RU2361814C1 - Method of producing hydrotalcite-like compounds - Google Patents

Method of producing hydrotalcite-like compounds Download PDF

Info

Publication number
RU2361814C1
RU2361814C1 RU2008101192/15A RU2008101192A RU2361814C1 RU 2361814 C1 RU2361814 C1 RU 2361814C1 RU 2008101192/15 A RU2008101192/15 A RU 2008101192/15A RU 2008101192 A RU2008101192 A RU 2008101192A RU 2361814 C1 RU2361814 C1 RU 2361814C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
nitrates
chlorides
decanted
total concentration
Prior art date
Application number
RU2008101192/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ольга Александровна Воронцова (RU)
Ольга Александровна Воронцова
Ольга Евгеньевна Лебедева (RU)
Ольга Евгеньевна Лебедева
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный университет"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный университет"
Priority to RU2008101192/15A priority Critical patent/RU2361814C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2361814C1 publication Critical patent/RU2361814C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: method of producing layered hydroxides of formula Mg(1-X)MexÇè3+(OH)2(CO3)x/2nH2O, where the trivalent metal is scandium Sc3+ or iron and aluminium at the same time in the form FeyAlx-y, where y is less than x and x is not more than 0.4. A solution containing Mg2+ and Sc3+ chlorides or nitrates, or a solution containing Mg2+ and Al3+ chlorides or nitrates and Fe3+ sulphates or chlorides or nitrates is added to a precipitation agent solution, containing sodium hydroxide and sodium carbonate. The ratio of ions Me3+: Mg2+: [OH-] : [CO3Çè2-] in the solution is 1:3:8:1. The precipitate formed is kept in a mother solution at 96-98C for two days. After cooling to room temperature, the mother solution with the precipitate is decanted. The residue is subjected to anion exchange with Na2CO3 three times. After settling, the solution is decanted and the residue is washed with distilled water until negative results of presence of sodium ions are obtained, and then dried at 80-105C. Total concentration of metal salts in the precipitation agent solution is not more than 3 M, and total concentration of the precipitation agent solution is not more than 3 M. ^ EFFECT: obtaining good crystallised, homogeneous samples of hydrotalcite-like compounds, wider field of their use. ^ 4 dwg, 4 ex

Description

Изобретение относится к методам синтеза гидроталькитоподобных веществ.The invention relates to methods for the synthesis of hydrotalcite-like substances.

Для идентификации слоистой структуры гидроксидов используют рентгенофазовый анализ. Рентгеновские дифрактограммы слоистых гидроксидов имеют характерный вид: набор из 5 пиков, расстояние между которыми зависит от состава слоистого гидроксида, а интенсивность пиков убывает с увеличением угла дифракции два тета. При больших углах (более 56°) имеется дуплет из шестого и седьмого пика, который также входит в характеристическую дифракционную картину для идентификации слоистой структуры.To identify the layered structure of hydroxides using x-ray phase analysis. X-ray diffraction patterns of layered hydroxides have a characteristic appearance: a set of 5 peaks, the distance between which depends on the composition of the layered hydroxide, and the peak intensity decreases with an increase in the diffraction angle by two theta. At large angles (more than 56 °) there is a doublet of the sixth and seventh peak, which is also included in the characteristic diffraction pattern to identify the layered structure.

Степень окристаллизованности вещества можно оценить по ширине пиков. Узкие интенсивные пики указывают на высокую степень кристалличности образцов, а также на однородность образцов и, следовательно, изотропность их физико-химических свойств.The degree of crystallization of the substance can be estimated by the width of the peaks. Narrow intense peaks indicate a high degree of crystallinity of the samples, as well as the homogeneity of the samples and, therefore, the isotropy of their physicochemical properties.

Известен способ синтеза слоистых гидроксидов, например гидроксосульфата магния-алюминия (Краснобаева О.Н., Носова Т.А., Елизарова Т.А., Данилов В.П. Двойные гидроксосульфаты магния-алюминия со слоистой структурой. // Ж. неорганической химии, 2001, - т.46, - №6, - с.899-902), включающий осаждение из 2N растворов сульфатов магния и алюминия раствором 2N гидроксида натрия при 50-70°С до рН 7,5-7,8, выдерживание смеси при 60-75°С на масляной бане в закрытых колбах в течение 2 недель, отделение осадков от раствора фильтрованием и промывку 50% водным раствором ацетона.A known method for the synthesis of layered hydroxides, for example magnesium-aluminum hydroxosulfate (Krasnobaeva ON, Nosova TA, Elizarova TA, Danilov VP Double magnesium-aluminum hydroxosulfates with a layered structure. // J. Inorganic chemistry , 2001, v. 46, - No. 6, - s. 899-902), including precipitation from 2N solutions of magnesium sulfates and aluminum with a solution of 2N sodium hydroxide at 50-70 ° C to a pH of 7.5-7.8, aging mixtures at 60-75 ° C in an oil bath in closed flasks for 2 weeks, separating the precipitates from the solution by filtration and washing with a 50% aqueous acetone solution.

Данный способ обладает следующими недостатками: длительное термостатирование, использование для промывки ацетона и при этом недостаточная кристаллизация конечного продукта и низкая упорядоченность анионов в межслоевом пространстве готового продукта.This method has the following disadvantages: prolonged temperature control, use of acetone for washing, and at the same time, insufficient crystallization of the final product and low ordering of anions in the interlayer space of the finished product.

Наиболее близким по существу является способ синтеза (Елисеев А.А., Лукашин А.В., Вергетел А.А., Тарасов В.П., Третьяков Ю.Д. Исследование процессов кристаллизации слоистых двойных гидроксидов Mg-Al. // Доклады академии наук. - 2002. - т.387, - №6, - с.777-781), включающий осаждение гидроталькитоподобных соединений из растворов нитратов магния и алюминия (Mg2+:Al3+=3:1, общая концентрация катионов 1М), раствором карбоната и гидроксида натрия ([CO32-]:[OH-]=1:6, общая концентрация анионов 3М), при постоянном значении рН 10,0±0,1, термостатирование при 80°С в течение 5 суток.The closest synthesis is essentially (Eliseev A.A., Lukashin A.V., Vergetel A.A., Tarasov V.P., Tretyakov Yu.D. Investigation of crystallization processes of layered Mg-Al double hydroxides. // Reports Academy of Sciences. - 2002. - vol. 387, - No. 6, - p. 777-781), including the precipitation of hydrotalcite-like compounds from solutions of magnesium and aluminum nitrates (Mg 2+ : Al 3+ = 3: 1, the total concentration of cations is 1M ), a solution of carbonate and sodium hydroxide ([CO 3 2- ]: [OH - ] = 1: 6, the total concentration of 3M anions), at a constant pH value of 10.0 ± 0.1, thermostating at 80 ° C for 5 days.

Недостатком данного способа является также длительность процесса, необходимость поддержания постоянного рН, при этом недостаточная кристаллизация и низкая упорядоченность анионов в межслоевом пространстве, что может являться причиной неоднородности физико-химических свойств готового продукта.The disadvantage of this method is the duration of the process, the need to maintain a constant pH, while insufficient crystallization and low ordering of anions in the interlayer space, which may cause the heterogeneity of the physicochemical properties of the finished product.

Задача изобретения заключается в расширении арсенала способов получения синтетических гидроталькитоподобных соединений с общей формулойThe objective of the invention is to expand the arsenal of methods for producing synthetic hydrotalcite-like compounds with the General formula

Mg(1-х)Мех(ОН)2(СО3)х/2·nН2O, где в качестве трехвалентного металла выступают скандий Sc3+ или в любом соотношении одновременно алюминий Al3+и железо Fe3+.Mg (1-x) Me x (OH) 2 (CO 3 ) x / 2 · nH 2 O, where scandium Sc 3+ or, in any ratio, aluminum Al 3+ and iron Fe 3+ act as a trivalent metal.

Техническим результатом является получение синтетических гидроталькитоподобных слоистых магний-скандиевого гидроксида и магний-железо-алюминиевого гидроксида с улучшенными характеристиками, такими как высокая кристалличность и упорядоченность анионов в межслоевом пространстве.EFFECT: obtaining synthetic hydrotalcite-like layered magnesium-scandium hydroxide and magnesium-iron-aluminum hydroxide with improved characteristics, such as high crystallinity and ordering of anions in the interlayer space.

Предложенное изобретение от указанного способа, включающего осаждение гидроталькитоподобных соединений из раствора солей двухвалентного магния и трехвалентного металла раствором-осадителем, содержащим карбонат и гидроксид натрия, термостатирование выпавшего осадка, отличается тем, что:The proposed invention from the specified method, including the precipitation of hydrotalcite-like compounds from a solution of salts of divalent magnesium and a trivalent metal with a precipitating solution containing carbonate and sodium hydroxide, thermostating the precipitate, is characterized in that:

- раствор для осаждения содержит хлориды или нитраты Mg2+ и скандия Sc3+;- the precipitation solution contains chlorides or nitrates of Mg 2+ and scandium Sc 3+ ;

- раствор для осаждения содержит хлориды или нитраты Mg2+ и Al3+ и сульфаты или хлориды или нитраты Fe3+;- the precipitation solution contains chlorides or nitrates of Mg 2+ and Al 3+ and sulfates or chlorides or nitrates of Fe 3+ ;

- концентрация как раствора для осаждения, так и раствора-осадителя не должна быть более 3М, т.к. повышение концентрации приводит к повышенной густоте реакционной смеси и невозможности из-за этого равномерного прохождения реакции по всему объему, что в конечном итоге препятствует получению необходимой гомогенности конечного продукта;- the concentration of both the precipitation solution and the precipitating solution should not be more than 3M, because the increase in concentration leads to an increased density of the reaction mixture and the impossibility due to this uniform passage of the reaction throughout the volume, which ultimately prevents the necessary homogeneity of the final product;

- соотношение ионов в растворе для осаждения и в растворе-осадителе должно соответствовать: Ме3+:Мe2+:[СО32-]:[ОН-]=1:3:1:8;- the ratio of ions in the solution for precipitation and in the precipitating solution should correspond to: Me 3+ : Me 2+ : [CO 3 2- ]: [OH - ] = 1: 3: 1: 8;

- термостатирование проводят при 96-98°С в течение 2 суток, полученный осадок гидроталькитоподобного соединения трижды подвергают анионному обмену с Nа2СО3, после промывают дистиллированной водой до отрицательной качественной реакции на ион Na+, сушку производят при 80-105°С.- thermostating is carried out at 96-98 ° C for 2 days, the precipitate of the hydrotalcite-like compound obtained is subjected to anion exchange with Na 2 CO 3 three times, then it is washed with distilled water until a negative quality reaction to the Na + ion, drying is carried out at 80-105 ° C.

Критерии «новизна» и «изобретательский уровень» предложенного способа получения заявленных слоистых гидроксидов подтверждают следующие признаки:The criteria of "novelty" and "inventive step" of the proposed method for producing the claimed layered hydroxides confirm the following features:

- выявленная возможность при приготовлении раствора солей для осаждения слоистых гидроксидов использовать в качестве анионов - хлориды или нитраты Mg2+ и Sс3+ или хлориды или нитраты Mg2+ и Al3+ и сульфаты или хлориды или нитраты Fe3+;- the revealed possibility in the preparation of a salt solution for the deposition of layered hydroxides to use as anions - chlorides or nitrates Mg 2+ and S 3+ or chlorides or nitrates Mg 2+ and Al 3+ and sulfates or chlorides or nitrates Fe 3+ ;

- соотношение ионов в растворе для осаждения и в растворе-осадителе, соответствующее Me3+:Ме2+:[СО32-]:[ОН-]=1:3:1:8;- the ratio of ions in the solution for precipitation and in the precipitating solution, corresponding to Me 3+ : Me 2+ : [CO 3 2- ]: [OH - ] = 1: 3: 1: 8;

- проведение термостатирования при 96-98°С, что позволяет сократить длительность термостатирования до 2 суток. Снижение температуры увеличивает длительность термостатирования и ухудшает характеристику готового продукта, а повышение температуры термостатирования выше 100°С требует использования специального оборудования, т.е. дополнительных затрат. При указанной температуре уже через двое суток характеристики готового продукта, полученные на рентгеновской дифрактограмме, подтверждают высокое качество готового продукта;- carrying out thermostating at 96-98 ° C, which reduces the duration of thermostating to 2 days. Lowering the temperature increases the duration of temperature control and degrades the performance of the finished product, and increasing the temperature of temperature control above 100 ° C requires the use of special equipment, i.e. additional costs. At the indicated temperature, after two days, the characteristics of the finished product obtained on an X-ray diffraction pattern confirm the high quality of the finished product;

- декантирование маточных растворов с осадком слоистых гидроксидов после охлаждения до комнатной температуры, которые затем трижды подвергают анионному обмену с Na2CO3, после отстаивания растворы декантируют и промывают дистиллированной водой до получения отрицательного результата на наличие иона натрия, а сушку производят при 80-105°С.- decanting the mother liquors with a precipitate of layered hydroxides after cooling to room temperature, which are then subjected to anion exchange with Na 2 CO 3 three times, after settling, the solutions are decanted and washed with distilled water to obtain a negative result for the presence of sodium ion, and drying is carried out at 80-105 ° C.

Способ позволяет получить синтетические гидроталькитоподобные соединения с улучшенными характеристиками, т.е. высокой кристалличностью и упорядоченностью анионов в межслоевом пространстве, что подтверждается наличием высоких и узких характеристических пиков на рентгеновских дифрактограммах.The method allows to obtain synthetic hydrotalcite-like compounds with improved characteristics, i.e. high crystallinity and ordering of anions in the interlayer space, which is confirmed by the presence of high and narrow characteristic peaks in X-ray diffraction patterns.

Заявленное изобретение характеризуют на фиг.1-4.The claimed invention is characterized in figures 1-4.

Фиг.1 - рентгеновская дифрактограмма магний-скандиевого слоистого гидроксида, полученного предложенным способом;Figure 1 - x-ray diffraction pattern of magnesium-scandium layered hydroxide obtained by the proposed method;

Фиг.2 - рентгеновская дифрактограмма магний-железо-алюминиевого слоистого гидроксида, полученного предложенным способом с соотношением А13+:Fe3+=9:1 в растворе для осаждения;Figure 2 - x-ray diffraction pattern of magnesium-iron-aluminum layered hydroxide obtained by the proposed method with a ratio of A1 3+ : Fe 3+ = 9: 1 in a solution for precipitation;

Фиг.3 - рентгеновская дифрактограмма магний-железо-алюминиевого гидроксида, полученного предложенным способом с соотношением Al3+:Fe3+=99:1 в растворе для осаждения;Figure 3 - x-ray diffraction pattern of magnesium-iron-aluminum hydroxide obtained by the proposed method with a ratio of Al 3+ : Fe 3+ = 99: 1 in a solution for precipitation;

Фиг.4 - рентгеновская дифрактограмма магний-железо-алюминиевого гидроксида, полученного предложенным способом с соотношением Al3+:Fe3+=9:1 в растворе для осаждения, но при температуре термостатирования 80°С.Figure 4 - x-ray diffraction pattern of magnesium-iron-aluminum hydroxide obtained by the proposed method with a ratio of Al 3+ : Fe 3+ = 9: 1 in a solution for precipitation, but at a temperature of 80 ° C.

Примеры использования предложенного способа для получения синтетических гидроталькитоподобных соединенийExamples of the use of the proposed method for producing synthetic hydrotalcite-like compounds

Пример 1Example 1

При синтезе магний-скандиевого слоистого гидроксида к смеси растворов нитрата скандия и нитрата магния прикапывали со скоростью 3-5 мл/мин при комнатной температуре раствор-осадитель, который содержал гидроксид натрия и карбонат натрия. Общая концентрация солей металлов равна 2М, а общая концентрации раствора-осадителя составляет 1М. Навески веществ для приготовления растворов рассчитаны из соотношения: Sc3+:Mg2+:[ОН-]:[СО32-]=1:3:8:1.In the synthesis of magnesium-scandium layered hydroxide, a precipitating solution containing sodium hydroxide and sodium carbonate was added dropwise to a mixture of solutions of scandium nitrate and magnesium nitrate at a temperature of 3-5 ml / min at room temperature. The total concentration of metal salts is 2M, and the total concentration of the precipitating solution is 1M. Samples of substances for the preparation of solutions were calculated from the ratio: Sc 3+ : Mg 2+ : [OH - ]: [CO 3 2- ] = 1: 3: 8: 1.

Осажденные образцы термостатировали в маточном растворе при 96°С в течение двух суток.Precipitated samples were thermostated in the mother liquor at 96 ° C for two days.

Затем после охлаждения до комнатной температуры маточный раствор декантировали и осадок слоистого гидроксида подвергали анионному обмену с Na2CO3, с целью замещения остаточных NO3--анионов в межслоевом пространстве на СО32-. Операцию повторили три раза. После отстаивания растворы декантировали и многократно промывали дистиллированной водой, пока качественная реакция на натрий не даст отрицательный результат. Образцы высушивали при 99°С.Then, after cooling to room temperature, the mother liquor was decanted and the layered hydroxide precipitate was subjected to anion exchange with Na 2 CO 3 in order to replace the residual NO 3 - anions in the interlayer space with CO 3 2- . The operation was repeated three times. After settling, the solutions were decanted and washed repeatedly with distilled water until a qualitative reaction to sodium yields a negative result. Samples were dried at 99 ° C.

Проведенный химический и термогравиметрический анализ позволил рассчитать химическую формулу полученного продукта: Mg0,677Sc0,323(OH)2(CO3)0,162·0,805Н2O, который имеет характеристику дифракции рентгеновских лучей с высокими и узкими пиками, представленную на фиг.1The chemical and thermogravimetric analysis allowed us to calculate the chemical formula of the obtained product: Mg 0.677 Sc 0.323 (OH) 2 (CO 3 ) 0.162 · 0.805H 2 O, which has the characteristic of x-ray diffraction with high and narrow peaks, presented in figure 1

Пример 2Example 2

При синтезе магний-железо-алюминиевого слоистого гидроксида к смеси растворов хлорида железа, нитрата алюминия и нитрата магния прикапывали со скоростью 3-5 мл/мин при комнатной температуре раствор-осадитель, который содержал гидроксид натрия и карбонат натрия. Общая концентрация солей металлов равна 3М, а общая концентрация раствора-осадителя составляет 2М. Навески веществ для приготовления растворов рассчитаны из соотношения: Ме3+:Mg2+:[ОН-]:[СО32-]=1:3:8:1, где в качестве трехвалентного металла выступают одновременно Al3+ и Fe3+ в соотношении 9:1.In the synthesis of magnesium-iron-aluminum layered hydroxide, a precipitating solution containing sodium hydroxide and sodium carbonate was added dropwise to a mixture of solutions of iron chloride, aluminum nitrate and magnesium nitrate at room temperature. The total concentration of metal salts is 3M, and the total concentration of the precipitating solution is 2M. Samples of substances for the preparation of solutions were calculated from the ratio: Me 3+ : Mg 2+ : [OH - ]: [CO 3 2- ] = 1: 3: 8: 1, where Al 3+ and Fe 3 act simultaneously as the trivalent metal + in a ratio of 9: 1.

Осажденные образцы термостатировали в маточном растворе при 97°С в течение двух суток.The precipitated samples were thermostated in the mother liquor at 97 ° C for two days.

Затем после охлаждения до комнатной температуры маточный раствор декантировали и осадок слоистого гидроксида подвергали анионному обмену с Na2CO3. Операцию повторили три раза. После отстаивания раствор декантировали и многократно промывали дистиллированной водой, пока качественная реакция на натрий не даст отрицательный результат. Образцы высушивали при 99°С.Then, after cooling to room temperature, the mother liquor was decanted and the layered hydroxide precipitate was subjected to anion exchange with Na 2 CO 3 . The operation was repeated three times. After settling, the solution was decanted and washed repeatedly with distilled water until a qualitative reaction to sodium yields a negative result. Samples were dried at 99 ° C.

Проведенный химический и термогравиметрический анализ позволил рассчитать химическую формулу полученного продукта: Mg0,764Al0,219Fe0,017(OH)2(CO3)0,118·0,886Н2O. Данный продукт имеет характеристику дифракции рентгеновских лучей с высокими и узкими пиками, представленную на фиг.2.The chemical and thermogravimetric analysis performed allowed us to calculate the chemical formula of the obtained product: Mg 0.764 Al 0.219 Fe 0.017 (OH) 2 (CO 3 ) 0.118 · 0.886Н 2 O. This product has the characteristic of high and narrow peak X-ray diffraction shown in FIG. 2.

Пример 3Example 3

При синтезе магний-железо-алюминиевого слоистого гидроксида к смеси растворов сульфата железа, хлорида алюминия и нитрата магния прикапывали со скоростью 3-5 мл/мин при комнатной температуре раствор-осадитель, который содержал гидроксид натрия и карбонат натрия. Общая концентрация солей металлов равна 3М, а общая концентрация раствора-осадителя составляет 1М. Навески веществ для приготовления растворов рассчитаны из соотношения: Me3+:Mg2+:[ОН-]:[СО32-]=1:3:8:1, где в качестве трехвалентного металла выступают одновременно Al3+:Fe3+ в соотношении 99:1.In the synthesis of magnesium-iron-aluminum layered hydroxide, a precipitating solution containing sodium hydroxide and sodium carbonate was added dropwise to a mixture of solutions of iron sulfate, aluminum chloride and magnesium nitrate at room temperature. The total concentration of metal salts is 3M, and the total concentration of the precipitating solution is 1M. Weighed portions of the substances for the preparation of solutions were calculated from the ratio: Me 3+ : Mg 2+ : [OH - ]: [СО 3 2- ] = 1: 3: 8: 1, where Al 3+ : Fe 3 act simultaneously as the trivalent metal + in a ratio of 99: 1.

Осажденные образцы термостатировали в маточном растворе при 98°С в течение двух суток.The precipitated samples were thermostated in the mother liquor at 98 ° C for two days.

Затем после охлаждения до комнатной температуры маточный раствор декантировали и осадок слоистого гидроксида подвергали анионному обмену с Na2CO3. Операцию повторили три раза. После отстаивания раствор декантировали и многократно промывали дистиллированной водой, пока качественная реакция на натрий не даст отрицательный результат. Образцы высушивали при 105°С.Then, after cooling to room temperature, the mother liquor was decanted and the layered hydroxide precipitate was subjected to anion exchange with Na 2 CO 3 . The operation was repeated three times. After settling, the solution was decanted and washed repeatedly with distilled water until a qualitative reaction to sodium yields a negative result. Samples were dried at 105 ° C.

Проведенный химический и термогравиметрический анализ позволил рассчитать химическую формулу полученного продукта: Mg0,714Al0,282Fe0,004(OH)2(CO3)0,146·0,820Н2O. Данный продукт имеет характеристику дифракции рентгеновских лучей с высокими и узкими пиками, представленную на фиг.3.The chemical and thermogravimetric analysis performed allowed us to calculate the chemical formula of the obtained product: Mg 0.714 Al 0.282 Fe 0.004 (OH) 2 (CO 3 ) 0.146 · 0.820H 2 O. This product has the characteristic of high and narrow peak X-ray diffraction shown in FIG. 3.

Пример 4Example 4

При синтезе магний-железо-алюминиевого слоистого гидроксида к смеси растворов хлорида железа, нитрата алюминия и нитрата магния прикапывали со скоростью 3-5 мл/мин при комнатной температуре раствор-осадитель, который содержал гидроксид натрия и карбонат натрия. Общая концентрация солей металлов равна 3М, а общая концентрация раствора-осадителя составляет 2М. Навески веществ для приготовления растворов рассчитываются из соотношения: Me3+:Mg2+:[ОН-]:[СО32-]=1:3:8:1, где в качестве трехвалентного металла выступают одновременно А13+:Fe3+ в соотношении 9:1.In the synthesis of magnesium-iron-aluminum layered hydroxide, a precipitating solution containing sodium hydroxide and sodium carbonate was added dropwise to a mixture of solutions of iron chloride, aluminum nitrate and magnesium nitrate at room temperature. The total concentration of metal salts is 3M, and the total concentration of the precipitating solution is 2M. Samples of substances for the preparation of solutions are calculated from the ratio: Me 3+ : Mg 2+ : [OH - ]: [CO 3 2- ] = 1: 3: 8: 1, where A1 3+ : Fe 3 simultaneously act as a trivalent metal + in a ratio of 9: 1.

Осажденные образцы термостатировали в маточном растворе при 80°С в течение двух суток.The precipitated samples were thermostated in the mother liquor at 80 ° C for two days.

Затем после охлаждения до комнатной температуры маточный раствор декантировали и осадок слоистого гидроксида подвергали анионному обмену с Na2CO3. Операцию повторили три раза. После отстаивания раствор декантировали и многократно промывали дистиллированной водой, пока качественная реакция на натрий не даст отрицательный результат. Образцы высушивали при 99°С.Then, after cooling to room temperature, the mother liquor was decanted and the layered hydroxide precipitate was subjected to anion exchange with Na 2 CO 3 . The operation was repeated three times. After settling, the solution was decanted and washed repeatedly with distilled water until a qualitative reaction to sodium yields a negative result. Samples were dried at 99 ° C.

Данный продукт имеет характеристику дифракции рентгеновских лучей, представленную на фиг.4. Из рентгеновской дифрактограммы видно, что при данной температуре за 2 суток не удается достичь той же степени кристалличности, как в примере 2 при термостатировании при 97°С и прочих равных условиях.This product has an X-ray diffraction characteristic shown in FIG. 4. From the x-ray diffraction pattern it is seen that at this temperature in 2 days it is not possible to achieve the same degree of crystallinity as in example 2 when thermostating at 97 ° C and other conditions being equal.

Приведенные примеры 1-3 подтверждают, что предложенный способ позволяет получить новые синтетические гидроталькитоподобные соединения с общей формулой Mg(1-x)Mex(OH)2(CO3)x/2·nН2O, где х не выше 0,4, a Me - трехвалентный металл, в качестве которого выступают скандий, или одновременно железо и алюминий с любыми соотношениями между собой.The above examples 1-3 confirm that the proposed method allows to obtain new synthetic hydrotalcite-like compounds with the General formula Mg (1-x) Me x (OH) 2 (CO 3 ) x / 2 · nH 2 O, where x is not higher than 0.4 , a Me is a trivalent metal, which is scandium, or iron and aluminum at the same time with any ratios between themselves.

Пример 4 показывает, что снижение температуры ухудшает характеристику полученного продукта, что подтверждают пики на рентгеновской дифрактограмме (фиг.4).Example 4 shows that a decrease in temperature degrades the characteristics of the obtained product, which is confirmed by peaks in the x-ray diffractogram (figure 4).

Таким образом, предложенный способ позволяет за короткий промежуток времени получить хорошо закристаллизованные образцы новых гидроталькитоподобных соединений с общей формулой Mg(1-x)Mex(OH)2(CO3)x/2·nH2O, где x не выше 0,4, а в качестве трехвалентного металла выступает скандий Sc или одновременно железо и алюминий в виде FeyAlx-y. Высокие и узкие характеристические пики рентгеновских дифрактограмм данных соединений говорят о гомогенности образцов и, следовательно, об изотропности их физико-химических свойств, что позволит расширить сферу их применения.Thus, the proposed method allows for a short period of time to obtain well crystallized samples of new hydrotalcite-like compounds with the general formula Mg (1-x) Me x (OH) 2 (CO 3 ) x / 2 · nH 2 O, where x is not higher than 0, 4a, scandium Sc or iron and aluminum in the form of Fe y Al xy acts as a trivalent metal. High and narrow characteristic peaks of X-ray diffraction patterns of these compounds indicate the homogeneity of the samples and, therefore, the isotropy of their physicochemical properties, which will expand their scope.

Claims (2)

Способ получения слоистых гидроксидов формулы
Mg(1-x)Mex3+(OH)2(CO3)x/2·nH2O,
где трехвалентным металлом является скандий Sc3+ или одновременно железо и алюминий в виде FeyAlx-y, причем «у» меньше «x», а «x» не выше 0,4, заключающийся в том, что в раствор, содержащий хлориды или нитраты Mg2+ и Sc3+, или в раствор, содержащий хлориды или нитраты Mg2+ и Al3+ и сульфаты или хлориды, или нитраты Fe3+, добавляют раствор-осадитель, содержащий гидроксид натрия и карбонат натрия, при этом соотношение ионов Me3+:Mg2+:[ОН-]:[CO32-] в растворе составляет 1:3:8:1, выпавший осадок термостатируют в маточном растворе при 96-98°С в течение двух суток, после охлаждения до комнатной температуры маточные растворы с осадком декантируют, затем трижды подвергают анионному обмену с Na2CO3, после отстаивания растворы декантируют и осадок промывают дистиллированной водой до получения отрицательного результата на наличие иона натрия, сушку производят при 80-105°С.
The method of obtaining layered hydroxides of the formula
Mg (1-x) Me x 3+ (OH) 2 (CO 3 ) x / 2nH 2 O,
where the trivalent metal is scandium Sc 3+ or at the same time iron and aluminum in the form of Fe y Al xy , whereby “y” is less than “x” and “x” is not higher than 0.4, which means that in a solution containing chlorides or Mg 2+ and Sc 3+ nitrates, or to a solution containing chlorides or Mg 2+ and Al 3+ nitrates and sulfates or chlorides or Fe 3+ nitrates, a precipitating solution containing sodium hydroxide and sodium carbonate is added, the ratio ion Me 3+: Mg 2+: [OH -]: [CO 3 2-] in the solution is 1: 3: 8: 1, and the deposited precipitate was incubated in the mother liquor at 96-98 ° C for two days, after about room temperature to cool the mother liquors were decanted from the precipitate and then subjected to anion exchange three times with Na 2 CO 3 solution was decanted after settling and the precipitate was washed with distilled water until a negative result for the presence of sodium ion, drying is carried out at 80-105 ° C.
2. Способ п.1, отличающийся тем, что общая концентрация солей металлов в растворе-осадителе составляет не более 3 М, и общая концентрация раствора-осадителя составляет не более 3 М. 2. The method of claim 1, characterized in that the total concentration of metal salts in the precipitating solution is not more than 3 M, and the total concentration of the precipitating solution is not more than 3 M.
RU2008101192/15A 2008-01-09 2008-01-09 Method of producing hydrotalcite-like compounds RU2361814C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008101192/15A RU2361814C1 (en) 2008-01-09 2008-01-09 Method of producing hydrotalcite-like compounds

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008101192/15A RU2361814C1 (en) 2008-01-09 2008-01-09 Method of producing hydrotalcite-like compounds

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006135871/15A Division RU2330812C1 (en) 2006-10-10 2006-10-10 Hydrotalcite-like compound and method of its obtaining

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2361814C1 true RU2361814C1 (en) 2009-07-20

Family

ID=41047110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008101192/15A RU2361814C1 (en) 2008-01-09 2008-01-09 Method of producing hydrotalcite-like compounds

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2361814C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2540402C1 (en) * 2013-09-25 2015-02-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" Layered hydroxide with hydrotalcite structure containing nickel with oxidation rate +3, and method for preparing it
RU2678007C1 (en) * 2017-12-05 2019-01-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) Method of obtaining layered hydroxide of magnesium and aluminum

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JOSE MARIA FERNANDEZ et.al. The effect of iron on the crystalline phases formed upon thermal decomposition of Mg-Al-Fe hydrotalcites, Journal of Materials Chemestry, 1998, 8(11), 2507-2514. I. ROUSSELOT et al. Synthesis and characterization of mixed Ga/Al-containing layered double hydroxides: study of their basic properties through the Knoevenagel condention of benzaldehyde and ethyl cyanoacetate, and comparison to other LDH, International Journal of Inorganic Materials, 1999, 1(2), 165-174. *
А.В.ЛУКАШИН и др. Влияние условий синтеза на структуру слоистых двойных гидроксидов. Доклады академии наук.: НАУКА, МАИК "НАУКА/ИНТЕРПЕРИОДИКА", 1999, №1, т.364, с.77-79. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2540402C1 (en) * 2013-09-25 2015-02-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" Layered hydroxide with hydrotalcite structure containing nickel with oxidation rate +3, and method for preparing it
RU2678007C1 (en) * 2017-12-05 2019-01-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) Method of obtaining layered hydroxide of magnesium and aluminum

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shin et al. Phosphorus removal by hydrotalcite-like compounds (HTLcs)
Karami et al. Curing epoxy with Mg-Al LDH nanoplatelets intercalated with carbonate ion
Sonia et al. Synthesis and characterization of novel nanorod superstructures and twin octahedral morphologies of WO3 by hydrothermal treatment
SU450780A1 (en) The method of obtaining basic aluminum chlorides
Song et al. Synthesis and characterization of magnesium hydroxide by batch reaction crystallization
CA2634149A1 (en) Novel hydrogen sulfate salt for use in the treatment of hyperproliferative diseases
EP3245258A1 (en) Sio2-layered double hydroxide microspheres and methods of making them
RU2361814C1 (en) Method of producing hydrotalcite-like compounds
Jia et al. Effect of basicity and sodium ions on stability of polymeric ferric sulfate as coagulants
Iuzviuk et al. In situ kinetics studies of Zn–Al LDH intercalation with corrosion related species
Yin et al. α or β?-hemihydrates transformed from dihydrate calcium sulfate in a salt-mediated glycerol–water solution
JP3574725B2 (en) Synthetic charcoal alumite compound and production method thereof
Yang et al. Facile synthesis of vaterite core-shell microspheres
DE3915301A1 (en) SODIUM REMOVAL FROM SALT LYES
Leal et al. Synthesis and characterization of gordaite, osakaite and simonkolleite by different methods: Comparison, phase interconversion, and potential corrosion protection applications
JP4387312B2 (en) Method for producing hydrotalcite and brucite type positively charged electric layer
RU2330812C1 (en) Hydrotalcite-like compound and method of its obtaining
CN109502656B (en) Spherical Co (II) Co (III) hydrotalcite-like material and preparation method thereof
CN110894300A (en) Polyacid hybrid material based on rigid nitrogen-containing ligand, preparation method and application
CN112877719B (en) Preparation method of three-dimensional flower-like Mg-Al-LDHs material
Hu et al. Inorganic salt-assisted hydrothermal synthesis and excellent visible light-driven photocatalytic performance of 3D MnNb 2 O 6 flower-like nanostructures
RU2540402C1 (en) Layered hydroxide with hydrotalcite structure containing nickel with oxidation rate +3, and method for preparing it
Fezei et al. Extractive process for preparing high purity magnesium chloride hexahydrate
JP2000264626A (en) Production of calcium-aluminum-based layered double hydroxide
EP3838845A1 (en) Method for preparing amorphous hydrotalcite-like layered double hydroxides, compounds and uses thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091011