RU2550206C1 - Method of producing lithium and zinc borate - Google Patents

Method of producing lithium and zinc borate Download PDF

Info

Publication number
RU2550206C1
RU2550206C1 RU2013159004/05A RU2013159004A RU2550206C1 RU 2550206 C1 RU2550206 C1 RU 2550206C1 RU 2013159004/05 A RU2013159004/05 A RU 2013159004/05A RU 2013159004 A RU2013159004 A RU 2013159004A RU 2550206 C1 RU2550206 C1 RU 2550206C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liznbo
libo
mixture
lithium
hours
Prior art date
Application number
RU2013159004/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Татьяна Николаевна Хамаганова
Туяна Гатыповна Хумаева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук (ФГБУН БИП СО РАН)
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук (ФГБУН БИП СО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук (ФГБУН БИП СО РАН)
Priority to RU2013159004/05A priority Critical patent/RU2550206C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2550206C1 publication Critical patent/RU2550206C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: double lithium and zinc borate LiZnBO3 is obtained via heat treatment, wherein the starting components used are a mixture of LiBO2 (37.80 wt %), ZnO (61.79 wt %), H3BO3 (0.41 wt %) obtained in advance while raising temperature in steps from 350°C to 700°C to 260 hours. Lithium borate LiBO2 is obtained in advance from a mixture of Li2CO3 and H3BO3, taken in molar ratio of 1:1, which is annealed in air at 650°C for 50 hours.
EFFECT: shorter duration of synthesis by using readily available and cheap reactants.
1 dwg, 2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области материаловедения, в частности, к способу получения поликристаллических боратов, которые могут найти применение в качестве катализаторов и твердых электролитов (ТЭЛ).The invention relates to the field of materials science, in particular, to a method for producing polycrystalline borates, which can be used as catalysts and solid electrolytes (TEL).

Известны способы получения двойного бората лития и цинка состава LiZnBO3, кристаллизующегося в моноклинной сингонии с пр.гр. С2/с.Known methods for producing double lithium and zinc borate composition LiZnBO 3 crystallizing in monoclinic syngony with sp.gr. C2 / s.

(1. Belkebir A., Tarte P., Rulmont A., Gilbert, В. Synthesis, structural and vibrational analysis of LiMBO3 orthoborates (M=Mg, Co, Zn) // New Journal of Chemistry. 1996. 20 (3), P.311-316.(1. Belkebir A., Tarte P., Rulmont A., Gilbert, B. Synthesis, structural and vibrational analysis of LiMBO 3 orthoborates (M = Mg, Co, Zn) // New Journal of Chemistry. 1996. 20 (3 ), P.311-316.

2. Tsuyumoto I., Kihara A. Synthesis, characterization and charge-discharge properties of layer-structure lithium zink borate, LiZnBO3 // Materials Science and Applications. 2013. Vol.4. P.246-249).2. Tsuyumoto I., Kihara A. Synthesis, characterization and charge-discharge properties of layer-structure lithium zink borate, LiZnBO 3 // Materials Science and Applications. 2013. Vol. 4. P.246-249).

Недостатком этих способов получения LiZnBO3 является высокая температура синтеза (1000°С).The disadvantage of these methods for producing LiZnBO 3 is the high synthesis temperature (1000 ° C).

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения бората LiZnBO3 при нагревании стехиометрической смеси LiBO2·8Н2О и ZnO при 600°С в течение одного месяца с несколькими промежуточными перетираниями.Closest to the claimed invention is a method for producing borate LiZnBO 3 by heating a stoichiometric mixture of LiBO 2 · 8H 2 O and ZnO at 600 ° C for one month with several intermediate grindings.

(3. Chen X., Yang С., Chang X., Zang H., Xiao W. Syntheses and characterization of two alkali-metal zinc borates, α-LiZnBO3 and Li0.48Na0.52ZnBO3 // Solid State Sciences. 2009. Vol.11. P.2086-2092).(3. Chen X., Yang S., Chang X., Zang H., Xiao W. Syntheses and characterization of two alkali-metal zinc borates, α-LiZnBO 3 and Li 0.48 Na 0.52 ZnBO 3 // Solid State Sciences. 2009. Vol.11. P.2086-2092).

Однако известный способ имеет следующие недостатки. Во-первых, значительная продолжительность синтеза (один календарный месяц). Во-вторых, необходимость использования промышленного реактива (LiBO2·8H2O).However, the known method has the following disadvantages. Firstly, a significant duration of synthesis (one calendar month). Secondly, the need to use an industrial reagent (LiBO 2 · 8H 2 O).

Цель изобретения - сокращение продолжительности синтеза путем использования доступных и недорогих реактивов.The purpose of the invention is to reduce the duration of the synthesis by using affordable and inexpensive reagents.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве исходных реагентов при получении LiZnBO3 используют смесь LiBO2 (37,80 мас.%), ZnO (61,79 мас.%), Н3ВО3 (0,41 мас.%), которую подвергают многоступенчатой термообработке на воздухе при подъеме температуры от 350°С до 700°С в течение 260 часов. Борат лития LiBO2 предварительно получают из смеси карбоната лития Li2CO3 и борной кислоты Н3ВО3, взятых в молярном соотношении 1:1. Полученную смесь подвергают термической обработке при 650°С в течение 50 часов.This goal is achieved in that as the starting reagents in the preparation of LiZnBO 3 , a mixture of LiBO 2 (37.80 wt.%), ZnO (61.79 wt.%), H 3 BO 3 (0.41 wt.%) Is used. which is subjected to multi-stage heat treatment in air when the temperature rises from 350 ° C to 700 ° C for 260 hours. Lithium borate LiBO 2 is preliminarily obtained from a mixture of lithium carbonate Li 2 CO 3 and boric acid H 3 BO 3 , taken in a 1: 1 molar ratio. The resulting mixture was subjected to heat treatment at 650 ° C for 50 hours.

Данное изобретение иллюстрируется следующим примером.The invention is illustrated by the following example.

Пример. Смесь из Li2CO3 навеской 4,0645 г (33,3 мол. %) и Н3ВО3 навеской 6,7980 г (66,7 мол. %) тщательно растирали в агатовой ступке. Полученную смесь отжигали в платиновом тигле на воздухе при температуре 350°С, затем 500°С и 650°С в течение 10, 20 и 20 часов, соответственно. Смесь из LiBO2 навеской 1,4940 г (37,80 мас.%), ZnO навеской 2,4420 г (61,79 мас.%) и Н3ВО3 - 0,0160 г (0,41 мас.%) тщательно растирали в агатовой ступке. Полученную смесь отжигали в платиновом тигле на воздухе при 350°С, затем 650°С и 700°С в течение 10, 50 и 200 часов, соответственно (сравнение режимов синтеза представлено в табл.1).Example. A mixture of Li 2 CO 3 weighing 4.0645 g (33.3 mol%) and H 3 BO 3 weighing 6.7980 g (66.7 mol%) were thoroughly ground in an agate mortar. The resulting mixture was annealed in a platinum crucible in air at a temperature of 350 ° C, then 500 ° C and 650 ° C for 10, 20 and 20 hours, respectively. A mixture of LiBO 2 weighing 1.4940 g (37.80 wt.%), ZnO weighing 2.4420 g (61.79 wt.%) And H 3 BO 3 - 0.0160 g (0.41 wt.%) thoroughly ground in an agate mortar. The resulting mixture was annealed in a platinum crucible in air at 350 ° C, then 650 ° C and 700 ° C for 10, 50, and 200 hours, respectively (a comparison of the synthesis modes is presented in Table 1).

Исходными веществами служили: карбонат лития Li2CO3 марки «х.ч.», борная кислота Н3ВО3 марки «х.ч.», оксид цинка ZnO марки «х.ч.». Предварительно карбонат лития Li2CO3 прокаливали при 400°С, а оксид цинка ZnO при 500°С в течение 5 часов до постоянного веса.The starting materials were: lithium carbonate Li 2 CO 3 of the grade “chemically pure”, boric acid H 3 BO 3 of the grade “chemically pure”, zinc oxide ZnO of the grade “chemically pure”. Preliminarily, lithium carbonate Li 2 CO 3 was calcined at 400 ° C, and zinc oxide ZnO at 500 ° C for 5 hours to constant weight.

Полноту протекания реакции контролировали рентгенографически [порошковый автоматический дифрактометр D8 Advance Bruker AXS (Cu Kα-излучение, графитовый монохроматор)]. Рентгенограмма полученного соединения LiZnBO3 приведена на рисунке. Параметры элементарной ячейки соединения LiZnBO3 (пр.гр. С2/с) уточняли методом наименьших квадратов (МНК) с использованием данных, полученных с монокристалла [3]. Кристаллографические характеристики полученного соединения представлены в табл.2.The completeness of the reaction was monitored by x-ray diffraction [automatic powder diffractometer D8 Advance Bruker AXS (Cu K α radiation, graphite monochromator)]. The X-ray diffraction pattern of the obtained LiZnBO 3 compound is shown in the figure. The unit cell parameters of the LiZnBO 3 compound (space group C2 / s) were refined using the least squares method (LSM) using data obtained from a single crystal [3]. The crystallographic characteristics of the obtained compound are presented in table.2.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.FIG.

Рентгенограммы LiZnBO3 (а) - наши данные; (б) - данные [3].X-ray patterns of LiZnBO 3 (a) - our data; (b) - data [3].

Таблица 1Table 1 Условия твердофазного синтезаSolid State Synthesis Conditions СоставStructure Исходная шихтаSource charge Т, °сT, ° C Время отжигаAnnealing time СпособWay α-LiZnBO3 α-LiZnBO 3 LiBO2·8H2O, ZnOLiBO 2 · 8H 2 O, ZnO 600°С600 ° C 1 месяц1 month известныйfamous LiBO2 LiBO 2 Li2CO3, ZnO, Н3ВО3 Li 2 CO 3 , ZnO, H 3 BO 3 350°С-650°С350 ° C-650 ° C 50 ч50 h LiZnBO3 LiZnBO 3 LiBO2, ZnO, Н3ВО3 LiBO 2 , ZnO, H 3 BO 3 350°С-700°С350 ° C-700 ° C 260 ч260 h заявляемыйclaimed

Таблица 2table 2 Кристаллографические характеристики полученного соединения LiZnBO3 Crystallographic characteristics of the obtained compound LiZnBO 3 СоединениеCompound СингонияSyngonia а, Åa, Å b, Åb, Å с, Ås, Å β, град.β, deg. Лит.Lit. α-LiZnB03 LiZnB03α-LiZnB03 LiZnB03 монокл. монокл.monocle. monocle. 8.746(2) 8.742(6)8.746 (2) 8.742 (6) 5.091(1) 5.087(3)5.091 (1) 5.087 (3) 6.129(1) 6.119(3)6.129 (1) 6.119 (3) 118.75(3) 118.97(4)118.75 (3) 118.97 (4) 3 заявл.3 declared

Использование предлагаемого способа получения двойного бората лития и цинка обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества.Using the proposed method for producing double lithium and zinc borate provides the following advantages in comparison with existing methods.

В результате использования смеси исходных компонентов бората лития LiBO2 - 37,80 мас.%, оксида цинка ZnO - 61,79 мас.% и борной кислоты Н3ВО3 - 0,41 мас.% получен двойной борат лития и цинка LiZnBO3, который синтезируется при меньшей продолжительности отжига.As a result of using a mixture of the starting components of lithium borate LiBO 2 - 37.80 wt.%, Zinc oxide ZnO - 61.79 wt.% And boric acid H 3 BO 3 - 0.41 wt.%, Double lithium borate and zinc LiZnBO 3 , which is synthesized with a shorter duration of annealing.

Использование заявляемого изобретения позволяет получать двойной борат LiZnBO3, который может быть использован в качестве катализатора или твердого электролита.Using the claimed invention allows to obtain a double borate LiZnBO 3 , which can be used as a catalyst or solid electrolyte.

Claims (1)

Способ получения двойного бората лития и цинка LiZnBO3 путем термической обработки, отличающийся тем, что в качестве исходных компонентов используют смесь из предварительно полученного LiBO2 (37,80 мас.%), ZnO (61,79 мас.%), Н3ВО3 (0,41 мас.%) при ступенчатом подъеме температуры от 350°С до 700°С течение 260 часов. A method of obtaining a double borate of lithium and zinc LiZnBO 3 by heat treatment, characterized in that as the starting components use a mixture of pre-obtained LiBO 2 (37.80 wt.%), ZnO (61.79 wt.%), N 3 IN 3 (0.41 wt.%) With a stepwise rise in temperature from 350 ° C to 700 ° C for 260 hours.
RU2013159004/05A 2013-12-30 2013-12-30 Method of producing lithium and zinc borate RU2550206C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013159004/05A RU2550206C1 (en) 2013-12-30 2013-12-30 Method of producing lithium and zinc borate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013159004/05A RU2550206C1 (en) 2013-12-30 2013-12-30 Method of producing lithium and zinc borate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2550206C1 true RU2550206C1 (en) 2015-05-10

Family

ID=53293880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013159004/05A RU2550206C1 (en) 2013-12-30 2013-12-30 Method of producing lithium and zinc borate

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2550206C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220037694A1 (en) * 2020-07-31 2022-02-03 Schott Ag Sintering aid mixture, solid-state ion conductor, and method for producing solid-state ion conductors

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHEN X. et al, Syntheses and characterization of two alkali-metal zinc borates, α-LiZnBO 3 and Li 0,48 Na 0,52 ZnBO 3 , "Solid State Sciences", 2009, vol.11, no.12, p.p.2086-2092. TSUYUMOTO I. et al, Synthesis, characterization and charge-discharge properties of layer-structure lithium zinc borate, LiZnBO 3 , "Materials Science and Applications", 2013, vol.13, p.p.246-249. BELKEBIR,A. et al, Synthesis, structural and vibrational analysis of LiMBO 3 orthoborates (M=Mg, Co, Zn), "New Journal of Chemistry", 1996, 20(3), p.p.311-316 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220037694A1 (en) * 2020-07-31 2022-02-03 Schott Ag Sintering aid mixture, solid-state ion conductor, and method for producing solid-state ion conductors
CN114057496A (en) * 2020-07-31 2022-02-18 肖特股份有限公司 Sintering aid mixture, solid ion conductor and manufacturing method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009542562A (en) Alkali metal titanates and methods for their synthesis
CN102275942A (en) Preparation method of bismuth silicate nanopowder
RU2015117524A (en) MONOHYDRATE POTASSIUM CRYSTAL OF FIMASARTAN, METHOD OF ITS PREPARATION AND CONTAINING ITS PHARMACOLOGICAL COMPOSITION
CN106012018A (en) Preparation method for bismuth vanadate mesoporous single crystal
RU2550206C1 (en) Method of producing lithium and zinc borate
Yamada et al. Facile morphological modification of Ba5Nb4O15 crystals using chloride flux and in situ growth investigation
CN102275944A (en) Preparation method of new scintillating bismuth silicate powder
CN101089242B (en) Doped neodymium lithium lanthanum barium tungstate laser crystal and its preparation method and usage
CN102766906B (en) Erbium ion activated 3 micron waveband gallate laser crystals and preparation method thereof
Suresh Kumar et al. Growth and characterization of pure and lithium doped strontium tartrate tetrahydrate crystals by solution-gel technique
Wang et al. Design, growth, and characterization of Y 2 Mo 4 O 15 crystals for Raman laser applications
CN102559180A (en) Photoluminescent crystal material bismuth-europium tungstate and preparation method for same
CN101212123A (en) Ytterbium doped yttrium lanthanum calcium oxoborate laser crystal, producing method, and purpose
Wang et al. Na3TbSi3O9⊙ 3H2O: A New Luminescent Microporous Terbium (III) Silicate Containing Helical Sechser Silicate Chains and 9-Ring Channels
CN101602512B (en) Zirconium phosphate crystal material and method for preparing same
Korah et al. Growth and structural characterization of gadolinium neodymium oxalate crystals grown in hydro-silica gel
CN1837419B (en) Ytterbium doped Y0.8LaCa4O(BO3)3 laser crystal, its preparation method and use
CN103173862A (en) Chromium-doped calcium magnesium silicate tunable laser crystal and preparation method thereof
CN107033890B (en) A kind of plant LED light fluorophor and its synthetic method
CN102485650A (en) Preparation method for nickel borate
US10026510B2 (en) Process for the synthesis of a mixed peroxide or hydroxo-peroxide of an actinyl and of at least one doubly, triply or quadruply charged metal cation, mixed peroxide or hydroxo-peroxide thus obtained and uses thereof
RU2457182C1 (en) Method of producing nanodispersed nickel titanate
Conrad et al. Single crystals of CaNa [ReO4] 3: serendipitous formation and systematic characterization
CN1318659C (en) Neodymium-doped strontium-lanthanum borate ( Sr3La(BO3)3 ) laser crystal and its preparation method
CN101063229A (en) Neodymium doped lithium barium niobate laser crystal and method for making same and use

Legal Events

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

Effective date: 20171231