PL225612B1 - Roztwór stały w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu oraz sposoby wytwarzania roztworu stałego w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu - Google Patents

Roztwór stały w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu oraz sposoby wytwarzania roztworu stałego w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu

Info

Publication number
PL225612B1
PL225612B1 PL405023A PL40502313A PL225612B1 PL 225612 B1 PL225612 B1 PL 225612B1 PL 405023 A PL405023 A PL 405023A PL 40502313 A PL40502313 A PL 40502313A PL 225612 B1 PL225612 B1 PL 225612B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
nickel
iron
indium
solid solution
component system
Prior art date
Application number
PL405023A
Other languages
English (en)
Other versions
PL405023A1 (pl
Inventor
Elżbieta Filipek
Agnieszka Pacześna
Anna Błońska-Tabero
Original Assignee
Zachodniopomorski Univ Tech W Szczecinie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zachodniopomorski Univ Tech W Szczecinie filed Critical Zachodniopomorski Univ Tech W Szczecinie
Priority to PL405023A priority Critical patent/PL225612B1/pl
Publication of PL405023A1 publication Critical patent/PL405023A1/pl
Publication of PL225612B1 publication Critical patent/PL225612B1/pl

Links

Landscapes

  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest roztwór stały w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu oraz sposoby wytwarzania roztworu stałego w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu o nieograniczonym zakresie rozpus zczalności składników. Nowy roztwór stały może znaleźć zastosowanie jako materiał elektrodowy lub jako składnik katalizatorów reakcji utleniania różnych węglowodorów.
Nowy roztwór stały według wynalazku nie był dotychczas opisany w literaturze przedmiotu.
Z polskiego zgłoszenia patentowego nr P.400696 znany jest roztwór stały w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów cynku, indu i magnezu o nieograniczonym zakresie rozpuszczalności składników, posiadający ogólny wzór Zn2-xMgxInV3O11, gdzie 0<x<2. Oznacza to, że roztwór ten tworzy się w dwuskładnikowym układzie związków Zn2InV3O11-Mg2InV3O11 w całym zakresie stężeń jego składników. Z opisu znane są także sposoby wytwarzania tego roztworu stałego. Pierwszy sposób polega na tym, że związki Zn2InV3O11 i Mg2InV3O11 miesza się w stosunku molowym takim, że suma zawartości Zn2InV3O11 i Mg2InV3O11 w procentach molowych jest zawsze równa 100 i zależna od wartości x występującego we wzorze ogólnym faz Zn2-xMgxInV3O11. Otrzymaną mieszaninę ujednorodnia się przez ucieranie, a następnie wygrzewa w temperaturach od 600 do 800°C w ciągu 72 godzin, korzystnie w trzech etapach. Po każdym etapie próbki ochładza się wolno do temperatury pokojowej i rozciera, otrzymując po ostatnim etapie produkt o ogólnym wzorze Zn2-xMgxInV3O11, gdzie x mieści się w przedziale 0<x<2. Drugi sposób polega na tym, że tetraakwa węglan diwodorotlenek pentamagnezu, tlenek cynku, tlenek wanadu(V) i tlenek indu(III) miesza się w przeliczeniu na składniki układu czteroskładnikowego tlenków tak, że zawartość tlenku wanadu(V) w procentach molowych wynosi 37,50% i jest stała dla całej serii tworzących się faz typu ciągłych roztworów stałych, a zawartość tlenku indu(III) w procentach molowych wynosi 12,50% i jest stała dla całej serii tworzących się nowych faz typu ciągłych roztworów stałych, natomiast suma zawartości tlenku magnezu i tlenku cynku wynosi 50,00% molowych. Otrzymaną mieszaninę ujednorodnia się przez ucieranie, a następnie wygrzewa w temperaturach od 450 do 800°C w ciągu 94 godzin, korzystnie w czterech etapach. Po każdym etapie próbki ochładza się wolno do temperatury pokojowej i rozciera, otrzymując po ostatnim etapie produkt o ogólnym wzorze Zn2-xMgxInV3O11, gdzie x mieści się w przedziale 0<x<2.
Z polskiego zgłoszenia patentowego P.395940 znany jest również roztwór stały w dwuskładnikowym układzie diwolframianów(VI) metali ziem rzadkich, w którym układ dwuskładnikowy oznacza diwolframian(VI) gadolinu(III) - diwolframian(VI) prazeodymu(III). Roztwór ten posiada wzór ogólny Gd2-xPrxW2O9, gdzie 0<x<2, co oznacza to, że tworzy się on w dwuskładnikowym układzie związków Gd2W2O9-Pr2W2O9 w całym zakresie stężeń jego składników. Z opisu wynalazku znane są także co najmniej dwa sposoby wytwarzania roztworu stałego o wzorze Gd2-xPrxW2O9, wykorzystujące procesy mieszania, ujednorodniania i wygrzewania substratów. Pierwszy sposób polega na tym, że diwolframian(VI) gadolinu(III) miesza się z diwolframianem(VI) prazeodymu(III) w dowolnych stosunkach molowych w %. Po czym mieszaninę praży się w temperaturze od 1173 do 1323 K, następnie chłodzi otrzymując produkt o ogólnym wzorze Gd2-xPrxW2O9 gdzie 0<x<2. Korzystnie mieszaninę diwolframianów(VI) praży się w sześciu etapach, po 12 godzin każdy, przy czym po każdym etapie ogrzewania próbki schładza się wolno do temperatury otoczenia i rozciera. Drugi sposób polega na tym, że miesza się tlenku gadolinu(III) w ilości większej od 0 a mniejszej od 33,33% molowych, undekatlenku heksaprazeodymu w ilości większej od 0 a mniejszej od 14,29% molowych i tlenku wolframu(VI) w ilości większej od 66,67% molowego a mniejszej od 85,71% molowych, przy czym suma zawartości Gd2O3, Pr6O11 i WO3 wynosi zawsze 100,00% molowych. Następnie otrzymaną mieszaninę praży się w temperaturze od 1123 do 1323 K, po czym chłodzi otrzymując produkt o ogólnym wzorze Gd2-xPrxW2O9 gdzie 0<x<2. Korzystnie mieszaninę praży się w siedmiu etapach, po 12 godzin każdy, przy czym po każdym etapie ogrzewania próbki schładza się wolno do temperatury otoczenia i rozciera.
Roztwór stały w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu o nieograniczonym zakresie rozpuszczalności składników, o ogólnym wzorze Ni2In1-xFexVO6, gdzie 0<x<1, w którym układ dwuskładnikowy oznacza wanadan(V) indu (III) i diniklu(II) - wanadan(V) żelaza(III) i diniklu(II).
Oznacza to, że nowy roztwór tworzy się w dwuskładnikowym układzie związków Ni2InVO6-Ni2FeVO6 w całym zakresie stężeń jego składników. Układ Ni2InVO6-Ni2FeVO6 jest jednym z rzeczywistych układów składowych cztero składnikowego układu tlenków NiO-V2O5-In2O3-Fe2O3.
PL 225 612 B1
Sposób wytwarzania roztworu stałego w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu o nieograniczonym zakresie rozpuszczalności składnikowy według wynalazku, polegający na mieszaniu substratów, a następnie ujednoradnianiu i ogrzewaniu otrzymanych mieszanin, znamienny tym, że związki 2NiCO3«3Ni(OH)2«4H2O, V2O5, In2O3 i Fe2O3 miesza się w stosunku molowym takim, że w przeliczeniu na składniki układu cztero składnikowego tlenków zawartość tlenku niklu(II) wynosi zawsze 66,66% molowych, zawartość tlenku wanadu(V) wynosi zawsze 16,67% molowych, natomiast suma zawartości tlenku indu(III) i tlenku żelaza(III), zależnych od wartości x występującego we wzorze ogólnym nowego roztworu Ni2In1-xFexVO6, wynosi zawsze 16,67% molowych, po czym mieszaniny wygrzewa się w temperaturach od 500 do 1000°C, otrzymując produkt o ogólnym wzorze Ni2In1-xFexVO6, gdzie 0<x<1. Korzystnie mieszaniny wygrzewa się w co najmniej pięciu etapach, przy czym w każdym następnym etapie temperaturę podnosi się o 50 do 300°C w stosunku do poprzedniego etapu i ogrzewa się w żądanej temperaturze przez 3 do 24 godzin, a po każdym etapie próbki ochładza się wolno do temperatury pokojowej i rozciera.
Drugi sposób wytwarzania roztworu stałego w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu o nieograniczonym zakresie rozpuszczalności składników, według wynalazku, polegający na mieszaniu składników podwójnych wanadanów metali, a następnie ujednoradnianiu i ogrzewaniu otrzymanych mieszanin, znamienny tym, że związki Ni2InVO6 i Ni2FeVO6, miesza się, w dowolnych stosunkach molowych w %, po czym mieszaniny wygrzewa się w temperaturach z zakresu od 900 do 1000°C, po czym chłodzi i rozciera, otrzymując produkt o ogólnym wzorze Ni2In1-xFexVO6, gdzie 0<x<1. Korzystnie mieszaniny związków wygrzewa się w trzech etapach, po 24 godziny każdy, przy czym po każdym etapie próbki ochładza się wolno do temperatury pokojowej i rozciera.
Roztwór oraz sposoby otrzymywania roztworu według wynalazku bliżej objaśniają przykłady wykonania.
P r z y k ł a d 1
Mieszaniny reagentów, których przykładowe składy w % molowych podano w tabeli 1, ujednorodnia się przez ucieranie, a następnie ogrzewa. W pierwszym etapie mieszaniny substratów wygrzewa się w atmosferze powietrza w temperaturze 500°C w ciągu 3 godzin, po czym, po podniesieniu temperatury do 550°C, mieszaniny te ogrzewa się w ciągu dalszych 24 godzin. Po tym etapie w ygrzewania, próbki chłodzi się powoli do temperatury pokojowej, rozciera, pastylkuje i wygrzewa w kolejnych czterech etapach:
- w drugim etapie próbki wygrzewa się w temperaturze 600°C w ciągu 24 godzin,
- w trzecim etapie próbki wygrzewa się w temperaturze 650°C w ciągu 24 godzin,
- w czwartym etapie próbki wygrzewa się w temperaturze 700°C w ciągu 24 godzin,
- w piątym etapie próbki wygrzewa się w temperaturze 1000°C w ciągu 24 godzin.
Po każdym etapie ogrzewania próbki chłodzi się powoli do temperatury pokojowej, rozciera i ponownie pastylkuje przed kolejnym etapem ogrzewania.
T a b e l a 1
Lp. X % mol tlenków Wzór fazy typu Ni2In1-xFexVO6
NiO V2O5 ln2O3 Fe2O3
1 0,10 66,66 16,67 15,00 1,67 Ni2In0,90Fe0,10VO6
2 0,25 66,66 16,67 12,50 4,17 Ni2In0,75Fe0,25VO6
3 0,50 66,66 16,67 8,33 8,34 Ni2In0,50Fe0,50VO6
4 0,75 66,66 16,67 4,17 12,50 Ni2In0,25Fe0,75VO6
5 0,90 66,66 16,67 1,67 15,00 Ni2In0,10Fe0,90VO6
Syntezę nowego roztworu stałego w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu o nieograniczonym zakresie rozpuszczalności składników, opisanych ogólnym wzorem Ni2In1-xFexVO6 z mieszanin związków: 2NiCO3«3Ni(OH)2«4H2O, V2O5, In2O3 i Fe2O3 przedstawia równanie reakcji:
(2NiCO3»3Ni(OH)2«4H2O)(s) + 5 V2O5 + (5-5x) In2O3(s) + 5x Fe2O3(s) = 10 Ni2In1-xFexVO6(r.s.) + + 8 CO2(g) + 28 H2O(g)
PL 225 612 B1
P r z y k ł a d 2
Mieszaniny związków, których przykładowe składy w % molowych podano w tabeli 2, ujednorodnia się przez ucieranie, a następnie wygrzewa się w atmosferze powietrza, w trzech etapach:
- w pierwszym etapie próbki wygrzewa się w temperaturze 900°C w ciągu 24 godzin,
- w drugim etapie próbki wygrzewa się w temperaturze 1000°C w ciągu 24 godzin,
- w trzecim etapie próbki wygrzewa się w temperaturze 1000°C w ciągu 24 godzin, przy czym po każdym etapie próbki chłodzi się powoli do temperatury pokojowej, rozciera i ponownie pastylkuje przed kolejnym etapem ogrzewania.
T a b e l a 2
x % mol Wzór fazy typu
Lp. Ni2InVO6 Ni2FeVO6 Ni2In1-xFexVO6
1 0,10 90,00 10,00 Ni2In0,90Fe0,10VO6
2 0,25 75,00 25,00 Ni2In0,75Fe0,25VO6
3 0,50 50,00 50,00 Ni2In0,50Fe0,50VO6
4 0,75 25,00 75,00 Ni2In0,25Fe0,75VO6
5 0,90 10,00 90,00 Ni2In0,10Fe0,90VO6
Syntezę nowego roztworu stałego w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu o nieograniczonym zakresie rozpuszczalności składników, opisanych ogólnym wzorem Ni2In1-xFexVO6 z mieszanin związków Ni2InVO6 i Ni2FeVO6 przedstawia równanie reakcji:
(1-x) Ni2InVO6(S) + x Ni2FeVO6(S) = Ni2In1-xFexVO6(r.s.)
Nowy roztwór posiada barwę brązową, ciemniejąca wraz ze wzrostem stopnia wbudowania jonów żelaza w sieć krystaliczną Ni2InVO6. Gęstość nowego roztworu maleje wraz ze wzrostem stopnia wbudowania jonów żelaza w sieć krystaliczną matrycy i mieści się w zakresie od 5,57 do 5,03 ± 0,05 g/cm .
Nowy roztwór posiada strukturę zarówno Ni2InVO6, jak i Ni2FeVO6 co oznacza, że krystalizuje w układzie ortorombowym. Charakterystykę rentgenowską przykładowej fazy typu Ni2In1-xFexVO6, gdzie x = 0,50, co odpowiada wzorowi Ni2In0,50Fe0,50VO6, przedstawiono w tabeli 3.
Temperatura topnienia nowego roztworu stałego, malejąca wraz ze wzrostem wartości x występującym we wzorze ogólnym Ni2In1-xFexVO6, mieści się w zakresie od 1330 do 1250 ± 10°C, co oznacza, że trwałość termiczna tego roztworu stopniowo maleje ze wzrostem stopnia wbudowania jonów żelaza w sieć krystaliczną Ni2InVO6.
Tabela 3
Lp. d [nm] I/I0[%]
1 2 3
1 0,7583 4
2 0,4802 6
3 0,4357 3
4 0,4224 3
5 0,3791 7
6 0,3208 30
7 0,3153 6
8 0,3029 4
9 0,3007 7
10 0,2907 45
PL 225 612 B1 cd. tabeli 3
1 2 3
11 0,2840 39
12 0,2763 7
13 0,2706 14
14 0,2545 100
15 0,2528 85
16 0,2447 8
17 0,2393 5
18 0,2220 17
19 0,2102 13
20 0,2090 19
Zastrzeżenia patentowe

Claims (5)

1. Roztwór stały w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza niklu o ogólnym wzorze Ni2In1.xFexVO6, gdzie 0<x<1, w którym układ dwuskładnikowy oznacza wanadan(V) indu(III) i diniklu(II) - wanadan(V) żelaza(III) i diniklu(II).
2. Sposób wytwarzania roztworu stałego w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu, polegający na mieszaniu substratów, a następnie ujednoradnianiu i ogrzewaniu otrzymanych mieszanin, znamienny tym, że związki 2NiCO3«3Ni(OH)2«4H2O, V2O5, In2O3 i Fe2O3 miesza się w stosunku molowym takim, że w przeliczeniu na składniki układu czteroskładnikowego tlenków zawartość tlenku niklu(II) wynosi zawsze 66,66% molowych, zawartość tlenku wanadu(V) wynosi zawsze 16,67% molowych, natomiast suma zawartości tlenku indu(III) i tlenku żelaza(III) wynosi zawsze 16,67% molowych, po czym mieszaniny wygrzewa się w temperaturach od 500 do 1000°C, otrzymując produkt o ogólnym wzorze Ni2In1-xFexVO6, gdzie 0<x<1.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że mieszaniny wygrzewa się w co najmniej pięciu etapach, przy czym w każdym następnym etapie temperaturę podnosi się o 50 do 300°C w stosunku do poprzedniego etapu i ogrzewa się w żądanej temperaturze przez 3 do 24 godzin, a po każdym etapie próbki ochładza się wolno do temperatury pokojowej i rozciera.
4. Sposób wytwarzania roztworu stałego w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu, polegający na mieszaniu składników podwójnych wanadanów metali, a następnie ujednoradnianiu i ogrzewaniu otrzymanych mieszanin, znamienny tym, że związki Ni2InVO6, i Ni2FeVO6 miesza się, w dowolnych stosunkach molowych w %, po czym mieszaniny w ygrzewa się w temperaturach z zakresu od 900 do 1000°C, po czym chłodzi i rozciera, otrzymując produkt o ogólnym wzorze Ni2In1-xFexVO6, gdzie 0<x<1.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że mieszaniny związków wygrzewa się w trzech etapach, korzystnie po 24 godziny każdy, przy czym po każdym etapie próbki ochładza się wolno do temperatury pokojowej i rozciera.
PL405023A 2013-08-07 2013-08-07 Roztwór stały w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu oraz sposoby wytwarzania roztworu stałego w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu PL225612B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL405023A PL225612B1 (pl) 2013-08-07 2013-08-07 Roztwór stały w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu oraz sposoby wytwarzania roztworu stałego w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL405023A PL225612B1 (pl) 2013-08-07 2013-08-07 Roztwór stały w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu oraz sposoby wytwarzania roztworu stałego w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL405023A1 PL405023A1 (pl) 2015-02-16
PL225612B1 true PL225612B1 (pl) 2017-04-28

Family

ID=52464673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL405023A PL225612B1 (pl) 2013-08-07 2013-08-07 Roztwór stały w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu oraz sposoby wytwarzania roztworu stałego w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL225612B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL405023A1 (pl) 2015-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Phase transition, crystal water and low thermal expansion behavior of Al2− 2x (ZrMg) xW3O12· n (H2O)
Shinde et al. Structural and luminescence properties of Gd2Si2O7: Ce prepared by solution combustion followed by heat treatment
Chavan et al. Phase relations and lattice thermal expansion studies in the Ce0. 50RE0. 50O1. 75 (RE= rare-earths)
Peiteado et al. Diffusion and reactivity of ZnO–MnOx system
Parkkima et al. New RMnO3+ δ (R= Y, Ho; δ≈ 0.35) phases with modulated structure
Tomaszewicz Reactivity in the solid state between CoWO4 and RE2WO6 where RE= Sm, Eu, Gd
Bellakki et al. Rapid synthesis of room temperature ferromagnetic Ag-doped LaMnO3 perovskite phases by the solution combustion method
Marrero-Jerez et al. Study of the oxygen desorption from GdBa1− xSrxCo2O5+ δ (x= 0, 0.25, 0.5 and 1): Effect of the Sr-content on the oxidation state of cobalt ions
PL225612B1 (pl) Roztwór stały w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu oraz sposoby wytwarzania roztworu stałego w dwuskładnikowym układzie podwójnych wanadanów indu i niklu oraz żelaza i niklu
Ling et al. Synthesis, structures, and phase transitions of barium bismuth iridium oxide perovskites Ba2BiIrO6 and Ba3BiIr2O9
Shaheen et al. Thermal characterization of individual and mixed basic copper carbonate and ammonium metavanadate systems
Yakovleva et al. Forms of oxygen in La1− x Ca x MnO3+ δ (x= 0–1) perovskites and their reactivities in oxidation reactions
Qiu et al. Synthesis of MnPO4· H2O by refluxing process at atmospheric pressure
Karita et al. Superiority of nitrate decomposition method for synthesis of K2NiF4-type LaxSr2− xMnO4 catalysts
Ghozza et al. Effect of Li2O-doping of CdO/Fe2O3 system on the formation of nanocrystalline CdFe2O4
Pedrosa et al. Synthesis and optical investigation of systems involving mixed Ce and Er oxides
Guo et al. X-ray diffraction and 7Li nuclear magnetic resonance studies of iron-and cobalt-substituted LiNiO2 prepared from inorganic transition metal nitrates
Wu et al. Two-step synthesis, upconversion properties and temperature sensing behavior of CaTiSiO5: Er3+/Yb3+ phosphors
Blonska-Tabero A new iron lead vanadate Pb2FeV3O11: synthesis and some properties
Tang et al. Effect of alkali-metal cations on synthesis of stoichiometric layered perovskite oxynitrides
Kemik et al. Thermochemistry of La0. 7Sr0. 3Mn1− xFexO3 solid solutions (0< x< 1)
Gouveia et al. Thermal Study of the Ceramic Pigments CoxZn (7− x) Sb2O12
Milao et al. Zn 0.97 M 0.03 O (M= Co, Fe, and V) pigments: thermal, structural, and optical characterization
PL222181B1 (pl) Fazy typu roztworów stałych o ograniczonej rozpuszczalności składników w czteroskładnikowym układzie tlenków metali oraz sposób wytwarzania faz typu roztworów stałych o ograniczonej rozpuszczalności składników w czteroskładnikowym układzie tlenków metali
Zakaria et al. Structure refinement of Ba0. 5Sr0. 5Co0. 8Fe0. 2O3-d as cathode materials for intermediate temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFC)