite Powders Prepared by Hydrothermal Method. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 270, 230-236; Krishnaveni, T., Murthy, S.R., Gao, F., Lu, Q. and Komarneni, S. (2006) Microwave Hydrothermal Synthesis of Nanosize Ta2O5 Added Mg-Cu-Zn Ferrites. Journal of Materials Science, 41, 1471-1474; J.-G. Kang, B.-K. Min, Y. Sohn, Physicochemical properties of praseodymium hydroxide and oxide nanorods, J. Alloys Compd. 619 (2015) 165-171], атомно-слоевое осаждение [Tsoutsou, D., Scarel, G., Debernardi, A., Capelli, S.C., Volkos, S.N., Lamagna, L., Schamm, S., Coulon, P.E. and Fanciulli, M. (2008) Infrared Spectroscopy and X-Ray Diffraction Studies on the Crystallographic Evolution of La2O3 Films upon Annealing. Microelectronic Engineering, 85, 2411-2413]. Недостатками данных методов являются длительность и многостадийность процессов.The most well-known methods for obtaining nanosized oxides are the sol-gel method [Pechini, MP (1967) USA Patent, No. 3.330. 697; Masahide MIURA, Atsushi TANAKA, Takahiro SUZUKI, Tadashi SUZUKI, Toshitaka TANABE, Naoki TAKAHASHI (2013) RU2573022C1; Bikshalu, K., Reddy, VSK, Reddy, PCS and Rao, KV (2014) Synthesis of La 2 O 3 Nanoparticles by Pechini Method for Future CMOS Applications. International Journal of Education and Applied Research, 4, 12-15], hydrothermal method [Maksimov V.D., Shaporev A.S., Ivanov V.K., Churagulov B.R., Tretyakov Yu.D. Hydrothermal synthesis of nanocrystalline anatase from aqueous solutions of titanyl sulfate for photocatalytic applications // Chemical technology. 2009. V.10. No. 2. pp.70-75; Xie, Y., Qian, Y., Li, J., Chen, Z. and Yang, L. (1995) Hydrothermal Preparation and Characterization of Ultrafine Powders of Ferrite Spinels MFe 2 O 4 (M=Fe, Zn and Ni) . Materials Science and Engineering: B, 34, L1-L3; Wang, H.-W. and Kung, S.-C. (2004) Crystallization of Nanosized Ni-Zn Ferrite Powders Prepared by Hydrothermal Method. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 270, 230-236; Krishnaveni, T., Murthy, S. R., Gao, F., Lu, Q. and Komarneni, S. (2006) Microwave Hydrothermal Synthesis of Nanosize Ta 2 O 5 Added Mg-Cu-Zn Ferrites. Journal of Materials Science, 41, 1471-1474; J.-G. Kang, B.-K. Min, Y. Sohn, Physicochemical properties of praseodymium hydroxide and oxide nanorods, J. Alloys Compd. 619 (2015) 165-171], atomic layer deposition [Tsoutsou, D., Scarel, G., Debernardi, A., Capelli, SC, Volkos, SN, Lamagna, L., Schamm, S., Coulon, PE and Fanciulli, M. (2008) Infrared Spectroscopy and X-Ray Diffraction Studies on the Crystallographic Evolution of La 2 O 3 Films upon Annealing. Microelectronic Engineering, 85, 2411-2413]. The disadvantages of these methods are the duration and multi-stage processes.
Наиболее простым методом получения оксидов различных элементов, включая редкоземельные элементы (РЗЭ), является метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза [K.S. Martirosyan, D. Luss, Patent US 7,897,135 B2. Mar. 1, 2011], в том числе один из его вариантов - метод «горения растворов» (solution combustion synthesis, SCS) [Varma A., Mukasyan A.S., Rogachev A.S., Manukyan K.V. Chem. Rev. 2016. 116(23). 14493; Pathan, A.A., Desai, K.R. and Bhasin, C.P. (2017) Synthesis of La2O3 Nanoparticles Using Glutaric Acid and Propylene Glycol for Future CMOS Applications. International journal of Nanomaterials and Chemistry, 3, 21-25]. Для получения оксидов РЗЭ данным методом используют нитраты РЗЭ в качестве окислителя и органические вещества, такие как мочевину, многоосновные карбоновые кислоты (например, глутаровую кислоту) или многоатомные спирты (например, пропиленгликоль) в качестве топлива, что позволяет уменьшить затраты энергии, так как нагревание необходимо вести только до начала экзотермического процесса. Недостатком метода является необходимость нагрева реакционной смеси до достаточно высокой (400°С) температуры для начала экзотермического процесса, отвечающего условиям горения.The simplest method for obtaining oxides of various elements, including rare earth elements (REE), is the method of self-propagating high-temperature synthesis [KS Martirosyan, D. Luss, Patent US 7,897,135 B2. Mar. 1, 2011], including one of its variants - the solution combustion synthesis (SCS) method [Varma A., Mukasyan AS, Rogachev AS, Manukyan KV Chem. Rev. 2016. 116(23). 14493; Pathan, AA, Desai, KR and Bhasin, CP (2017) Synthesis of La 2 O 3 Nanoparticles Using Glutaric Acid and Propylene Glycol for Future CMOS Applications. International journal of Nanomaterials and Chemistry, 3, 21-25]. To obtain REE oxides, this method uses REE nitrates as an oxidizing agent and organic substances such as urea, polybasic carboxylic acids (for example, glutaric acid) or polyhydric alcohols (for example, propylene glycol) as fuel, which reduces energy costs, since heating it is necessary to conduct only before the start of the exothermic process. The disadvantage of this method is the need to heat the reaction mixture to a sufficiently high (400°C) temperature to start an exothermic process that meets the combustion conditions.
Наиболее близким техническим решением является способ получения оксида празеодима с использованием в качестве топлива мочевины [B.M. Abu-Zied, Controlled synthesis of praseodymium oxide nanoparticles obtained by combustion route: Effect of calcination temperature and fuel to oxidizer ratio, Applied Surface Science, Volume 471, 2019, Pages 246-255]. Мочевина и нитрат празеодима в мольном отношении от 0,5: 1 до 8: 1 растворяли в дистиллированной воде. Полученные растворы высушивали до образования геля, который прокаливали в атмосфере воздуха при 400-700°С в течение 1 ч. В результате формируется Pr6O11 (при мольном отношении реагентов >4:1) или смесь Pr6O11 и Pr2O2CO3 (при соотношении реагентов ≥4:1). Методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) в интервале температур 100-500°С обнаружены чередующиеся эндо- и экзо-эффекты, при этом экзо-эффект при 160-335°C, когда должен проходить самораспространяющийся высокотемпературный синтез, прерывается сильным эндо-эффектом при 230-300°С.The closest technical solution is a method for producing praseodymium oxide using urea as fuel [BM Abu-Zied, Controlled synthesis of praseodymium oxide nanoparticles obtained by combustion route: Effect of calcination temperature and fuel to oxidizer ratio, Applied Surface Science, Volume 471, 2019 , Pages 246-255]. Urea and praseodymium nitrate in a molar ratio of 0.5:1 to 8:1 were dissolved in distilled water. The resulting solutions were dried to form a gel, which was calcined in air at 400–700°C for 1 h. As a result, Pr 6 O 11 is formed (at a molar ratio of reagents >4:1) or a mixture of Pr 6 O 11 and Pr 2 O 2 CO 3 (when the ratio of reagents ≥4:1). Alternating endo- and exo-effects were detected by differential scanning calorimetry (DSC) in the temperature range of 100–500°C; -300°C.
Недостатком данного способа является отсутствие выраженного экзотермического эффекта, что препятствует процессу самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и требует постоянного подвода теплоты.The disadvantage of this method is the absence of a pronounced exothermic effect, which prevents the process of self-propagating high-temperature synthesis and requires a constant supply of heat.
Технический результат изобретения заключается в достижения условий самораспространяющегося высокотемпературного синтеза оксидов РЗЭ за счет создания сильного экзоэффекта в результате протекания реакции окисления топлива.The technical result of the invention is to achieve the conditions of self-propagating high-temperature synthesis of REE oxides by creating a strong exo-effect as a result of the fuel oxidation reaction.
Технический результат достигается путем использования в качестве топлива диметилформамида (ДМФА), содержащего повышенное количество углерода по сравнению с мочевиной.The technical result is achieved by using dimethylformamide (DMF) as fuel, which contains an increased amount of carbon compared to urea.
В табл. 1 представлены некоторые свойства ДМФА и мочевины.In table. 1 shows some properties of DMF and urea.
Поскольку первой стадией процесса SCS является выпаривание растворов, содержащих окислитель и топлива, предварительно было изучено взаимодействие реагентов в растворах, содержащих нитрат РЗЭ и диметилформамид при соотношении реагентов от 1:1 до 1:6. Было установлено, что при любом соотношении реагентов из растворов, содержащих Ln(NO3)3, где Ln=Sm-Lu, кристаллизуются комплексные соединения состава [Ln(ДМФА)3(NO3)3]. Результаты элементного анализа представлены в табл.2.Since the first stage of the SCS process is the evaporation of solutions containing oxidant and fuel, the interaction of reagents in solutions containing REE nitrate and dimethylformamide at a ratio of reagents from 1:1 to 1:6 was previously studied. It was found that at any ratio of reagents from solutions containing Ln(NO 3 ) 3 , where Ln=Sm-Lu, complex compounds of the composition [Ln(DMF) 3 (NO 3 ) 3 ] crystallize. The results of elemental analysis are presented in Table 2.
Комплексные соединения охарактеризованы методом ИК-спектроскопии (табл.3). По сдвигу полосы ν(CO) по сравнению с ее положением в спектре ДМФА можно сделать вывод о характере координации ДМФА через атом кислорода карбонильной группы.Complex compounds were characterized by IR spectroscopy (Table 3). Based on the shift of the ν(CO) band compared to its position in the DMF spectrum, one can draw a conclusion about the character of DMF coordination through the oxygen atom of the carbonyl group.
12571388
1257
12931382
1293
12961379
1296
12991382
1299
12991379
1299
13021382
1302
12991378
1299
12401382
1240
12421382
1242
12481385
1248
12431383
1243
861
8181489
861
818
861
8181495
861
818
861
8181487
861
818
862
8181492
862
818
867
8211489
867
821
877
8161487
877
816
869
8181487
869
818
861
8131490
861
813
879
8161503
879
816
879
8141487
879
814
νs(NO2)
π(NO3)v a (NO 2 )
v s (NO 2 )
π(NO 3 )
Методом рентгенофазового анализа установлено, что полученные комплексные соединения не содержат рефлексов исходных компонентов, используемых для синтеза (фиг. 1-2). Таким образом, подтверждено, что в ходе SCS разложению подвергаются не механические смеси топлива и окислителя, а продукты реакции между ними.It was established by X-ray phase analysis that the obtained complex compounds do not contain reflections of the initial components used for synthesis (Fig. 1-2). Thus, it is confirmed that during the SCS, not mechanical mixtures of fuel and oxidizer are decomposed, but the reaction products between them.
Показано также, что комплексы [Ln(ДМФА)3(NO3)3] изоструктурны (фиг. 3).It was also shown that [Ln(DMF) 3 (NO 3 ) 3 ] complexes are isostructural (Fig. 3).
Далее был выполнен термический анализ полученных соединений, моделирующий процесс SCS с использованием смесей нитратов РЗЭ с диметилформамидом. Комплексный термический анализ (термогравиметрический анализ и дифференциальная сканирующая калориметрия) проводились на приборах Q500 фирмы Intertech и Q100 соответственно (США). Для проведения термогравиметрического анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии образцы готовили по стандартной методике. Все измерения проводились в атмосфере воздуха (100 мл/мин), линейная скорость нагрева и охлаждения составляла 10 град/мин. Ошибка измерения составляла 0.01-0.02°C.Next, a thermal analysis of the obtained compounds was performed, simulating the SCS process using mixtures of REE nitrates with dimethylformamide. Complex thermal analysis (thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry) was carried out on Intertech Q500 and Q100 instruments, respectively (USA). For thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry, the samples were prepared according to the standard procedure. All measurements were carried out in air (100 ml/min), the linear rate of heating and cooling was 10 deg/min. The measurement error was 0.01–0.02°C.
Результаты термического анализа показали, что при нагревании образцов после серии небольших эндо-эффектов, связанных с удалением остаточной воды и начальных стадий разложения соединений, наблюдаются ярко выраженные экзо-эффекты в интервале температур от 220 до 330°С, отвечающие условиям самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (табл.4). В результате этих процессов образуются основные нитраты состава LnONO3. Последующее нагревание в течение 15-30 мин приводит к формированию оксидов соответствующих РЗЭ состава Ln2O3, что подтверждено также результатами рентгенофазового анализа.The results of thermal analysis showed that when the samples are heated after a series of small endo effects associated with the removal of residual water and the initial stages of decomposition of the compounds, pronounced exo effects are observed in the temperature range from 220 to 330°C, which correspond to the conditions of self-propagating high-temperature synthesis (Table .four). As a result of these processes, basic nitrates of composition LnONO 3 are formed. Subsequent heating for 15–30 min leads to the formation of oxides of the corresponding rare earth elements of the composition Ln 2 O 3 , which is also confirmed by the results of X-ray phase analysis.
301,12;
453,66102.28;
301.12;
453.66
301,12;
447,49;
552,99120.11;
301.12;
447.49;
552.99
229,32;
439,39;
580,11124.59;
229.32;
439.39;
580.11
329,12;
516,20;269.13;
329.12;
516.20;
431,34;
480,19127.05;
431.34;
480.19
336,90275.72;
336.90
220,96;
422,95;
491,51129.32;
220.96;
422.95;
491.51
214,64;
229,17;
310,09;
500,87129.09;
214.64;
229.17;
310.09;
500.87
Ниже приведены конкретные примеры осуществления изобретения, в том числе демонстрирующие достижение технического результата. Примеры носят иллюстрирующий характер и никоим образом не ограничивают объем притязаний.Below are specific examples of the invention, including those demonstrating the achievement of a technical result. The examples are illustrative and in no way limit the scope of the claims.
Пример 1Example 1
При комнатной температуре (20-25ºС) смешивают Eu(NO3)3⋅6H2O (1,30 г, 3 ммоль) и диметилформамид (0,66 г, 9 ммоль), добавляют 5 мл дистиллированной воды и перемешивают до полного растворения Eu(NO3)3⋅6H2O. После удаления воды при 90°С образуются кристаллы соединения [Eu(ДМФА)3(NO3)3], которые затем подвергают нагреванию в атмосфере воздуха со скоростью 10 град/мин до 700°С. Кривые нагревания представлены на (фиг. 4).At room temperature (20-25ºС), Eu(NO 3 ) 3 ⋅6H 2 O (1.30 g, 3 mmol) and dimethylformamide (0.66 g, 9 mmol) are mixed, 5 ml of distilled water are added and stirred until complete dissolution Eu(NO 3 ) 3 ⋅6H 2 O. After removal of water at 90°C, crystals of the compound [Eu(DMF) 3 (NO 3 ) 3 ] are formed, which are then subjected to heating in air at a rate of 10 deg/min to 700° FROM. The heating curves are shown in (FIG. 4).
Методом рентгенофазового анализа показано, что продуктом является оксид европия Eu2O3 (фиг. 5).X-ray phase analysis showed that the product is europium oxide Eu 2 O 3 (Fig. 5).
Методом просвечивающейся электронной микроскопии (ПЭМ) показано, что результатом термического разложения [Eu(ДМФА)3(NO3)3] являются наноразмерные частиц со средним размером 20-30 нм и со средней степенью агломерации (фиг. 6).Transmission electron microscopy (TEM) showed that the thermal decomposition of [Eu(DMF) 3 (NO 3 ) 3 ] resulted in nanosized particles with an average size of 20-30 nm and with an average degree of agglomeration (Fig. 6).
Пример 2Example 2
При комнатной температуре (20-25ºС) смешивают Ho(NO3)3⋅5H2O (1,32 г, 3 ммоль) и диметилформамид (0,66 г, 9 ммоль), добавляют 5 мл дистиллированной воды и перемешивают до полного растворения Ho(NO3)3⋅5H2O. После удаления воды при 90°С образуются кристаллы соединения [Ho(ДМФА)3(NO3)3], которые затем подвергают нагреванию в атмосфере воздуха со скоростью 10 град/мин до 800°С. Кривые нагревания представлены на (фиг. 7).At room temperature (20-25ºС), Ho(NO 3 ) 3 ⋅5H 2 O (1.32 g, 3 mmol) and dimethylformamide (0.66 g, 9 mmol) are mixed, 5 ml of distilled water are added and stirred until complete dissolution Ho(NO 3 ) 3 ⋅5H 2 O. After removal of water at 90°C, crystals of the compound [Ho(DMF) 3 (NO 3 ) 3 ] are formed, which are then heated in air at a rate of 10 deg/min to 800° FROM. The heating curves are shown in (FIG. 7).
Методом рентгенофазового анализа показано, что продуктом является оксид гольмия Ho2O3 (фиг. 8).X-ray phase analysis showed that the product is holmium oxide Ho 2 O 3 (Fig. 8).
Методом просвечивающейся электронной микроскопии (ПЭМ) показано, что результатом термического разложения [Ho(ДМФА)3(NO3)3] являются наноразмерные частиц со средним размером 30-40 нм и со средней степенью агломерации (фиг. 9).Transmission electron microscopy (TEM) showed that the thermal decomposition of [Ho(DMF) 3 (NO 3 ) 3 ] resulted in nanosized particles with an average size of 30-40 nm and with an average degree of agglomeration (Fig. 9).
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2788981C1 true RU2788981C1 (en) | 2023-01-26 |
Family
ID=
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ABU-ZIED B.M. Controlled synthesis of praseodymium oxide nanoparticles obtained by combustion route: Effect of calcination temperature and fuel to oxidizer ratio, "Applied Surface Science", 2019, Vol.471, pp 246-255. * |
| ИЛЬЮЩЕНКО А.Ф. Разработка перспективных нанотехнологий в ГНПО порошковой металлургии, "Наноструктурные материалы: Беларусь-Россия-Украина (НАНО-2014)", 2015, стр. 108-120. PATHAN A.A. et al., Synthesis of La2O3 nanoparticles using glutaric acid and propylene glycol for future CMOS applications, "International journal of Nanomaterials and Chemistry", 2017, Vol.3, pp. 21-25. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Osman et al. | Chelating agent size effect on thermal decomposition, phase formation and morphology characteristics of Y3+ doped Ba (Ce, Zr) O3 ceramics powder prepared by a sol-gel process | |
| CN106544025A (en) | A kind of preparation method of rear-earth-doped gadolinium oxysulfide fluorescent material | |
| Zhang et al. | Crystallisation process of Bi5Ti3FeO15 multiferroic nanoparticles synthesised by a sol–gel method | |
| Du et al. | Morphology and structure features of ZnAl2O4 spinel nanoparticles prepared by matrix-isolation-assisted calcination | |
| Behnoudnia et al. | Synthesis and characterization of novel three-dimensional-cauliflower-like nanostructure of lead (II) oxalate and its thermal decomposition for preparation of PbO | |
| Zhang et al. | Preparation, characterization and luminescence of Sm3+ or Eu3+ doped Sr2CeO4 by a modified sol-gel method | |
| Hou et al. | Controlled synthesis of photoluminescent Bi4Ti3O12 nanoparticles from metal-organic polymeric precursor | |
| JPH0118018B2 (en) | ||
| RU2788981C1 (en) | Method for obtaining nanoscale oxides of rare earth elements using dimethylformamide | |
| Krasil’nikov et al. | Novel method for the production of copper (II) formates, their thermal, spectral and magnetic properties | |
| Sletnes et al. | Luminescent Eu3+-doped NaLa (WO4)(MoO4) and Ba2CaMoO6 prepared by the modified Pechini method | |
| Huang et al. | Coordination polymer templated engineering of YVO 4: Eu submicron crystals and photoluminescence | |
| WO1990000154A1 (en) | Process for making superconductors and their precursors | |
| Caminata et al. | Effect of microwave heating during evaporation solvent and polymeric precursor formation in synthesis of BaZr0. 08Ti0. 92O3 nanopowders | |
| Srisombat et al. | Chemical synthesis of magnesium niobate powders | |
| Retizlaf et al. | CoFe2O4 magnetic nanoparticles: Synthesis by thermal decomposition of 8-hydroxyquinolinates, characterization, and application in catalysis | |
| Liu et al. | Controlled synthesis and photoluminescence behaviors of Lu2O2SO4: Eu3+ and Lu2O2S: Eu3+ phosphors | |
| JP2014129202A (en) | Method for manufacturing layered double hydroxide | |
| Gingasu et al. | Synthesis of lithium ferrites from polymetallic carboxylates | |
| Ughade et al. | Formation of zircon-type DyCrO4 and its magnetic properties | |
| Tomina et al. | The synthesis of nanophosphors YPxV1–xO4 by spray pyrolysis and microwave methods | |
| RU2784172C1 (en) | Method for obtaining nanoscale oxides of rare earth elements using acetamide | |
| Tien et al. | Synthesis of holmium orthoferrite nanoparticles by the co-precipitation method at high temperature | |
| Kaur et al. | Synthesis of Mg0. 3Zn0. 7Fe2O4 nanoparticles from thermolysis of magnesium zinc tris maleatoferrate (III) heptahydrate | |
| Dell’Amico et al. | Partial and exhaustive hydrolysis of lanthanide N, N-dialkylcarbamato complexes. A viable access to lanthanide mixed oxides |