RU2455236C1 - Способ получения монооксида олова в условиях гидротермально-микроволновой обработки - Google Patents

Способ получения монооксида олова в условиях гидротермально-микроволновой обработки Download PDF

Info

Publication number
RU2455236C1
RU2455236C1 RU2011113302/05A RU2011113302A RU2455236C1 RU 2455236 C1 RU2455236 C1 RU 2455236C1 RU 2011113302/05 A RU2011113302/05 A RU 2011113302/05A RU 2011113302 A RU2011113302 A RU 2011113302A RU 2455236 C1 RU2455236 C1 RU 2455236C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tin
solution
autoclave
microwave
hydrochloric acid
Prior art date
Application number
RU2011113302/05A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Васильевич Козик (RU)
Владимир Васильевич Козик
Светлана Анатольевна Кузнецова (RU)
Светлана Анатольевна Кузнецова
Михаил Григорьевич Горб (RU)
Михаил Григорьевич Горб
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет" (ТГУ)
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 "Томский государственный университет" (ТГУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет" (ТГУ)
Priority to RU2011113302/05A priority Critical patent/RU2455236C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2455236C1 publication Critical patent/RU2455236C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано для получения монооксида олова, применяемого как исходное вещество для создания материалов электронной техники, в стекольной промышленности, медицине и авиации в качестве теплоотражающего покрытия, антиобледенителя и газочувствительного элемента. Способ включает приготовление исходного раствора гидроксоформы олова, помещение его в автоклав и установление автоклава в микроволновую установку. Исходный раствор гидроксоформы олова готовят путем растворения металлического олова в соляной кислоте при продувке кислородом воздуха. Автоклав с раствором устанавливают в микроволновую установку на 10-60 минут при давлении 6-14 атм и мощности микроволнового нагрева 150 Вт. Исходный раствор объемом 100 мл готовят при следующем соотношении компонентов: олово - 0,2-2 мас.%; 36% (мас.) раствор соляной кислоты - 52,9-42,0 мас.%; 9% (мас.) раствор гидроксида аммония - 46,9-56,0 мас.%. Изобретение позволяет получить монооксид олова с размером зерна от 300 нм до 6 мкм и устойчивостью к окислению кислородом воздуха до температуры 310°C при минимальных затратах времени и средств. 1 ил., 1 табл., 3 пр.

Description

Изобретение относится к способу получения монооксида олова, применяемого как исходное вещество для создания материалов электронной техники, в стекольной промышленности, медицине и авиации в качестве теплоотражающего покрытия, антиобледенителя и газочувствительного элемента.
Известен способ получения оксидов металлов (Заявка ФРГ N 4023278, кл. C01G 19/02, 1992), в частности оксида олова (IV), путем обработки расплавленного металла газообразным, жидким кислородом или смесью кислорода с инертным газом. Поток расплавленного металла подают в реактор сверху. Кислород или смесь кислорода с инертным газом подают под углом 90° к потоку расплава металла в стехиометрическом под давлением 0,5-10,0 МПа. Таким образом, диспергированные частицы расплава окисляются, выделяя тепло, для утилизации которого реакционная зона снабжена теплообменником. Частицы оксида металла улавливают во всасывающем раструбе, расположенном в нижней части реактора, далее транспортируют потоком газа и осаждают в циклоне, а также в фильтре. Для транспортировки порошка оксида металла и обеспечения пожаробезопасности применяют смесь кислорода с инертным газом. К недостатками известного способа можно отнести сложность работы с кислородом при достаточно высоком давлении, необходимость соблюдения мер пожаро- и взрывобезопасности из-за высокой температуры в реакционной зоне и дорогостоимость.
Известен способ (Структура и состояние поверхности нанооксида олова (IV), полученного микроволновым нагревом гидратированного оксида олова (II) // Ползуновский вестник. - №3 - 2009, - С.282-285.), описывающий получение оксида олова (IV) в микроволновой печи (частота 2,45 МГц). Исходную систему для получения оксидов готовят путем растворения металлического олова в концентрированной соляной кислоте с последующим осаждением гидроксоформы олова (II) избытком 25% раствора аммиака. Насыщенный раствор гидроксоформы олова переносят в химический стакан и нагревают в микроволновой печи 1 час. Полученные образцы отмывают от остатков аммиака дистиллированной водой и сушат при 95°C. К недостаткам данного способа можно отнести наличие выбросов в атмосферу аммиака и продуктов его взаимодействия с соляной кислотой при обработке исходного раствора в микроволновой установке.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу получения оксида олова является способ (3) (Microwave-assisted hydrothermal synthesis of nanocrystalline SnO powders / F.I.Pires [et al.] // Materials letters. - 2008. - V.62 - P.239-242.), описывающий получение оксида олова (II) в гидротермальных условиях под воздействием микроволн. Исходная система для получения оксидов готовилась путем растворения SnCl2·2H2O в подкисленной воде при длительном перемешивании и комнатной температуре. В водный раствор SnCl22O добавляют концентрированные минерализующие агенты (NaOH, КОН или NH4OH). Концентрация хлорида олова (II) составляла 0.25 моль/л. Маточный раствор помещают в тефлоновый автоклав (CEM, ХР 1500). Автоклав герметизируют и устанавливают в СВЧ установку (СЕМ Corporation, MARS 5). В СВЧ установке автоклав выдерживают при 120-180°C 2-6 часов. После синтеза порошки охлаждают, промывают раствором этилового спирта и сушат при комнатной температуре. Полученные образцы имеют размер от 30 нм до 2 мкм. К недостаткам данного прототипа можно отнести большие затраты времени при подготовке исходной системе и выдержке ее в автоклаве под воздействием микроволн.
Задачей настоящего изобретения является разработка гидротермально-микроволнового способа получения монооксида олова (II) с размером зерна от 300 нм до 6 мкм и устойчивостью к окислению кислородом воздуха до температуры 310°C при минимальных затратах времени и средств.
Поставленная задача решается тем, что монооксид олова получают в условиях гидротермально-микроволновой обработки, включая приготовление исходного раствора гидроксоформы олова, помещение его в автоклав и установление автоклава в гидротермально-микроволновую установку.
В отличие от прототипа исходный раствор гидроксоформы олова готовится путем растворения металлического олова в растворе соляной кислоты при продувке кислородом воздуха, автоклав с исходным раствором устанавливают в гидротермально-микроволновую установку на 10-60 минут при давлении 6-14 атм и мощности микроволнового нагрева 150 Вт, исходный раствор объемом 100 мл готовят при следующем соотношении компонентов, мас.%:
олово - 0,2-2 мас.%;
36% (мас.) раствор соляной кислоты - 52,9-42,0 мас.%;
9% (мас.) раствор гидроксида аммония - 46,9-56,0 мас.%.
Такой способ приготовления исходного раствора гидроксоформы олова позволяет снизить вероятность образования в примесей ионов Sn4+.
Конечный продукт (SnO) получают как сине-черной тетрагональной формы, так и красной модификации, который отмывают от примесей дистиллированной водой и сушат при температуре 90°С.
Свойства полученных образцов SnO приведены в таблице. Их удельная поверхность составляет 0,1-24 м2/г с объемом пор 0,006681-0,065725 см3/г, размер частиц от 300 нм до 6 мкм. Оксид олова (II) устойчив к окислению кислородом воздуха до 310°C.
Пример 1. Исходный раствор объемом 100 мл готовят, растворяя 0,21 г металлического олова в 45,4 мл раствора 18%-ной соляной кислоты, продувая кислородом воздуха при постоянном перемешивании 24 часа, после чего добавляют 54,6 мл 9%-ного раствора гидроксида аммония. Пятьдесят миллилитров полученного насыщенного раствора вносят в автоклав и последний герметизируют. Автоклав устанавливают в лоток микроволновой установки, выдерживают 10 минут при мощности нагрева 150 Вт и непрерывном росте давления до 14 атм. Полученный образец отмывают от остатков аммиака дистиллированной водой и сушат при температуре 90°C. В данных условиях получается SnO тетрагональной структуры с удельной поверхностью 0,1 м2/г, объемом пор 0,006681 см3/г, с размером кристаллита 300 нм - 1 мкм, устойчивый к окислению кислородом воздуха до 310°C.
Пример 2. Исходный раствор объемом 100 мл готовят, растворяя 1,00 г металлического олова в 40,0 мл раствора 18%-ной соляной кислоты, продувая кислородом воздуха при постоянном перемешивании 24 часа, после чего добавляют 60,0 мл 9%-ного раствора гидроксида аммония. Пятьдесят миллилитров полученного насыщенного раствора гидроксоформы олова вносят в автоклав и последний герметизируют. Автоклав устанавливают в лоток микроволновой установки, выдерживают 60 минут при мощности нагрева 150 Вт и постоянном давлении 8±0,2 атм. Полученный образец отмывают от остатков аммиака дистиллированной водой и сушат при температуре 90°C. В данных условиях получается SnO тетрагональной структуры с удельной поверхностью 24 м2/г, объемом пор 0,065725 см3/г, с размером кристаллита 500 нм - 1 мкм, устойчивый к окислению кислородом воздуха до 310°C.
Пример 3. Исходный раствор объемом 100 мл готовят, растворяя 0,73 г металлического олова в 48,4 мл раствора 18%-ной соляной кислоты, продувая кислородом воздуха при постоянном перемешивании 24 часа, после чего добавляют 51,6 мл 9%-ного раствора гидроксида аммония. Пятьдесят миллилитров полученного насыщенного раствора гидроксоформы олова, вносят в автоклав и последний герметизируют. Автоклав устанавливают в лоток микроволновой установки, выдерживают 15 минут при мощности нагрева 150 Вт и росте давления до 14 атм. Полученный образец отмывают от остатков аммиака дистиллированной водой и сушат при температуре 90°C. В данных условиях получается SnO тетрагональной структуры с удельной поверхностью 0,4 м2/г, объемом пор 0,006581 см3/г, с размером кристаллита 600 нм - 6 мкм, устойчивый к окислению кислородом воздуха до 30°C.
В таблице 1 приведены параметры структуры и удельной поверхности образцов. Состав полученных образцов соответствует оксиду олова в неустойчивой степени окисления +2 тетрагональной структуры. Параметры решетки зависят от времени и давления в автоклаве при получении оксида в гидротермальных микроволновых условиях. Исследование образцов после хранения 1,5 года указывают на 100%-ный состав SnO, окисление не происходит.
На рисунке 1 представлена морфология поверхности образцов SnO, полученных в различных условиях гидротермально-микроволнового воздействия. Порошки оксида представляют собой частицы четкой огранки с размером зерна 300 нм - 6 мкм.
Преимуществом заявленного изобретения является возможность получения монооксида олова устойчивым к окислению кислородом воздуха до 310°C. Способ позволяет снизить давление и время синтеза, а также контролировать мощность нагрева.
Таблица 1
Параметры структуры и удельной поверхности монооксида олова в зависимости от условий синтеза
Условия получения Параметры решетки, нм Удельная поверхность, м2 Объем пор, см3 Размер пор, Å
1 непрерывный рост давления 10 мин, мощность 150 Вт, m Sn=2,1 г а=3,798
с=4,829
0,1 0,006681 460,36
2 постоянное давление 60 мин, мощность 150 Вт, m Sn=1 г а=3,797
с=4,826
24 0,065725 114,66
3 непрерывный рост давления 15 мин, мощность 150 Вт, m Sn=0,75 г а=3,799
с=4,827
0,4 0,006581 440,53

Claims (1)

  1. Способ получения монооксида олова в условиях гидротермально-микроволновой обработки, включающий приготовление исходного раствора гидроксоформы олова, помещение его в автоклав и установление автоклава в гидротермально-микроволновую установку, отличающийся тем, что исходный раствор гидроксоформы олова готовится путем растворения металлического олова в соляной кислоте при продувке кислородом воздуха, автоклав с раствором устанавливают в гидротермально-микроволновую установку на 10-60 мин при давлении 6-14 атм и мощности микроволнового нагрева 150 Вт, исходный раствор объемом 100 мл готовят при следующем соотношении компонентов, мас.%:
    олово 0,2-2 36%-ный (мас.) раствор соляной кислоты 52,9-42,0 9%-ный (мас.) раствор гидроксида аммония 46,9-56,0
RU2011113302/05A 2011-04-06 2011-04-06 Способ получения монооксида олова в условиях гидротермально-микроволновой обработки RU2455236C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011113302/05A RU2455236C1 (ru) 2011-04-06 2011-04-06 Способ получения монооксида олова в условиях гидротермально-микроволновой обработки

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011113302/05A RU2455236C1 (ru) 2011-04-06 2011-04-06 Способ получения монооксида олова в условиях гидротермально-микроволновой обработки

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2455236C1 true RU2455236C1 (ru) 2012-07-10

Family

ID=46848496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011113302/05A RU2455236C1 (ru) 2011-04-06 2011-04-06 Способ получения монооксида олова в условиях гидротермально-микроволновой обработки

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2455236C1 (ru)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19828692A1 (de) * 1997-06-27 1999-01-07 Ami Doduco Gmbh Verfahren zum Granulieren von Zinnoxidpulver und damit hergestellte Kontaktwerkstoffe auf der Basis von Silber-Zinnoxid
RU2203217C2 (ru) * 1997-07-10 2003-04-27 Мерк Патент Гмбх Способ получения ультратонких порошков оксидов металлов

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19828692A1 (de) * 1997-06-27 1999-01-07 Ami Doduco Gmbh Verfahren zum Granulieren von Zinnoxidpulver und damit hergestellte Kontaktwerkstoffe auf der Basis von Silber-Zinnoxid
RU2203217C2 (ru) * 1997-07-10 2003-04-27 Мерк Патент Гмбх Способ получения ультратонких порошков оксидов металлов

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PIRES F.I. et al. Microwave-assisted hydrothermal synthesis of nanocrystalline SnO powders. Materials letters, 2008, v.62, p.239-242. *
ЛИДИН P.A. и др. Химические свойства неорганических веществ. - М.: Химия, 1997, с.124, 125, 127. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ismagilov et al. Synthesis and stabilization of nano-sized titanium dioxide
Min et al. Removal and stabilization of arsenic from anode slime by forming crystal scorodite
Cai et al. Organic additive-free synthesis of mesocrystalline hematite nanoplates via two-dimensional oriented attachment
Song et al. Synthesis and characterization of magnesium hydroxide by batch reaction crystallization
JP5942659B2 (ja) 酸化ニッケル微粉末の製造方法及び該酸化ニッケル微粉末製造原料用の水酸化ニッケル粉末の製造方法
JP2009521394A (ja) 制御された特性を有する金属酸化物ナノ粒子の製造方法および該製造方法により製造されるナノ粒子および調製物
JPWO2013021974A1 (ja) 酸化ニッケル微粉末及びその製造方法
Japić et al. The impact of nano-milling on porous ZnO prepared from layered zinc hydroxide nitrate and zinc hydroxide carbonate
JPWO2008123566A1 (ja) 炭酸基含有水酸化マグネシウム粒子およびその製造方法
Fedorov et al. Preparation of nanodispersed fluorite-type Sr1− xRxF2+ x (R= Er, Yb, Ho) phases from citrate solutions
RU2404125C2 (ru) Способ получения нанопорошка диоксида циркония
CN103979600B (zh) 一种超细氧化铜粉的制备方法
CN101172628A (zh) 纳米MgO/Mg(OH)2复合粉体的制备方法
RU2455236C1 (ru) Способ получения монооксида олова в условиях гидротермально-микроволновой обработки
CN1237006C (zh) In2O3或ITO单分散纳米粉体的水热制备方法
JPH03170325A (ja) 水酸化マグネシウムの製造方法
KR101157460B1 (ko) 분무열분해법에 의한 알루미늄산화물이 도핑된 산화아연 분말의 제조
JP2011225395A (ja) 酸化ニッケル微粉末及びその製造方法
JP2001220136A (ja) 酸化亜鉛微粒子の製造方法
Rodionovs et al. Characteristics and photocatalytic activity of Sm doped ZnO nanoparticles
Egorysheva et al. Crystallization in the Bi 2 O 3-Fe 2 O 3-NaOH system upon microwave-assisted hydrothermal synthesis
JP2002201024A (ja) 酸化亜鉛を主成分とする複合微粒子の製造方法
JP6016199B2 (ja) 複合金属酸化物粒子およびその製造方法
Škapin et al. Microstructure of nanoscale zinc oxide crystallites
JPH05156326A (ja) 微細銀粉の製造法

Legal Events

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

Effective date: 20180407