RU2598728C1 - Method of producing nanostructured powder of zirconium tungstate - Google Patents

Method of producing nanostructured powder of zirconium tungstate Download PDF

Info

Publication number
RU2598728C1
RU2598728C1 RU2015126571/02A RU2015126571A RU2598728C1 RU 2598728 C1 RU2598728 C1 RU 2598728C1 RU 2015126571/02 A RU2015126571/02 A RU 2015126571/02A RU 2015126571 A RU2015126571 A RU 2015126571A RU 2598728 C1 RU2598728 C1 RU 2598728C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
precursor
powder
zirconium
zirconium tungstate
Prior art date
Application number
RU2015126571/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Николаевич Кульков
Светлана Петровна Буякова
Елена Сергеевна Дедова
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский 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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ)
Priority to RU2015126571/02A priority Critical patent/RU2598728C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2598728C1 publication Critical patent/RU2598728C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to production of nanostructured powder of zirconium tungstate ZrW2O8. Synthesis of ZrW2O7(OH,Cl)2·2H2O precursor is carried out from a mixture of solutions of zirconium oxychloride, sodium tungstate and hydrochloric acid in distilled water, taken in stoichiometric ratio Zr : W=1:2, method then comprises thermal decomposition of obtained precursor in air atmosphere at temperature of 700-900 K for 0.75-1.5 hours at a rate of heating to said temperature not exceeding 100 K/h. Method prevents agglomeration and reduces time for ageing powder. Obtained nano-powder of zirconium tungstate has average size of elongated particles in transverse direction of not more than 15 nm, in longitudinal direction of not more than 0.5 mcm.
EFFECT: disclosed is a method of producing nanostructured powder of zirconium tungstate ZrW2O8.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к способам получения наноструктурных керамических оксидных (композиционных) порошков, которые могут быть, в частности, использованы для изготовления износостойких керамических материалов (или изделий) с нулевым коэффициентом термического линейного расширения.The invention relates to methods for producing nanostructured ceramic oxide (composite) powders, which can be, in particular, used for the manufacture of wear-resistant ceramic materials (or products) with a coefficient of thermal linear expansion of zero.

Известна работа Е.С. Дедовой и др. Получение и свойства вольфрамата циркония с аномальными характеристиками. // Известия Томского политехнического университета. Химия. - 2014. - Т. 324 - №3, С. 22-25. В качестве исходных компонентов для получения прекурсора использовали: Na2WO4·2H2O (ч.д.а.), ZrOCl2-8H2O (х.ч.) и HCl (х.ч.). Гидротермальная реакция осуществлялась при температуре 160°С в течение 36 часов. Для получения монофазного порошка ZrW2O8 синтезированный прекурсор отжигали при температуре 570°С в течение 1 часа на воздухе.Known work of E.S. Dedova et al. Obtaining and properties of zirconium tungstate with anomalous characteristics. // Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Chemistry. - 2014. - T. 324 - No. 3, S. 22-25. As the starting components for the preparation of the precursor, we used: Na 2 WO 4 · 2H 2 O (analytical grade), ZrOCl 2 -8H 2 O (chemical grade) and HCl (chemical grade). The hydrothermal reaction was carried out at a temperature of 160 ° C for 36 hours. To obtain a monophasic ZrW 2 O 8 powder, the synthesized precursor was annealed at a temperature of 570 ° С for 1 hour in air.

Основными недостатками известного технического решения являются:The main disadvantages of the known technical solutions are:

- продолжительное время старения прекурсора (до 3 недель),- long aging of the precursor (up to 3 weeks),

- агломерация порошка.- powder agglomeration.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения наноструктурного порошка вольфрамата циркония гидротермальным методом, описанный в статье: Kozy, L.С. Particle size and morphology control of the negative thermal expansion material cubic zirconium tungstate / L.C. Kozy, M.N. Tahir // J. Mater. Chem. - 2009. - V. 19. - P. 2760-2765. Гидрат гидроксида вольфрамата цирконий был подготовлен гидротермически в кислых средах. В эксперименте растворы 0,240 г ZrOCl2·H2O (0,80 ммоль) и 0,330 г Na2WO4 2H2O (1,00 ммоль) и 1,6 мл воды выливают одновременно в емкость с тефлоновым вкладышем, и образуется белый гелеобразный осадок. Подготавливают смесь из 6,1 мл концентрированной HClO4/2,98 г NaCl (0,05 моль) и 0,9 мл воды добавляют к первой смеси и перемешивают в течение нескольких минут. Конечные концентрации исходных материалов были 0,08М ZrOCl2·H2O, 0,1 M Na2WO4 2H2O, 7М HClO4 и 5М NaCl. После емкость помещают в предварительно нагретую духовку при 130°С в течение 72 ч. После охлаждения, белый осадок центрифугируют и промывают несколько раз водой.The closest in technical essence is the method of producing nanostructured zirconium tungstate powder by the hydrothermal method described in the article: Kozy, L.С. Particle size and morphology control of the negative thermal expansion material cubic zirconium tungstate / LC Kozy, MN Tahir // J. Mater. Chem. - 2009. - V. 19. - P. 2760-2765. Zirconium tungstate hydroxide hydrate was prepared hydrothermally in acidic media. In the experiment, solutions of 0.240 g of ZrOCl 2 · H 2 O (0.80 mmol) and 0.330 g of Na 2 WO 4 2H 2 O (1.00 mmol) and 1.6 ml of water are poured simultaneously into a container with a Teflon insert, and a white gel-like precipitate. A mixture of 6.1 ml of concentrated HClO 4 / 2.98 g of NaCl (0.05 mol) was prepared and 0.9 ml of water was added to the first mixture and stirred for several minutes. The final concentrations of the starting materials were 0.08 M ZrOCl 2 · H 2 O, 0.1 M Na 2 WO 4 2H 2 O, 7 M HClO 4 and 5 M NaCl. After the container is placed in a preheated oven at 130 ° C for 72 hours. After cooling, the white precipitate is centrifuged and washed several times with water.

Основным недостатком известного способа является агломерация конечного порошка.The main disadvantage of this method is the agglomeration of the final powder.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения наноструктурного порошка вольфрамата циркония (ZrW2O8).The task of the invention is to develop a method for producing nanostructured powder of zirconium tungstate (ZrW 2 O 8 ).

Техническим результатом предлагаемого способа получения наноструктурного порошка вольфрамата циркония (ZrM2O8) является отсутствие агломерации и уменьшение время старения порошка.The technical result of the proposed method for producing nanostructured powder of zirconium tungstate (ZrM 2 O 8 ) is the absence of agglomeration and a decrease in the aging time of the powder.

Указанный технический результат достигается тем, что способ получения наноструктурного порошка вольфрамата циркония включает синтез прекурсора (ZrW2O7(OH,Cl)2·2H2O), затем его термическое разложение, при этом для синтеза прекурсора используют смесь растворов оксихлорида циркония, натрия вольфрамовокислого и соляной кислоты в дистиллированной воде, взятых при стехиометрической соотношении элементов Zr:W=1:2, а термическое разложение прекурсора (ZrW2O7(OH,Cl)2·2H2O) проводят в воздушной атмосфере при температуре 800-900 К в течение 0.75-1.5 часа, причем скорость нагрева до указанной температуры не должна превышать 100 К/час.The specified technical result is achieved by the fact that the method for producing a nanostructured zirconium tungstate powder involves the synthesis of a precursor (ZrW 2 O 7 (OH, Cl) 2 · 2H 2 O), then its thermal decomposition, and a mixture of solutions of zirconium and sodium is used to synthesize the precursor tungstate and hydrochloric acid in distilled water, taken at a stoichiometric ratio of elements Zr: W = 1: 2, and the thermal decomposition of the precursor (ZrW 2 O 7 (OH, Cl) 2 · 2H 2 O) is carried out in air at a temperature of 800-900 K within 0.75-1.5 hours, moreover the heating rate to the specified temperature should not exceed 100 K / h.

Синтез прекурсора проводят в автоклаве с воздушной атмосферой при давлении 2-3 атм, температуре 400-450 К в течение 10-12 часов, затем охлаждают до комнатной температуры и подвергают прекурсор многократной промывке при комнатной температуре на воздухе с последующей сушкой при температуре 375-400 К.The precursor is synthesized in an autoclave with an air atmosphere at a pressure of 2-3 atm, a temperature of 400-450 K for 10-12 hours, then cooled to room temperature and subjected to repeated washing of the precursor at room temperature in air, followed by drying at a temperature of 375-400 TO.

Полученный наноструктурный порошок вольфрамата циркония имеет средний размер вытянутых частиц: в поперечном направлении не более 15 нм, в продольном не более 0.5 мкмThe obtained nanostructured zirconium tungstate powder has an average elongated particle size: not more than 15 nm in the transverse direction, not more than 0.5 μm in the longitudinal direction

Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.

Известно, что синтез наноструктурного порошка вольфрамата циркония возможен несколькими способами. Наиболее предпочтительным является гидротермальный метод, позволяющий получать монофазный вольфрамат циркония при относительно низких температурах. Основными преимуществами по сравнению с другими методами «мягкой химии» являются отсутствие агломерации и уменьшение время старения порошка.It is known that the synthesis of nanostructured zirconium tungstate powder is possible in several ways. The most preferred is the hydrothermal method, allowing to obtain monophasic zirconium tungstate at relatively low temperatures. The main advantages compared to other methods of “soft chemistry” are the absence of agglomeration and the reduction of the aging time of the powder.

Параметры гидротермального синтеза определяют свойства конечных порошков.The hydrothermal synthesis parameters determine the properties of the final powders.

Основными стадиями предлагаемого гидротермального метода являются:The main stages of the proposed hydrothermal method are:

- синтез прекурсора;- precursor synthesis;

- термическое разложение прекурсора до соединения вольфрамата циркония.- thermal decomposition of the precursor to the compound of zirconium tungstate.

Кислотность раствора, тип кислоты и продолжительность термической обработки играют решающую роль на морфологию порошка.The acidity of the solution, the type of acid and the duration of the heat treatment play a decisive role in the morphology of the powder.

При синтезе вольфрамата циркония в условиях гидротермального синтеза в качестве исходной кислоты наиболее эффективно использовать соляную HCl кислоту, обеспечивающую наилучшую кристаллизацию порошка по сравнению с другими кислотами. Также тип кислоты обуславливает морфологию порошка. Например, морфология вольфрамата циркония, полученного с использованием HCl, представлена частицами вытянутой формы. Средний размер вытянутых частиц в поперечном направлении не превышал 15 нм, в продольном - 0.5 мкм.When synthesizing zirconium tungstate under hydrothermal synthesis, it is most effective to use hydrochloric acid as the starting acid, which provides the best crystallization of the powder compared to other acids. Also, the type of acid determines the morphology of the powder. For example, the morphology of zirconium tungstate obtained using HCl is represented by elongated particles. The average size of elongated particles in the transverse direction did not exceed 15 nm, in the longitudinal - 0.5 μm.

Размер частиц порошка напрямую зависит от кислотности раствора: чем выше кислотность, тем меньше размер частиц прекурсора. Высокая гомогенность порошка и однородность распределения определяются продолжительностью гидротермальной реакции. Благодаря некоторой растворимости прекурсора при низком pH раствора наблюдается рекристаллизация ZrW2O7(OH)2·2H2O, которая обуславливает однородность порошка.The particle size of the powder directly depends on the acidity of the solution: the higher the acidity, the smaller the particle size of the precursor. High powder homogeneity and distribution uniformity are determined by the duration of the hydrothermal reaction. Due to the solubility of the precursor at low pH of the solution, recrystallization of ZrW 2 O 7 (OH) 2 · 2H 2 O is observed, which determines the uniformity of the powder.

Гидротермальный метод позволяет понизить температуру кристаллизации вольфрамата циркония по сравнению с другими химическими методами. Монокристаллы ZrW2O8 кристаллизуются уже при 573 К.The hydrothermal method allows to lower the crystallization temperature of zirconium tungstate in comparison with other chemical methods. ZrW 2 O 8 single crystals crystallize already at 573 K.

К основным достоинствам получения вольфрамата циркония в условиях гидротермального синтеза следует отнести:The main advantages of obtaining zirconium tungstate under conditions of hydrothermal synthesis include:

- высокую гомогенность прекурсора;- high homogeneity of the precursor;

- пониженные температуры кристаллизации монокристаллов вольфрамата циркония.- low crystallization temperatures of zirconium tungstate single crystals.

Нанокристалический порошок вольфрамата циркония изготавливают по следующей рецептуре:Nanocrystalline zirconium tungstate powder is made according to the following formulation:

- оксихлорид циркония,- zirconium oxychloride,

- натрий вольфрамовокислый 2 водный,- sodium tungstate 2 water,

- соляная кислота.- hydrochloric acid.

Предложена следующая последовательность технологических операций. Сначала получают прекурсор (ZrW2O7(OH,Cl)2·2H2O) в условиях гидротермального метода.The following sequence of technological operations is proposed. First, a precursor (ZrW 2 O 7 (OH, Cl) 2 · 2H 2 O) is prepared under the conditions of the hydrothermal method.

Синтез прекурсора (ZrW2O7(OH,Cl)2·2H2O) проводят из стехиометрической смеси Zr:W=1:2. В качестве исходных компонентов используют растворы оксихлорида циркония и натрия вольфрамовокислого и соляной кислоты в дистиллированной воде. Водный раствор Na2WO4·2H2O в количестве 25 мл (0.5 М) смешивают с 25 мл ZrOCl2·8H2O (0.25 M), затем постепенно добавляют по 25 мл раствора соляной кислоты различной концентрации (0.4 М, 0.7 М, 1.4 М, 2.5 М).The synthesis of the precursor (ZrW 2 O 7 (OH, Cl) 2 · 2H 2 O) is carried out from a stoichiometric mixture of Zr: W = 1: 2. As the starting components, solutions of zirconium oxychloride and sodium tungstate and hydrochloric acid in distilled water are used. An aqueous solution of Na 2 WO 4 · 2H 2 O in an amount of 25 ml (0.5 M) is mixed with 25 ml of ZrOCl 2 · 8H 2 O (0.25 M), then 25 ml of a solution of hydrochloric acid of various concentrations (0.4 M, 0.7 M) are gradually added. , 1.4 M, 2.5 M).

Свежеприготовленный раствор тщательно перемешивают при комнатной температуре при нормальном атмосферном давлении.The freshly prepared solution is thoroughly mixed at room temperature under normal atmospheric pressure.

Полученную суспензию помещают в стальной автоклав с тефлоновым вкладышем и ставят в печь для осуществления гидротермальной реакции. Нагревание производят в воздушной атмосфере при температуре 400-450 К в печи с нагревателями из хромита лантана. Продолжительность гидротермальной реакции составляет 10-12 часов.The resulting suspension is placed in a steel autoclave with a Teflon liner and placed in a furnace for hydrothermal reaction. Heating is carried out in an air atmosphere at a temperature of 400-450 K in a furnace with lanthanum chromite heaters. The duration of the hydrothermal reaction is 10-12 hours.

После выключения печи стальной автоклав охлаждают до комнатной температуры. Полученный прекурсор подвергают фильтрации с помощью фильтрованной бумаги различной плотности, затем многократному промыванию дистиллированной водой и сушке при комнатной температуре на воздухе при температуре 375-400 К.After turning off the furnace, the steel autoclave is cooled to room temperature. The resulting precursor is subjected to filtration using filtered paper of various densities, then repeatedly washing with distilled water and drying at room temperature in air at a temperature of 375-400 K.

Затем синтезируют из полученного прекурсора нанокристаллический порошок вольфрамата циркония (ZrW2O8) путем термического разложения прекурсора (ZrW2O7(OH,Cl)2·2H2O). Термическое разложение прекурсора производят в воздушной атмосфере при температуре 800-900 К в печи с нагревателями из хромита лантана. Длительность изотермической выдержки 0.75-1.5 часа, скорость нагрева до температуры термического разложения не превышает 100 К/час.Then, a nanocrystalline zirconium tungstate powder (ZrW 2 O 8 ) is synthesized from the obtained precursor by thermal decomposition of the precursor (ZrW 2 O 7 (OH, Cl) 2 · 2H 2 O). Thermal decomposition of the precursor is carried out in an air atmosphere at a temperature of 800-900 K in a furnace with lanthanum chromite heaters. The duration of isothermal exposure is 0.75-1.5 hours, the heating rate to the temperature of thermal decomposition does not exceed 100 K / hour.

На фиг. 1 и 2 представлены изображения порошков вольфрамата циркония, полученных при различных температурах термического разложения, соответственно 700 К и 900 К.In FIG. Figures 1 and 2 show images of zirconium tungstate powders obtained at different thermal decomposition temperatures, respectively 700 K and 900 K.

Примеры конкретного выполненияCase Studies

Пример 1Example 1

В качестве исходных компонентов используют растворы оксихлорида циркония и натрия вольфрамовокислого и соляной кислоты в дистиллированной воде. Водный раствор Na2WO4·2H2O в количестве 25 мл (0.5 М) смешивают с 25 мл ZrOCl2·8H2O, затем постепенно добавляют по 25 мл раствора соляной кислоты различной концентрации (0.4 М, 0.7 М, 1.4 М, 2.5 М).As the starting components, solutions of zirconium oxychloride and sodium tungstate and hydrochloric acid in distilled water are used. An aqueous solution of Na 2 WO 4 · 2H 2 O in an amount of 25 ml (0.5 M) is mixed with 25 ml of ZrOCl 2 · 8H 2 O, then 25 ml of a solution of hydrochloric acid of various concentrations (0.4 M, 0.7 M, 1.4 M, 2.5 M).

Свежеприготовленный раствор в объеме 150 мл тщательно перемешивают при комнатной температуре при нормальном атмосферном давлении, при этом соблюдено стехиометрическое соотношение элементов Zr:W=1:2.A freshly prepared solution in a volume of 150 ml is thoroughly mixed at room temperature under normal atmospheric pressure, while the stoichiometric ratio of elements Zr: W = 1: 2 is observed.

Полученную суспензию помещают в стальной автоклав с тефлоновым вкладышем и ставят в печь для осуществления гидротермальной реакции. Нагревание производят в воздушной атмосфере при давлении 2 атм, температуре 400 К в печи с нагревателями из хромита лантана. Продолжительность гидротермальной реакции составляет 12 часов. После выключения печи стальной автоклав охлаждают до комнатной температуры. Полученный прекурсор подвергают фильтрации с помощью фильтрованной бумаги различной плотности, затем многократному промыванию дистиллированной водой и сушке при комнатной температуре на воздухе при температуре 375 К.The resulting suspension is placed in a steel autoclave with a Teflon liner and placed in a furnace for hydrothermal reaction. Heating is carried out in an air atmosphere at a pressure of 2 atm, a temperature of 400 K in a furnace with lanthanum chromite heaters. The duration of the hydrothermal reaction is 12 hours. After turning off the furnace, the steel autoclave is cooled to room temperature. The resulting precursor is subjected to filtration using filtered paper of various densities, then repeatedly washing with distilled water and drying at room temperature in air at a temperature of 375 K.

Затем синтезируют из полученного прекурсора нанокристаллический порошок вольфрамата циркония (ZrW2O8) путем термического разложения прекурсора ZrW2O7(OH, Cl)2·2Н2О в воздушной атмосфере при температуре 900 К в печах с нагревателями из хромита лантана. Длительность изотермической выдержки 0.75 час, скорость нагрева до температуры термического разложения 100 К/час.Then, the nanocrystalline zirconium tungstate powder (ZrW 2 O 8 ) is synthesized from the obtained precursor by thermal decomposition of the ZrW 2 O 7 (OH, Cl) 2 · 2Н 2 О precursor in an air atmosphere at a temperature of 900 K in furnaces with lanthanum chromite heaters. The duration of isothermal exposure 0.75 hours, the heating rate to a temperature of thermal decomposition of 100 K / hour.

Пример 2Example 2

В качестве исходных компонентов используют растворы оксихлорида циркония и натрия вольфрамовокислого и соляной кислоты в дистиллированной воде. Водный раствор Na2WO4·2H2O в количестве 25 мл (0.5 М) смешивают с 25 мл ZrOCl2·8H2O (0.25 M), затем постепенно добавляют по 25 мл раствора соляной кислоты различной концентрации (0.4 М, 0.7 М, 1.4 М, 2.5 М).As the starting components, solutions of zirconium oxychloride and sodium tungstate and hydrochloric acid in distilled water are used. An aqueous solution of Na 2 WO 4 · 2H 2 O in an amount of 25 ml (0.5 M) is mixed with 25 ml of ZrOCl 2 · 8H 2 O (0.25 M), then 25 ml of a solution of hydrochloric acid of various concentrations (0.4 M, 0.7 M) are gradually added. , 1.4 M, 2.5 M).

Свежеприготовленный раствор в объеме 150 мл тщательно перемешивают при комнатной температуре при нормальном атмосферном давлении.A freshly prepared solution in a volume of 150 ml is thoroughly mixed at room temperature under normal atmospheric pressure.

Полученную суспензию помещают в стальной автоклав с тефлоновым вкладышем и ставят в печь для осуществления гидротермальной реакции. Нагревание производят в воздушной атмосфере при давлении 3 атм и температуре 450 К в печи с нагревателями из хромита лантана. Продолжительность гидротермальной реакции составляет 10 часов.The resulting suspension is placed in a steel autoclave with a Teflon liner and placed in a furnace for hydrothermal reaction. Heating is carried out in an air atmosphere at a pressure of 3 atm and a temperature of 450 K in a furnace with lanthanum chromite heaters. The duration of the hydrothermal reaction is 10 hours.

После выключения печи стальной автоклав охлаждают до комнатной температуры. Полученный прекурсор подвергают фильтрации, затем многократному промыванию дистиллированной водой и сушке при комнатной температуре на воздухе при температуре 385 К.After turning off the furnace, the steel autoclave is cooled to room temperature. The resulting precursor is filtered, then washed repeatedly with distilled water and dried at room temperature in air at a temperature of 385 K.

Затем синтезируют из полученного прекурсора нанокристаллический порошок вольфрамата циркония (ZrW2O8) путем термического разложения прекурсора ZrW2O7(OH, Cl)2·2H2O в воздушной атмосфере при температуре 700 К в печах с нагревателями из хромита лантана. Длительность изотермической выдержки 1.5 часа, скорость нагрева до температуры термического разложения 90 К/час.Then, the nanocrystalline zirconium tungstate powder (ZrW 2 O 8 ) is synthesized from the obtained precursor by thermal decomposition of the ZrW 2 O 7 (OH, Cl) 2 · 2H 2 O precursor in air at a temperature of 700 K in furnaces with lanthanum chromite heaters. The duration of isothermal exposure is 1.5 hours, the heating rate to the temperature of thermal decomposition is 90 K / hour.

Пример 3Example 3

В качестве исходных компонентов используют растворы оксихлорида циркония и натрия вольфрамовокислого и соляной кислоты в дистиллированной воде. Водный раствор Na2WO4·2H2O в количестве 25 мл (0.5 М) смешивают с 25 мл ZrOCl2·8H2O (0.25 M), затем постепенно добавляют по 25 мл раствора соляной кислоты различной концентрации (0.4 М, 0.7 М, 1.4 М, 2.5 М).As the starting components, solutions of zirconium oxychloride and sodium tungstate and hydrochloric acid in distilled water are used. An aqueous solution of Na 2 WO 4 · 2H 2 O in an amount of 25 ml (0.5 M) is mixed with 25 ml of ZrOCl 2 · 8H 2 O (0.25 M), then 25 ml of a solution of hydrochloric acid of various concentrations (0.4 M, 0.7 M) are gradually added. , 1.4 M, 2.5 M).

Свежеприготовленный раствор в объеме 150 мл тщательно перемешивают при комнатной температуре при нормальном атмосферном давлении.A freshly prepared solution in a volume of 150 ml is thoroughly mixed at room temperature under normal atmospheric pressure.

Полученную суспензию помещают в стальной автоклав с тефлоновым вкладышем и ставят в печь для осуществления гидротермальной реакции. Нагревание производят в воздушной атмосфере при давлении 2 атм и температуре 430 К в печи с нагревателями из хромита лантана. Продолжительность гидротермальной реакции составляет 11 часов.The resulting suspension is placed in a steel autoclave with a Teflon liner and placed in a furnace for hydrothermal reaction. Heating is carried out in an air atmosphere at a pressure of 2 atm and a temperature of 430 K in a furnace with lanthanum chromite heaters. The duration of the hydrothermal reaction is 11 hours.

После выключения печи стальной автоклав охлаждают до комнатной температуры. Полученный прекурсор подвергают фильтрации, затем многократному промыванию дистиллированной водой и сушке при комнатной температуре на воздухе при температуре 400 К.After turning off the furnace, the steel autoclave is cooled to room temperature. The resulting precursor is subjected to filtration, then repeatedly washing with distilled water and drying at room temperature in air at a temperature of 400 K.

Затем синтезируют из полученного прекурсора нанокристаллический порошок вольфрамата циркония (ZrW2O8) путем термического разложения прекурсора ZrW2O7(OH, Cl)2·2Н2О в воздушной атмосфере при температуре 800 К в печах с нагревателями из хромита лантана. Длительность изотермической выдержки 1.0 час, скорость нагрева до температуры термического разложения 95 К/час.Then, the nanocrystalline zirconium tungstate powder (ZrW 2 O 8 ) is synthesized from the obtained precursor by thermal decomposition of the ZrW 2 O 7 (OH, Cl) 2 · 2Н 2 О precursor in an air atmosphere at a temperature of 800 K in furnaces with lanthanum chromite heaters. The duration of isothermal exposure 1.0 hour, the heating rate to a temperature of thermal decomposition of 95 K / hour.

Полученный наноструктурный порошок вольфрамата циркония имеет средний размер вытянутых частиц в поперечном направлении не превышал 15 нм, в продольном - 0.5 мкм.The obtained nanostructured zirconium tungstate powder has an average elongated particle size in the transverse direction not exceeding 15 nm, in the longitudinal - 0.5 μm.

Claims (3)

1. Способ получения наноструктурного порошка вольфрамата циркония, включающий синтез прекурсора ZrW2O7(OH,Cl)2·2H2O и его термическое разложение с получением порошка вольфрамата циркония, отличающийся тем, что синтез прекурсора ведут из смеси растворов оксихлорида циркония, натрия вольфрамовокислого и соляной кислоты в дистиллированной воде, взятых при стехиометрическом соотношении элементов Zr : W=1:2, а термическое разложение полученного прекурсора проводят в воздушной атмосфере при температуре 700-900 К в течение 0,75-1,5 часа при скорости нагрева до указанной температуры не выше 100 К/час.1. A method of producing a nanostructured zirconium tungstate powder, including the synthesis of the ZrW 2 O 7 (OH, Cl) 2 · 2H 2 O precursor and its thermal decomposition to obtain zirconium tungstate powder, characterized in that the precursor is synthesized from a mixture of solutions of zirconium oxychloride, sodium tungstate and hydrochloric acid in distilled water, taken at a stoichiometric ratio of elements Zr: W = 1: 2, and the thermal decomposition of the resulting precursor is carried out in air at a temperature of 700-900 K for 0.75-1.5 hours at a heating rate va to 100 K / hour this temperature not higher. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что синтез прекурсора проводят в автоклаве с воздушной атмосферой при давлении 2-3 атм, температуре 400-450 К в течение 10-12 часов, с последующим охлаждением до комнатной температуры, многократной промывкой при комнатной температуре на воздухе и последующей сушкой при температуре 375-400 К.2. The method according to p. 1, characterized in that the precursor synthesis is carried out in an autoclave with an air atmosphere at a pressure of 2-3 atm, a temperature of 400-450 K for 10-12 hours, followed by cooling to room temperature, repeated washing at room temperature temperature in air and subsequent drying at a temperature of 375-400 K. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полученный порошок вольфрамата циркония имеет средний размер вытянутых частиц в поперечном направлении не более 15 нм, а в продольном не более 0,5 мкм. 3. The method according to p. 1, characterized in that the obtained zirconium tungstate powder has an average size of elongated particles in the transverse direction of not more than 15 nm, and in the longitudinal direction of not more than 0.5 microns.
RU2015126571/02A 2015-07-02 2015-07-02 Method of producing nanostructured powder of zirconium tungstate RU2598728C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015126571/02A RU2598728C1 (en) 2015-07-02 2015-07-02 Method of producing nanostructured powder of zirconium tungstate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015126571/02A RU2598728C1 (en) 2015-07-02 2015-07-02 Method of producing nanostructured powder of zirconium tungstate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2598728C1 true RU2598728C1 (en) 2016-09-27

Family

ID=57018553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015126571/02A RU2598728C1 (en) 2015-07-02 2015-07-02 Method of producing nanostructured powder of zirconium tungstate

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2598728C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2639244C1 (en) * 2016-11-25 2017-12-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) Method of producing zirconium tungstate powder
CN112960697A (en) * 2021-02-23 2021-06-15 北京华电光大环境股份有限公司 Efficient waste SCR denitration catalyst recovery method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050101133A1 (en) * 2003-11-10 2005-05-12 Tzeng Der L. Method for making negative thermal expansion material zirconium tungstate
JP2006044953A (en) * 2004-07-30 2006-02-16 Science Univ Of Tokyo Method of producing zirconium tungstate

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050101133A1 (en) * 2003-11-10 2005-05-12 Tzeng Der L. Method for making negative thermal expansion material zirconium tungstate
JP2006044953A (en) * 2004-07-30 2006-02-16 Science Univ Of Tokyo Method of producing zirconium tungstate

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LEAH C. KOZY и др. Particle size and morphology control of the negative thermal expansion material cubic zirconium tungstate, Journal of materials chemistry, 2009, 19, с. 2760-2765. *
ДЕДОВА Е.С. и др. Получение и свойства вольфрамата циркония с аномальными тепловыми характеристиками, Известия Томского политехнического университета, 2014, т.324, N3, с.22-26. *
ДЕДОВА Е.С. и др. Получение и свойства вольфрамата циркония с аномальными тепловыми характеристиками, Известия Томского политехнического университета, 2014, т.324, N3, с.22-26. LEAH C. KOZY и др. Particle size and morphology control of the negative thermal expansion material cubic zirconium tungstate, Journal of materials chemistry, 2009, 19, с. 2760-2765. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2639244C1 (en) * 2016-11-25 2017-12-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) Method of producing zirconium tungstate powder
CN112960697A (en) * 2021-02-23 2021-06-15 北京华电光大环境股份有限公司 Efficient waste SCR denitration catalyst recovery method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Geethalakshmi et al. Dielectric studies on nano zirconium dioxide synthesized through co-precipitation process
Haijun et al. The effect of the concentration of citric acid and pH values on the preparation of MgAl2O4 ultrafine powder by citrate sol–gel process
JP4399592B2 (en) Zirconium oxide crystal particles and production method thereof
Choi et al. Growth mechanism of cubic MgO granule via common ion effect
Raj et al. Synthesis from zinc oxalate, growth mechanism and optical properties of ZnO nano/micro structures
CN106542560B (en) A kind of preparation method of rare earth oxysulfate
JPH0524844A (en) Production of hydrated zirconia sol and zirconia powder
Karampour et al. Facile solution-based synthesis of impurity-free hydroxyapatite nanocrystals at ambient conditions
Liu et al. Crystallization and oriented attachment of monohydrocalcite and its crystalline phase transformation
RU2598728C1 (en) Method of producing nanostructured powder of zirconium tungstate
Bogdanoviciene et al. pH impact on the sol-gel preparation of calcium hydroxyapatite, Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2, using a novel complexing agent, DCTA
Susanti et al. Comparison of the morphology and structure of WO 3 nanomaterials synthesized by a sol-gel method followed by calcination or hydrothermal treatment
Klein et al. Synthesis of rutile titania powders: Agglomeration, dissolution, and reprecipitation phenomena
JP6016431B2 (en) Method for producing sodium niobate fine particles
CN104071844A (en) Burning method for preparing Sr2YTaO6 powder
RU2395450C1 (en) Method of preparing calcium pyrophosphate powder capable of agglomeration
RU2639244C1 (en) Method of producing zirconium tungstate powder
Glushkova et al. Specific features in the behavior of amorphous zirconium hydroxide: I. Sol–gel processes in the synthesis of zirconia
RU2467983C1 (en) Method of producing nanocrystalline powder and ceramic materials based on mixed oxides of rare-earth elements and subgroup ivb metals
KR101747901B1 (en) Preparation method of yttria-stabilized zirconia
Huang et al. Synthesis of yttrium oxide nanocrystal via solvothermal process
Baranov et al. ZnO/MgO nanocomposites generated from alcoholic solutions
RU2281913C2 (en) Titanium dioxide production process
Robertz et al. Preparation of BaZrO3 powders by a spray-drying process
KR101546603B1 (en) Manufacturing method of the zirconium dioxide powders