RU2301974C1 - Обратимые биметаллические термоиндикаторы - Google Patents
Обратимые биметаллические термоиндикаторы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2301974C1 RU2301974C1 RU2005139906/28A RU2005139906A RU2301974C1 RU 2301974 C1 RU2301974 C1 RU 2301974C1 RU 2005139906/28 A RU2005139906/28 A RU 2005139906/28A RU 2005139906 A RU2005139906 A RU 2005139906A RU 2301974 C1 RU2301974 C1 RU 2301974C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reversible
- temperature
- caprolactam
- ncs
- materials
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к обратимым термочувствительным материалам и может быть использовано для индикации и визуального контроля температур в различных технологических процессах. Изобретение направлено на создание обратимых термохромных материалов, способных изменять окраску при нагревании до 200-210°С, доступных и простых в получении и удобных в использовании на практике. Этот результат обеспечивается за счет того, что состав обратимых термохромных материалов характеризуется химической формулой [Ln(C6H13NO)8][Cr(NCS)6], где Ln=La3+, Ce3+, Pr3+, Nd3+, Sm3+, Eu3+, Gd3+, Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+, С6Н13NO = ε-капролактам.
Description
Изобретение относится к области химии, в частности к новому классу обратимых термочувствительных материалов, и может быть использовано для индикации и визуального контроля температуры в технологических процессах, а также для получения информации о температурных полях на поверхностях.
Термохимические индикаторы в большинстве своем изготовлены на основе координационных соединений переходных металлов (Кукушкин Ю.Н. Соединения высшего порядка. - Л.: Химия, 1991, с.112-113; Абрамович Б.Г. Термоиндикаторы и их применение. - М.: Энергия, 1972, с.30-34).
Термочувствительный пигмент Ag2[HgI4] изменяет окраску от желтой до темно-коричневой при 45°С, a Cu2[HgI4] - от карминово-красной до коричневой при 65°С. Изменение окраски этих координационных соединений связано с перестройкой кристаллической структуры (Беленький Е.Ф. и др. Химия и технология пигментов. - Л.: Химия, 1974, с.628-630). К недостаткам этих термохромных материалов относятся наличие токсичных соединений ртути и медленное разложение тетрайодомеркурат(II)-аниона во влажной атмосфере.
Термохромное превращение красной формы соединения [Cu((СН3СН2)2NCH2СН2NH2)2](ClO4)2 в сине-фиолетовую при 80°С связано с искажением структуры исходных плоскоквадратных катионов. Процесс термоизомеризации проходит эндотермически и имеет все признаки фазового перехода: он обратим и протекает при фиксированной температуре. Установлено, что в процессе фазового перехода уменьшается прочность водородных связей NH...Cl, которые обеспечивают жесткую структуру комплексного катиона в низкотемпературной форме (Ferraro J.R., Fabbrizzi L., Paoletti P. // Inorg. Chem. 1977, V.16, p.2127-2129). Недостатком этого термохромного материала является наличие в его составе органического лиганда, который в настоящее время не выпускается промышленностью.
Установлено, что при нагревании красного изомера NiEn2(NO2)2, где En-1,2-диаминоэтан, до 120°С образуется синий изомер [NiEn2(O2N)]NO2, содержащий одну хелатную и одну ионную группы NO2 - (Hitchman M.A., James G. // Inorg. Chim. Acta. 1984, V.88, N.12, р.19-21).
Тетрахлорокупрат(II) бис-(диэтиламмония) [(CH3CH2)2NH2]2CuCl4 обладает термохромными свойствами и при температуре 45°С изменяет окраску от ярко-зеленой до желтой. Изменение окраски обусловлено структурной изомеризацией комплекса из плоскоквадратного в тетраэдрический (Shoi S., Larrabee J.A. // J. Chem. Educ. 1989, V.66, N9, р.774-776). Искажение геометрии галогенокупратного CuCl2 2- аниона является результатом термодинамического перехода стерически затрудненной низкотемпературной формы, имеющей зеленую окраску, в более разупорядоченную высокотемпературную форму, окрашенную в желтый цвет. Применение данного термохромного материала на практике ограничивается чрезвычайной гигроскопичностью низкотемпературной формы комплекса и требует вакуумной герметизации материала.
Обратимый термохромизм характерен для биметаллического комплекса цис-[Pt(NH3)2(SCN)Ag(SCN)]NO3 (Кукушкин Ю.Н., Бахирева С.И., Душин З.Б. // Журнал неорганической химии, 1977, Т.22, N.5, с.11419-1421). Серебро (I) в этом соединении координационно ненасыщено, поэтому принципиально возможно сшивание моноядерных комплексов в полимер. При температуре 134°С происходит превращение желтого комплекса в темно-красную модификацию. Недостаток этого термохромного материала заключается в том, что в его состав входят благородные металлы платина и серебро, что обусловливает высокую стоимость термоиндикатора.
Наиболее близкими по технической сущности к заявляемому изобретению являются термохромные материалы состава [Ln(C2H6SO)8][Cr(NCS)6] (Ln - 4f-элементы), обратимо изменяющие окраску при нагревании в интервале температур 140-220°С вследствие термической координационной изометрии, связанной с обменом лигандами между катионными и анионными частями комплексов (Черкасова Т.Г., Татаринова Э.С., Кузнецова О.А., Трясунов Б.Г. Обратимые термохромные материалы. Патент РФ № 2097714, заявл. 13.02.1995 г., опубл. 27.11.1977 г.). Недостатком этих термохромных материалов является необходимость использования для синтеза диметилсульфоксида - легколетучего органического вещества с неприятным запахом.
Цель изобретения - создание нового класса обратимых термохромных материалов на основе гекса(изотиоцианато)хроматов(III) комплексов лантаноидов (III) с ε-капролактамом, обладающих способностью обратимо изменять окраску при нагревании в интервале температур 200-210°С, доступных в получении и удобных в применении на практике. Это достигается использованием в качестве исходных веществ гекса(изотиоцианато)хромата(III) калия и ε-капролактама, являющегося крупнотоннажным продуктом химической промышленности, что обусловливает его невысокую стоимость и доступность.
Пример. В 25 мл воды растворяют 0,36 г (0,001 моль) NdCl3·6H2O, добавляют растворенные в 25 мл воды 0,59 г (0,001 моль) К3[Cr(NCS)6]·4Н2O и при рН 6-7 добавляют раствор, содержащий 0,92 г (0,008 моль) ε-капролактама в 25 мл воды. Получают розовый мелкокристаллический порошок, имеющий по данным химического анализа состав [Nd(C6H13NO)8][Cr(NCS)6].
Найдено, %: Nd 9,76±0,08; Cr 3,43±0,07; С 44,15±0,05; Н 7,03±0,07; NCS 23,68±0,06.
Для C54H104CrN14O8S6 вычислено, %: Nd 9,85; Cr 3,55; С 44,26; Н 7,10; NCS 23,77.
1. Растворимость в воде при 25°С составляет 2,5·10-2 моль/дм3; хорошо растворим в диметилсульфоксиде, диметилформамиде.
2. Триклинная сингония, пр. гр. , параметры решетки: а=14,2438 (6); b=14,5641(6); c=17,0308(7)Å; α=92,5180(10)°; β=91,0130(10)°; γ=108,6020(10)°; V=3343,3(2)Å3; z=2; ρ(выч)=1,440 г/см3. Структура соединения относится к ионной.
3. Температура начала разложения комплекса 300°С.
4. Характеристика термоперехода окраски: розовый ↔ темно-зеленый.
Термохромные материалы на основе гекса(изотиоцианато)хроматов (III) комплексов лантаноидов (III) с ε-капролактамом обладают обратимым термохромизмом в интервале температур 200-210°С, нетоксичны, доступны, несложны в получении, легко наносятся на подложки в виде тонких термохромных пленок и термочувствительных покрытий, что позволяет использовать их в качестве термохимического индикаторов для индикации и визуального контроля температуры в различных технологических процессах.
Claims (1)
- Обратимые биметаллические термоиндикаторы на основе гекса(изотиоцианато)хроматов(III) комплексов лантаноидов(III) с ε-капролактамом, отличающиеся тем, что они имеют обратимые изменения окраски при нагревании в интервале 200-210°С, а состав их характеризуется химической формулой [Ln(C6H13NO)8][Cr(NCS)6], где Ln - La3+, Се3+, Pr3+, Nd3+, Sm3+, Eu3+, Gd3+, Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+, C6H13NO - ε-капролактам.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005139906/28A RU2301974C1 (ru) | 2005-12-20 | 2005-12-20 | Обратимые биметаллические термоиндикаторы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005139906/28A RU2301974C1 (ru) | 2005-12-20 | 2005-12-20 | Обратимые биметаллические термоиндикаторы |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2301974C1 true RU2301974C1 (ru) | 2007-06-27 |
Family
ID=38315589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005139906/28A RU2301974C1 (ru) | 2005-12-20 | 2005-12-20 | Обратимые биметаллические термоиндикаторы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2301974C1 (ru) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2443707C1 (ru) * | 2010-08-06 | 2012-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф.Горбачева" (КузГТУ) | Обратимый термоиндикатор на основе двойной комплексной соли |
RU2449331C2 (ru) * | 2010-05-26 | 2012-04-27 | Олег Вячеславович ЯНУШ | Термохромное устройство (варианты) |
WO2013073985A1 (ru) * | 2011-11-15 | 2013-05-23 | МАКСИМОВ, Леонид Владимирович | Термохромное устройство (варианты) |
RU2483026C1 (ru) * | 2012-01-23 | 2013-05-27 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Общей И Неорганической Химии Им. Н.С. Курнакова Ран (Ионх Ран) | Способ получения безводного комплекса тиоцианата иттрия |
RU2499800C1 (ru) * | 2012-10-09 | 2013-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Обратимый термохимический индикатор |
RU2551373C1 (ru) * | 2014-03-11 | 2015-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Обратимый цветовой термоиндикатор на основе двойного комплексного соединения |
RU2681430C1 (ru) * | 2018-03-21 | 2019-03-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Обратимые цветовые индикаторы температуры на основе двойных комплексных солей |
RU2715359C1 (ru) * | 2019-07-23 | 2020-02-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Обратимый химический индикатор температуры |
RU2741011C1 (ru) * | 2020-06-15 | 2021-01-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Обратимый термохимический цветовой индикатор |
RU2754306C1 (ru) * | 2021-01-29 | 2021-08-31 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Термохромный индикатор |
RU2756438C1 (ru) * | 2020-09-09 | 2021-09-30 | Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева | Термочувствительный цветовой обратимый индикатор |
-
2005
- 2005-12-20 RU RU2005139906/28A patent/RU2301974C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
KR 840001693 В А, 15.10.1984. * |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2449331C2 (ru) * | 2010-05-26 | 2012-04-27 | Олег Вячеславович ЯНУШ | Термохромное устройство (варианты) |
RU2443707C1 (ru) * | 2010-08-06 | 2012-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф.Горбачева" (КузГТУ) | Обратимый термоиндикатор на основе двойной комплексной соли |
WO2013073985A1 (ru) * | 2011-11-15 | 2013-05-23 | МАКСИМОВ, Леонид Владимирович | Термохромное устройство (варианты) |
RU2483026C1 (ru) * | 2012-01-23 | 2013-05-27 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Общей И Неорганической Химии Им. Н.С. Курнакова Ран (Ионх Ран) | Способ получения безводного комплекса тиоцианата иттрия |
RU2499800C1 (ru) * | 2012-10-09 | 2013-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Обратимый термохимический индикатор |
RU2551373C1 (ru) * | 2014-03-11 | 2015-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Обратимый цветовой термоиндикатор на основе двойного комплексного соединения |
RU2681430C1 (ru) * | 2018-03-21 | 2019-03-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Обратимые цветовые индикаторы температуры на основе двойных комплексных солей |
RU2715359C1 (ru) * | 2019-07-23 | 2020-02-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Обратимый химический индикатор температуры |
RU2741011C1 (ru) * | 2020-06-15 | 2021-01-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Обратимый термохимический цветовой индикатор |
RU2756438C1 (ru) * | 2020-09-09 | 2021-09-30 | Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева | Термочувствительный цветовой обратимый индикатор |
RU2754306C1 (ru) * | 2021-01-29 | 2021-08-31 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Термохромный индикатор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2301974C1 (ru) | Обратимые биметаллические термоиндикаторы | |
Luo et al. | Metal–organic framework (MOF): lanthanide (III)-doped approach for luminescence modulation and luminescent sensing | |
Feng et al. | Color-tunable and white-light emission of one-dimensional L-di-2-thenoyltartaric acid mixed-lanthanide coordination polymers | |
Mironov et al. | Octahedral cyanohydroxo cluster complex trans-[Re6Se8 (CN) 4 (OH) 2] 4−: Synthesis, crystal structure, and properties | |
RU2551373C1 (ru) | Обратимый цветовой термоиндикатор на основе двойного комплексного соединения | |
RU2499800C1 (ru) | Обратимый термохимический индикатор | |
Zou et al. | Systematic study on the structures of salen type lanthanide complexes tuned by lanthanide contraction and corresponding luminescence | |
Mulyana et al. | Dinuclear cobalt (II) and cobalt (III) complexes of bis-bidentate napthoquinone ligands | |
CN113527698B (zh) | 铕(III)金属有机框架Eu-MOF探针材料及其制备方法和应用 | |
RU2097714C1 (ru) | Обратимые термохромные материалы | |
Yuan et al. | Preparation, characterization, and X-ray crystal structure of a one-dimensional calcium-based coordination polymer with strong blue fluorescent emission | |
Steiniger et al. | Germane vs. digermane formation | |
Shi et al. | Synthesis and crystal structure of metal-organic frameworks [Ln2 (pydc-3, 5) 3 (H2O) 9] n3nH2O (Ln= Sm, Eu, Gd, Dy; pydc-3, 5= pyridine-3, 5-dicarboxylate) along with the photoluminescent property of its europium one | |
RU2443707C1 (ru) | Обратимый термоиндикатор на основе двойной комплексной соли | |
Svane et al. | The selectivity of water-based pyrophosphate recognition is tuned by metal substitution in dimetallic receptors | |
Balamurugan et al. | Axial versus equatorial coordination of thioether sulfur: Mixed ligand copper (II) complexes of 2-pyridyl-N-(2′-methylthiophenyl)-methyleneimine with bidentate diimine ligands | |
Ghosh et al. | Structural, spectroscopic and redox properties of transition metal complexes of dipyrido [3, 2-f: 2′, 3′-h]-quinoxaline (dpq) | |
Ren et al. | Stable terbium metal–organic framework with turn-on and blue-shift fluorescence sensing for acidic amino acids (l-aspartate and l-glutamine) and cations (Al 3+ and Ga 3+) | |
RU2415146C1 (ru) | Биметаллический цветовой индикатор температуры | |
Sun et al. | In situ recrystallization of lanthanide coordination polymers: from 1D ladder chains to 1D linear chains | |
RU2187081C1 (ru) | Обратимый хромовый термоиндикатор | |
Chi et al. | Syntheses, structures and photophysical properties of heteronuclear Zn–Ln coordination complexes | |
Rehder et al. | Isocyanide–Group 5 complexes and metal-centred C–C coupling | |
Song et al. | Synthesis, crystal structure, photoluminescence property of a series of 3d–4f coordination supramolecular complexes | |
Gou et al. | A new family of lanthanide terpyridine nitrate complexes: Solvothermal syntheses, crystal structures and luminescent properties of [Ln (pytpy)(NO3) 2 (μ-OCH3)] 2 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071221 |