RU2814778C1 - Niobium-substituted sodium-zirconium molybdate and method for production thereof - Google Patents
Niobium-substituted sodium-zirconium molybdate and method for production thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2814778C1 RU2814778C1 RU2023118751A RU2023118751A RU2814778C1 RU 2814778 C1 RU2814778 C1 RU 2814778C1 RU 2023118751 A RU2023118751 A RU 2023118751A RU 2023118751 A RU2023118751 A RU 2023118751A RU 2814778 C1 RU2814778 C1 RU 2814778C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- solution
- zirconium
- niobium
- hours
- Prior art date
Links
- -1 Niobium-substituted sodium-zirconium molybdate Chemical class 0.000 title claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 38
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 33
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 22
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 7
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims 1
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Chemical compound O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- LKDRXBCSQODPBY-VRPWFDPXSA-N D-fructopyranose Chemical compound OCC1(O)OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O LKDRXBCSQODPBY-VRPWFDPXSA-N 0.000 abstract 2
- 229910019626 (NH4)6Mo7O24 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract 1
- 150000004686 pentahydrates Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 11
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- QFFVPLLCYGOFPU-UHFFFAOYSA-N barium chromate Chemical compound [Ba+2].[O-][Cr]([O-])(=O)=O QFFVPLLCYGOFPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 239000011684 sodium molybdate Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 2
- MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N molybdate Chemical compound [O-][Mo]([O-])(=O)=O MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QHMGFQBUOCYLDT-RNFRBKRXSA-N n-(diaminomethylidene)-2-[(2r,5r)-2,5-dimethyl-2,5-dihydropyrrol-1-yl]acetamide Chemical compound C[C@@H]1C=C[C@@H](C)N1CC(=O)N=C(N)N QHMGFQBUOCYLDT-RNFRBKRXSA-N 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010020751 Hypersensitivity Diseases 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- NYAWADGYOWCCLK-UHFFFAOYSA-N [Na].[Zr] Chemical compound [Na].[Zr] NYAWADGYOWCCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 125000003172 aldehyde group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FSAJRXGMUISOIW-UHFFFAOYSA-N bismuth sodium Chemical compound [Na].[Bi] FSAJRXGMUISOIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- GFUGMBIZUXZOAF-UHFFFAOYSA-N niobium zirconium Chemical compound [Zr].[Nb] GFUGMBIZUXZOAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015393 sodium molybdate Nutrition 0.000 description 1
- TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N sodium molybdate (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O TVXXNOYZHKPKGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001149 thermolysis Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области химической технологии, в частности к получению нового неорганического соединения - ниобий-замещенного молибдата циркония-натрия со структурой шеелита, который может быть использован в качестве кристаллических матриц оптических или квантовых генераторов (J. Zhang, Z. Chen, C. Wang, A. Li, H. Yin, Z. Li. Optical Characterization of Novel Crystal Na 5 Bi(WO 4 ) 2 (MoO 4 ) 2 :Yb 3+ // Advanced Materials Research. - 2013. - Vol. 787. - P. 281-285), (Софич Д.О., Доржнева С.Г., Чимитов О.Д., Базаров Б.В., Тушинов Ю.Л., Базарова Ж.Г., Шендрик Р.Ю. “Гиперчувствительный переход 5D0 - 7F2 трехвалентного европия в двойных молибдатах”, Известия РАН, серия физическая, 2019, т. 83 №3), (патент RU 2314998, МПК C01D 15/00, 2008 год).The invention relates to the field of chemical technology, in particular to the production of a new inorganic compound - niobium-substituted zirconium-sodium molybdate with a scheelite structure, which can be used as crystal matrices of optical or quantum generators ( J. Zhang, Z. Chen, C. Wang , A. Li, H. Yin, Z. Li. Optical Characterization of Novel Crystal Na 5 Bi(WO 4 ) 2 (MoO 4 ) 2 :Yb 3+ // Advanced Materials Research. - 2013. - Vol. 787. - P. 281-285) , (Sofich D.O., Dorzhneva S.G., Chimitov O.D., Bazarov B.V., Tushinov Yu.L., Bazarova Zh.G., Shendrik R.Yu. “ Hypersensitive transition 5D0 - 7F2 of trivalent europium in double molybdates”, Izvestia RAS, physical series, 2019, v. 83 No. 3), (patent RU 2314998, IPC C01D 15/00, 2008).
Известен сложный оксид общей формулы (Sm1−xCax)(Nb1−xMox)O4 (x = 0,15-0,7) и способ его получения, представляющий собой многостадийную твердофазную реакцию по традиционной керамической технологии. Сырьем служили порошки Sm2O3 высокой чистоты (99,9%), Nb2O5 (99,99%), CaCO3 (99%) и MoO3 (99,95%). Все материалы были взвешены в соответствии со стехиометрическим составом. Порошки измельчали в шаровой мельнице с этанолом в течение 4 часов для достижения однородного состояния. Порошок высушивали и прокаливали при 1100°С в течение 4 ч. Прокаленные порошки снова измельчали в шаровой мельнице в этаноле в течение 5 ч. для повышения реакционной активности и однородности образца. Наконец, высушенные порошки гранулировали с клеем на основе поливинилового спирта 5 мас. %. и прессовали в цилиндрическую форму для получения нескольких образцов (10 мм в диаметре и 4-5 мм в высоту). Образцы спекали на воздухе в интервале температур от 1460 - 1540°С в течение 3 ч. (Fangfang Wu, Di Zhou,* Chao Du, Di-Ming Xu, Rui-Tao Li, Zhong-Qi Shi, Moustafa A. Darwish, Tao Zhou, and Heli Jantunen “Design and Fabrication of a Satellite Communication Dielectric Resonator Antenna with Novel Low Loss and Temperature Stabilized (Sm1-xCax)(Nb1-xMox)O4 (x = 0,15-0,7) Microwave Ceramics Cite This: Chem. Mater. 2023, 35, 104-115).There is a known complex oxide of the general formula (Sm 1−x Ca x )(Nb 1−x Mo x )O 4 (x = 0.15-0.7) and a method for its preparation, which is a multi-stage solid-phase reaction using traditional ceramic technology. The raw materials were powders of high purity Sm 2 O 3 (99.9%), Nb 2 O 5 (99.99%), CaCO 3 (99%) and MoO 3 (99.95%). All materials were weighed according to stoichiometric composition. The powders were ground in a ball mill with ethanol for 4 hours to achieve a homogeneous state. The powder was dried and calcined at 1100°C for 4 hours. The calcined powders were again ground in a ball mill in ethanol for 5 hours to increase the reactivity and homogeneity of the sample. Finally, the dried powders were granulated with polyvinyl alcohol based adhesive 5 wt. %. and pressed into a cylindrical shape to obtain several samples (10 mm in diameter and 4-5 mm in height). The samples were sintered in air in the temperature range from 1460 - 1540°C for 3 hours (Fangfang Wu, Di Zhou, * Chao Du, Di-Ming Xu, Rui-Tao Li, Zhong-Qi Shi, Moustafa A. Darwish, Tao Zhou, and Heli Jantunen “Design and Fabrication of a Satellite Communication Dielectric Resonator Antenna with Novel Low Loss and Temperature Stabilized (Sm 1-x Ca x )(Nb 1-x Mo x )O 4 (x = 0.15-0, 7) Microwave Ceramics Cite This: Chem. Mater. 2023, 35, 104-115).
Недостатком известного способа является длительность и многостадийность процесса с использованием высоких температур.The disadvantage of this known method is the duration and multi-stage process using high temperatures.
Известен двойной молибдат натрия-висмута состава Na5Bi(MoO4)4 в качестве матрицы для лазерного материала. Способ получения Na5Bi(MoO4)4 включает растворение в дистиллированной воде кристаллического порошка молибдата натрия Na2MoO4 и кристаллического порошка гексамолибдата аммония (NH4)6Mo7O24⋅4H2O с последующим упариванием до сухого остатка, растворение оксида висмута Bi2O3 в азотной кислоте HNO3 при температуре 35-40°С и перемешивании с последующим упариванием до сухого остатка, объединение остатков и добавление муравьиной кислоты НСООН концентрации 99,7% при температуре 30-35°С с последующей выдержкой до полного упаривания, затем полученный сухой осадок подвергают отжигу в три стадии: I стадия - при температуре 350-360°С в течение 7-8 ч; II стадия - при температуре 430-440°C в течение 5-6 ч; III стадия - при температуре 455-460°С в течение 3-4 ч с перешихтовкой и прессованием в таблетки под давлением 50 бар после второй стадии (патент RU 2775986; МПК C01G 39/00, C01G 29/00, C01D 13/00, H01S 3/16, C09K 11/55, C09K 11/68, C09K 11.74, B82Y 30/00, B82Y 40/00; 2022 год).Double sodium-bismuth molybdate of the composition Na 5 Bi(MoO 4 ) 4 is known as a matrix for laser material. The method for producing Na 5 Bi(MoO 4 ) 4 involves dissolving crystalline powder of sodium molybdate Na 2 MoO 4 and crystalline powder of ammonium hexamolybdate (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 ⋅ 4H 2 O in distilled water, followed by evaporation to a dry residue, dissolving the oxide bismuth Bi 2 O 3 in nitric acid HNO 3 at a temperature of 35-40 ° C and stirring, followed by evaporation to a dry residue, combining the residues and adding formic acid HCOOH concentration 99.7% at a temperature of 30-35 ° C, followed by holding until complete evaporation, then the resulting dry precipitate is annealed in three stages: Stage I - at a temperature of 350-360°C for 7-8 hours; Stage II - at a temperature of 430-440°C for 5-6 hours; Stage III - at a temperature of 455-460°C for 3-4 hours with remixing and pressing into tablets under a pressure of 50 bar after the second stage (patent RU 2775986; IPC C01G 39/00, C01G 29/00, C01D 13/00, H01S 3/16, C09K 11/55, C09K 11/68, C09K 11.74, B82Y 30/00, B82Y 40/00; 2022).
Однако недостатком известного материала является невысокие значения кислородной проводимости, что ограничивает его практическое использование в качестве оптической матрицы. Кроме того, способ получения материала характеризуется длительностью и многостадийностью процесса термообработки.However, the disadvantage of the known material is its low oxygen conductivity, which limits its practical use as an optical matrix. In addition, the method of obtaining the material is characterized by a long and multi-stage heat treatment process.
Таким образом, перед авторами стояла задача получить новое химическое соединение на основе двойного молибдата с целью расширения ассортимента материалов, используемых в качестве кристаллических матриц оптических или квантовых генераторов, а также разработать способ его получения.Thus, the authors were faced with the task of obtaining a new chemical compound based on double molybdate in order to expand the range of materials used as crystal matrices of optical or quantum generators, and also to develop a method for its preparation.
Поставленная задача решена путем получения нового химического соединения - ниобий-замещенного молибдата натрия-циркония состава Na4-xZr(Mo1-xNbxO4-х)4, где x=0,0125; 0,025; 0,05; в качестве кристаллической матрицы оптических или квантовых генераторов.The problem was solved by obtaining a new chemical compound - niobium-substituted sodium-zirconium molybdate with the composition Na 4-x Zr(Mo 1-x Nb x O 4-x ) 4 , where x=0.0125; 0.025; 0.05; as a crystal matrix of optical or quantum generators.
Поставленная задача также решена в способе получения ниобий-замещенного молибдата натрия-циркония состава Na4-xZr(Mo1-xNbxO4-х)4, где x=0,0125; 0.025; 0,05; по п. 1, включающем получение смеси растворов пентагидрата гидроксокарбоната циркония Zr(OH)2CO3⋅5H2O, предварительно растворенного в концентрированной азотной кислоте HNO3 при температуре 50-60°С, оксида ниобия Nb2O5, предварительно растворенного в аммиаке NH4OH из расчета 1 мл NH4OH на 6,0÷7,0 мг Nb2O5 при температуре 60-70°С с добавлением 7,6÷7,9 мл 10%-ной щелочи NaOH из расчета на Na+ в соответствии со стехиометрией Na4-xZr(Mo1-xNbxO4-х)4, где x=0,0125; 0,025; 0,05, с последующим добавлением глюкозы С6Н12О6 в соотношении, мол. : Nb2O5 : С6Н12О6 = 1:7, и 4-водного гексамолибдата аммиака (NH4)6[Mo7O24]4H2O, предварительно растворенного при температуре 50-60°С в дистиллированной воде, взятых в соотношении, мол.: Zr(OH)2CO3⋅5H2O : (NH4)6[Mo7O24] 4H2O : Nb2O5 = 1:0,56÷0,54:0,25÷0,1, выдержку полученной смеси растворов при температуре 70-80°С до получения сухого остатка, а затем прокаливание полученного сухого остатка в две стадии с промежуточным перетиранием и брикетированием : I стадия - при температуре 300-350°С в течение 3 - 3,5 часов; II стадия - при температуре 430-440°С в течение 6-7 часов.The problem was also solved in a method for producing niobium-substituted sodium-zirconium molybdate with the composition Na 4-x Zr(Mo 1-x Nb x O 4-x ) 4 , where x=0.0125; 0.025; 0.05; according to claim 1, including obtaining a mixture of solutions of zirconium hydroxycarbonate pentahydrate Zr(OH) 2 CO 3 ⋅5H 2 O, pre-dissolved in concentrated nitric acid HNO 3 at a temperature of 50-60°C, niobium oxide Nb 2 O 5 , pre-dissolved in ammonia NH 4 OH at the rate of 1 ml of NH 4 OH per 6.0÷7.0 mg Nb 2 O 5 at a temperature of 60-70°C with the addition of 7.6÷7.9 ml of 10% alkali NaOH per Na + in accordance with the stoichiometry of Na 4-x Zr(Mo 1-x Nb x O 4-x ) 4 , where x=0.0125; 0.025; 0.05, followed by the addition of glucose C 6 H 12 O 6 in the ratio, mol. : Nb 2 O 5 : C 6 H 12 O 6 = 1:7, and 4-water ammonia hexamolybdate (NH 4 ) 6 [Mo 7 O 24 ] 4 H 2 O, previously dissolved at a temperature of 50-60 ° C in distilled water, taken in the ratio, mol.: Zr(OH) 2 CO 3 ⋅5H 2 O : (NH 4 ) 6 [Mo 7 O 24 ] 4H 2 O : Nb 2 O 5 = 1:0.56÷0.54 :0.25÷0.1, holding the resulting mixture of solutions at a temperature of 70-80°C until a dry residue is obtained, and then calcining the resulting dry residue in two stages with intermediate grinding and briquetting: Stage I - at a temperature of 300-350°C within 3 - 3.5 hours; Stage II - at a temperature of 430-440°C for 6-7 hours.
Из патентной и научно-технической литературы не известно новое химическое соединение - ниобий-замещенного молибдата натрия-циркония состава Na4-xZr(Mo1-xNbxO4-х)4, где x=0,0125; 0,025; 0,05; полученное растворным способом в предлагаемых авторами условиях.No new chemical compound is known from the patent and scientific and technical literature - niobium-substituted sodium-zirconium molybdate with the composition Na 4-x Zr(Mo 1-x Nb x O 4-x ) 4 , where x=0.0125; 0.025; 0.05; obtained by the solution method under the conditions proposed by the authors.
Для смешанных молибдатов со структурой шеелита характерен изовалентный и гетеровалентный изоморфизм. Формально ионную проводимость в шеелите обеспечивают молибден-кислородные полиэдры. Замещение некоторого количества иона молибдена (VI) ниобием (V) благодаря разнице в ионных радиусах и зарядовом состоянии способствует увеличению дефектности в кислородной подрешетке и создает предпосылки для возникновения непрерывных путей миграции катионов. Это предполагает повышение ионной проводимости соединения. При этом необходимо отметить предпочтительность растворного способа по сравнению с твердофазным, основным недостатком которого является его энергозатратность (использование высоких температур и длительность процесса). Кроме того, частицы керамики, полученной этим способом, отличаются большими размерами, поэтому из них трудно получить газоплотную керамику, имеющую высокие значения кислородной проводимости. Для использования растворной химии основным препятствием является нерастворимость Nb2O5 в кислотах и щелочах. Авторами экспериментально были определены условия, позволяющие получать ниобий-содержащие сложные оксиды в высокодисперсном состоянии. Было установлено, что существенным фактором, определяющим состав и структуру конечного продукта, является условия выбора комплексообразующего органического реактива и проведение золь-гель процесса с последующим прокаливанием. Этим условиям полностью отвечает использование глюкозы C6H12O6, поскольку она обладает высокой реакционной способностью, склонностью к образованию комплексных соединений с ниобием, восстановительной способностью, а также химической активностью как в кислых, так и в щелочных средах. Глюкоза является циклическим полуацеталем, содержащем помимо 5 гидроксо-групп альдегидную группу, что повышает ее активность по сравнению с линейными многоатомными спиртами. Многоатомные спирты из гомологического ряда до C5H7(OH)5 обладают меньшей комплексообразующей способностью по отношению к оксиду ниобия, что заметно понижает растворимость Nb2O5 в щелочных растворах. Использование полиолов с более разветвленной углеродной цепочкой может привести к окислению молибдена до пятивалентного состояния, что препятствует образованию однофазного продукта. Кроме того, продукты термолиза содержат большее количество углеродной примеси. Предложено также проводить одновременное растворение оксида ниобия с глюкозой в аммиачном растворе с добавлением 10% раствора NaOH. В данном случае гидроксид натрия является источником катионов натрия для получения конечного продукта и одновременно повышает щелочность аммиачного раствора.Mixed molybdates with a scheelite structure are characterized by isovalent and heterovalent isomorphism. Formally, ionic conductivity in scheelite is provided by molybdenum-oxygen polyhedra. The replacement of a certain amount of molybdenum (VI) ion with niobium (V), due to the difference in ionic radii and charge state, contributes to an increase in defectiveness in the oxygen sublattice and creates the prerequisites for the emergence of continuous migration paths of cations. This suggests an increase in the ionic conductivity of the compound. At the same time, it is necessary to note the preference of the solution method compared to the solid-phase method, the main disadvantage of which is its energy consumption (the use of high temperatures and the duration of the process). In addition, the particles of ceramics obtained by this method are large in size, so it is difficult to obtain gas-dense ceramics with high oxygen conductivity values from them. The main obstacle to the use of solution chemistry is the insolubility of Nb 2 O 5 in acids and alkalis. The authors experimentally determined the conditions that make it possible to obtain niobium-containing complex oxides in a highly dispersed state. It was found that a significant factor determining the composition and structure of the final product is the conditions for choosing a complexing organic reagent and carrying out the sol-gel process with subsequent calcination. These conditions are fully met by the use of glucose C 6 H 12 O 6 , since it has high reactivity, a tendency to form complex compounds with niobium, reducing ability, as well as chemical activity in both acidic and alkaline media. Glucose is a cyclic hemiacetal containing, in addition to 5 hydroxo groups, an aldehyde group, which increases its activity compared to linear polyhydric alcohols. Polyhydric alcohols from the homologous series up to C 5 H 7 (OH) 5 have less complexing ability with respect to niobium oxide, which significantly reduces the solubility of Nb 2 O 5 in alkaline solutions. The use of polyols with more branched carbon chains can lead to the oxidation of molybdenum to the pentavalent state, which prevents the formation of a single-phase product. In addition, thermolysis products contain a larger amount of carbon impurities. It was also proposed to simultaneously dissolve niobium oxide with glucose in an ammonia solution with the addition of a 10% NaOH solution. In this case, sodium hydroxide is a source of sodium cations to obtain the final product and at the same time increases the alkalinity of the ammonia solution.
Предлагаемое новое химическое соединение состава Na4-xZr(Mo1-xNbxO4-х)4, где x=0,0125; 0,025; 0,05 может быть получено следующим образом.The proposed new chemical compound of the composition Na 4-x Zr(Mo 1-x Nb x O 4-x ) 4 , where x=0.0125; 0.025; 0.05 can be obtained as follows.
В качестве исходных реагентов использована смесь пентагидрата гидроксокарбоната циркония Zr(OH)2CO3⋅5H2O, 4-водного гексамолибдата аммония (NH4)6[Mo7O24].4H2O, оксида ниобия (V) Nb2O5, 10% раствора гидроксида натрия NaOH, концентрированных растворов аммиака NH4OH и азотной кислоты HNO3, а также глюкоза C6H12O6. Порошок Zr(OH)2CO3⋅5H2O растворяют в концентрированной HNO3 с нагреванием при температуре 50-60°С. Порошок Nb2O5 заливают NH4OH из расчета 1 мл NH4OH на 6,0-7,0 мг Nb2O5 при температуре 60-70°С с добавлением 7,6÷7,9 мл 10%-ной щелочи NaOH из расчета на Na+ в соответствии со стехиометрией Na4-xZr(Mo1-xNbxO4-х)4, где x=0,0125; 0,025; 0,05, с последующим добавлением глюкозы С6Н12О6 в соотношении, мол.: Nb2O5 : С6Н12О6 = 1:7. Наблюдают постепенное растворение оксида ниобия (V) с образованием гомогенного лимонно-желтого раствора. Порошок (NH4)6[Mo7O24]4H2O растворяют при температуре 50-60°С в дистиллированной воде. Все три горячих раствора объединяют с сохранением состояния гомогенности при соотношении, мол.: Zr(OH)2CO3⋅5H2O : (NH4)6[Mo7O24] 4H2O : Nb2O5 = 1:0,56 ÷ 0,54:0,25÷0,1. После объединения горячих растворов наблюдают образование золя лимонно-желтого цвета, который затем выдерживают (упаривают) при 70-80°С до сухого остатка. Образовавшийся светло-коричневый порошок помещают в печь и прокаливают на воздухе в две стадии, первая стадия - при температуре 300-350°С в течение 3-3,5 часов для удаления продуктов окисления углеродных остатков. Затем продукт перетирают, брикетируют в виде таблетки и осуществляют вторую стадию: прокаливают на воздухе в течение 6-7 часов при температуре 430-440°C. Полученный продукт с по данным рентгенофазового анализа является однофазным, и соответствует составу Na4-xZr(Mo1-xNbxO4-х)4, где х =0,0125; 0,025; 0,05. По данным сканирующей электронной микроскопии средний размер кристаллитов составляет 1 мкм.A mixture of zirconium hydroxycarbonate pentahydrate Zr(OH) 2 CO 3 ⋅5H 2 O and 4-water ammonium hexamolybdate (NH 4 ) 6 [Mo 7 O 24 ] was used as the starting reagents . 4H 2 O, niobium (V) oxide Nb 2 O 5 , 10% sodium hydroxide solution NaOH, concentrated solutions of ammonia NH 4 OH and nitric acid HNO 3 , as well as glucose C 6 H 12 O 6 . Zr(OH) 2 CO 3⋅ 5H 2 O powder is dissolved in concentrated HNO 3 with heating at a temperature of 50-60°C. Nb 2 O 5 powder is poured with NH 4 OH at the rate of 1 ml of NH 4 OH per 6.0-7.0 mg of Nb 2 O 5 at a temperature of 60-70°C with the addition of 7.6÷7.9 ml of 10% alkali NaOH based on Na + in accordance with the stoichiometry Na 4-x Zr(Mo 1-x Nb x O 4-x ) 4 , where x=0.0125; 0.025; 0.05, followed by the addition of glucose C 6 H 12 O 6 in the ratio, mol.: Nb 2 O 5 : C 6 H 12 O 6 = 1:7. Gradual dissolution of niobium(V) oxide is observed to form a homogeneous lemon-yellow solution. Powder (NH 4 ) 6 [Mo 7 O 24 ]4H 2 O is dissolved at a temperature of 50-60 ° C in distilled water. All three hot solutions are combined while maintaining the state of homogeneity at the ratio, mol.: Zr(OH) 2 CO 3⋅ 5H 2 O : (NH 4 ) 6 [Mo 7 O 24 ] 4H 2 O : Nb 2 O 5 = 1:0 .56 ÷ 0.54: 0.25 ÷ 0.1. After combining the hot solutions, the formation of a lemon-yellow sol is observed, which is then kept (evaporated) at 70-80°C to a dry residue. The resulting light brown powder is placed in an oven and calcined in air in two stages, the first stage at a temperature of 300-350°C for 3-3.5 hours to remove oxidation products of carbon residues. Then the product is ground, briquetted into tablets and the second stage is carried out: calcined in air for 6-7 hours at a temperature of 430-440°C. The resulting product c, according to X-ray phase analysis, is single-phase and corresponds to the composition Na 4-x Zr(Mo 1-x Nb x O 4-x ) 4 , where x = 0.0125; 0.025; 0.05. According to scanning electron microscopy, the average crystallite size is 1 μm.
Предлагаемый способ отличается универсальностью, воспроизводимостью и позволяет получать новое химическое соединение - ниобий-содержащий двойной молибдат циркония-натрия в чистом виде и высокодисперсном состоянии.The proposed method is distinguished by its versatility, reproducibility and allows the production of a new chemical compound - niobium-containing double zirconium-sodium molybdate in its pure form and highly dispersed state.
На фиг. 1 представлены рентгенограммы образцов Na4-xZr(Mo1-xNbxO4-х)4, где х=0,0125; 0,025; 0,05; (а, б, в,).In fig. Figure 1 shows X-ray diffraction patterns of Na 4-x Zr(Mo 1-x Nb x O 4-x ) 4 samples , where x=0.0125; 0.025; 0.05; (a B C,).
На фиг. 2 приведено СЭМ изображение образца Na4-xZr(Mo1-xNbxO4-х)4, где х=0,05.In fig. Figure 2 shows an SEM image of a sample Na 4-x Zr(Mo 1-x Nb x O 4-x ) 4 , where x=0.05.
Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.The proposed method is illustrated by the following examples.
Пример 1Example 1
В термостойком стакане объемом 100 мл растворяют 1,3491 г. Zr(OH)2CO3⋅5H2O добавляя 9 мл конц. HNO3 при подогреве до 50°C и перемешивании. В отдельном термостойком стакане объемом 600 мл растворяют 0,0332 г Nb2O5 (х.ч.) в, добавляя туда 5 мл концентрированного NH4OH, что соответствует 1 мл NH4OH на 6,0 мг Nb2O5, перемешивают смесь при подогреве до 60°С, в горячий раствор добавляют 7,9 мл NaOH концентрации 10 % из расчета на Na+ в соответствии со стехиометрией Na3,9875Zr(Mo0,9875Nb0,0125O3,9875)4, перемешивают 5 мин. Затем добавляют 0,65 г глюкозы C6H12O6, что соответствует соотношению, мол.: Nb2O5 : C6H12O6 = 1:7. После полного растворения образуется светло-коричневый раствор, который темнеет при подогреве с перемешиванием. Оба раствора объединяют, при этом происходит удаление избытка аммиака в виде паров NH3 сопровождающееся вспениванием раствора (1), который приобретает интенсивный желтый цвет. Параллельно в термостойком стакане (V=250 мл.) растворяем навеску 3,2829 г. (NH4)6[Mo7O24]4H2O в 45 мл воды при подогреве до 50°C. Раствор гексамолибдата аммония и раствор (1) объединяют при соотношении, мол.: Zr(OH)2CO3⋅5H2O : (NH4)6[Mo7O24] 4H2O : Nb2O5 = 1:0,56:0,25. Образующуюся суспензию (золь) светло-желтого цвета при температуре 70°С и перемешивании упаривают до получения сухого остатка. При этом наблюдаются слабые пары NO2, золь густеет, сначала становится лимонно-желтым гелем, и затем постепенно превращается в светло-коричневый осадок, который светлеет при выдержке в течение 50 мин. при 70°C. Осадок переносят в алундовый тигель и прокаливают в муфельной печи в течение 3 ч. при 350°C для полного удаления углеродсодержащей примеси. После прокалки порошкообразный продукт перетирают и прессуют в таблетки при давлении 50 бар и прокаливают при температуре 430°C в течение 7 ч. Полученный продукт белого цвета по данным рентгенофазового, химического анализов является однофазным и соответствует составу Na3,9875Zr(Mo0,9875Nb0,0125O3,9875)4 (см. фиг. 1(а)) с параметрами элементарной ячейки: а=11,03534(21), b=a, c=11,6933(4); объем элементарной ячейки 1423,99(6)1.3491 g of Zr(OH) 2 CO 3 ⋅5H 2 O are dissolved in a heat-resistant glass with a volume of 100 ml adding 9 ml of conc. HNO 3 when heated to 50°C and stirred. In a separate heat-resistant glass with a volume of 600 ml, dissolve 0.0332 g of Nb 2 O 5 (reagent grade) in, adding 5 ml of concentrated NH 4 OH, which corresponds to 1 ml of NH 4 OH per 6.0 mg of Nb 2 O 5 , stir the mixture while heating to 60°C, add 7.9 ml of NaOH with a concentration of 10% to the hot solution based on Na + in accordance with the stoichiometry Na 3.9875 Zr (Mo 0.9875 Nb 0.0125 O 3.9875 ) 4 , stir for 5 minutes. Then 0.65 g of glucose C 6 H 12 O 6 is added, which corresponds to the ratio, mol.: Nb 2 O 5 : C 6 H 12 O 6 = 1:7. After complete dissolution, a light brown solution is formed, which darkens when heated with stirring. Both solutions are combined, and excess ammonia is removed in the form of NH 3 vapor, accompanied by foaming of solution (1), which acquires an intense yellow color. At the same time, in a heat-resistant glass (V=250 ml), dissolve a sample of 3.2829 g of (NH 4 ) 6 [Mo 7 O 24 ]4H 2 O in 45 ml of water when heated to 50°C. The ammonium hexamolybdate solution and solution (1) are combined at the ratio, mol.: Zr(OH) 2 CO 3 ⋅5H 2 O : (NH 4 ) 6 [Mo 7 O 24 ] 4H 2 O : Nb 2 O 5 = 1:0 .56:0.25. The resulting light yellow suspension (sol) is evaporated at a temperature of 70°C and stirring until a dry residue is obtained. In this case, weak NO 2 vapors are observed, the sol thickens, first becomes a lemon-yellow gel, and then gradually turns into a light brown precipitate, which becomes lighter when held for 50 minutes. at 70°C. The precipitate is transferred to an alundum crucible and calcined in a muffle furnace for 3 hours at 350°C to completely remove carbon-containing impurities. After calcination, the powdered product is ground and pressed into tablets at a pressure of 50 bar and calcined at a temperature of 430°C for 7 hours. The resulting white product, according to X-ray phase and chemical analyzes, is single-phase and corresponds to the composition Na 3.9875 Zr (Mo 0.9875 Nb 0.0125 O 3.9875 ) 4 (see Fig. 1(a)) with unit cell parameters: a=11.03534(21), b=a, c=11.6933(4); unit cell volume 1423.99(6)
Пример 2Example 2
В термостойком стакане объемом 100 мл растворяют 1,3491 г. Zr(OH)2CO3⋅5H2O добавляя 9,5 мл конц. HNO3 при подогреве до 60°C и перемешивании. В отдельном термостойком стакане объемом 600 мл растворяют 0,0665 г. Nb2O5 (х.ч.) добавляя туда 12 мл конц. NH4OH, что соответствует 1 мл NH4OH на 7,0 мг Nb2O5, перемешивают смесь при подогреве до 70°C, в горячий раствор добавляют 7,8 мл NaOH концентрации 10 % из расчета на Na+ в соответствие со стехиометрией Na3,975Zr(Mo0,975Nb0,025O3,975)4, перемешивают 5 мин. Затем добавляют 0,96 г. глюкозы C6H12O6, что соответствует соотношению, мол.: Nb2O5 : C6H12O6 = 1 : 7. После полного растворения образуется светло-коричневый раствор, который темнеет при подогреве на плитке с перемешиванием. Оба раствора объединяют. Полученный раствор (1) пенится, при этом максимально удаляется избыток аммиака в виде паров NH3, а раствор приобретает интенсивный желтый цвет. Параллельно в термостойком стакане (V=250 мл.) растворяем навеску 3,2411 г. (NH4)6[Mo7O24]4H2O в 45 мл воды при подогреве. Раствор гексамолибдата аммония и раствор (1) объединяют при соотношении, мол.: Zr(OH)2CO3⋅5H2O : (NH4)6[Mo7O24] 4H2O : Nb2O5 = 1 : 0,56 : 0,25. Образующуюся суспензию (золь) светло-желтого цвета при подогреве и перемешивании упаривают на плитке с асбестом в течение 1 ч. При этом наблюдаются слабые пары NO2, золь густеет, сначала становится лимонно-желтым гелем, и затем постепенно превращается в светло-коричневый осадок, который светлеет при выдержке в течение 50 мин. при 80°C. Осадок переносят в алундовый тигель и прокаливают в муфельной печи в течение 3,5 ч. при 300°C для полного удаления углеродсодержащей примеси. После прокалки порошкообразный продукт перетирают и прессуют в таблетки при давлении 50 бар и прокаливают при температуре 440°C в течение 6 ч. Полученный продукт белого цвета по данным рентгенофазового, химического анализов соответствует составу Na3,975Zr(Mo0,975Nb0,025O3,975)4 с параметрами элементарной ячейки: а=11,03648(26), b=a, c=11,6921(5); объем элементарной ячейки 1424,15(8) (см. фиг. 1(б)).1.3491 g of Zr(OH) 2 CO 3 ⋅5H 2 O are dissolved in a heat-resistant glass with a volume of 100 ml adding 9.5 ml of conc. HNO 3 when heated to 60°C and stirred. In a separate heat-resistant glass with a volume of 600 ml, dissolve 0.0665 g of Nb 2 O 5 (reagent grade) by adding 12 ml of conc. NH 4 OH, which corresponds to 1 ml of NH 4 OH per 7.0 mg of Nb 2 O 5 , stir the mixture while heating to 70°C, add 7.8 ml of NaOH with a concentration of 10% to the hot solution based on Na + in accordance with stoichiometry Na 3.975 Zr(Mo 0.975 Nb 0.025 O 3.975 ) 4 , stir for 5 minutes. Then add 0.96 g of glucose C 6 H 12 O 6 , which corresponds to the ratio, mol.: Nb 2 O 5 : C 6 H 12 O 6 = 1: 7. After complete dissolution, a light brown solution is formed, which darkens when heated on a hotplate with stirring. Both solutions are combined. The resulting solution (1) foams, and excess ammonia in the form of NH 3 vapor is removed as much as possible, and the solution acquires an intense yellow color. At the same time, in a heat-resistant glass (V = 250 ml), dissolve a sample of 3.2411 g of (NH 4 ) 6 [Mo 7 O 24 ]4H 2 O in 45 ml of water while heating. The ammonium hexamolybdate solution and solution (1) are combined at the ratio, mol.: Zr(OH) 2 CO 3 ⋅5H 2 O: (NH 4 ) 6 [Mo 7 O 24 ] 4H 2 O: Nb 2 O 5 = 1: 0 .56: 0.25. The resulting light yellow suspension (sol), when heated and stirred, is evaporated on a hotplate with asbestos for 1 hour. In this case, weak NO 2 vapors are observed, the sol thickens, first becomes a lemon-yellow gel, and then gradually turns into a light brown precipitate , which brightens when held for 50 minutes. at 80°C. The precipitate is transferred to an alundum crucible and calcined in a muffle furnace for 3.5 hours at 300°C to completely remove carbon-containing impurities. After calcination, the powdered product is ground and pressed into tablets at a pressure of 50 bar and calcined at a temperature of 440°C for 6 hours. The resulting white product, according to x-ray phase and chemical analyzes, corresponds to the composition Na 3.975 Zr (Mo 0.975 Nb 0.025 O 3.975 ) 4 s unit cell parameters: a=11.03648(26), b=a, c=11.6921(5); unit cell volume 1424.15(8) (see Fig. 1(b)).
Пример 3Example 3
В термостойком стакане объемом 100 мл растворяют 1,3491 г. Zr(OH)2CO3⋅5H2O добавляя 10 мл конц. HNO3 при подогреве до 60°C и перемешивании. В отдельном термостойком стакане объемом 600 мл растворяют 0,2658 г. Nb2O5 (х.ч.), добавляя туда 40 мл конц. NH4OH, что соответствует 1 мл NH4OH на 6,0 мг Nb2O5, перемешивают смесь при подогреве до 70°C и затем в горячий раствор добавляют 7,6 мл NaOH концентрации 10 % из расчета на Na+ в соответствие со стехиометрией Na3,95Zr(Mo0,95Nb0,05O3,95)4, перемешивают 5 мин. Затем добавляют 1,32 г. глюкозы C6H12O6, что соответствует соотношению, мол.: Nb2O5 : C6H12O6 = 1:7. После полного растворения навесок образуется светло-коричневый раствор, который темнеет при подогреве на плитке с перемешиванием. Оба раствора объединяют. Образовавшийся раствор (1) пенится, при этом максимально удаляется избыток аммиака в виде паров NH3, приобретает интенсивный желтый цвет. Параллельно в термостойком стакане (V=250 мл) растворяем навеску 3,1579 г. (NH4)6[Mo7O24]4H2O в 45 мл воды при подогреве до 60°C. Растворы гексамолибдата аммония и ниобий-циркониевый раствор (1) объединяют при соотношении, мол.: Zr(OH)2CO3⋅5H2O : (NH4)6[Mo7O24] 4H2O : Nb2O5 = 1:0,54:0,1. Образующуюся суспензию (золь) светло-желтого цвета при подогреве и перемешивании упаривают на плитке с асбестом в течение 1 ч. При этом наблюдаются слабые пары NO2, золь густеет, сначала становится лимонно-желтым гелем, и затем постепенно превращается в светло-коричневый осадок, который светлеет при выдержке при 80°C в течение 40 мин. Осадок переносят в алундовый тигель и отжигают в муфельной печь в течение 3,5 ч. при 300°C для полного удаления углеродсодержащей примеси. После прокалки порошкообразный образец прессуют в таблетки при давлении 50 бар и отжигают при температуре 440°C в течение 6 ч. Полученный продукт белого цвета по данным рентгенофазового, химического анализов соответствует составу Na3,95Zr(Mo0,95Nb0,05O3,95)4, где х=0,05 с параметрами элементарной ячейки: а=11.02868(32), b=a, c=11.7152(7); объем элементарной ячейки 1424,95(11) и чистотой 97 % (см. фиг. 1(в)). Средний размер кристаллитов по данным сканирующей электронной микроскопии составляет 1 мкм (см. фиг. 2).1.3491 g of Zr(OH) 2 CO 3 ⋅5H 2 O are dissolved in a heat-resistant glass with a volume of 100 ml adding 10 ml of conc. HNO 3 when heated to 60°C and stirred. In a separate heat-resistant glass with a volume of 600 ml, dissolve 0.2658 g of Nb 2 O 5 (reagent grade), adding 40 ml of conc. NH 4 OH, which corresponds to 1 ml of NH 4 OH per 6.0 mg of Nb 2 O 5 , stir the mixture while heating to 70°C and then add 7.6 ml of NaOH with a concentration of 10% to the hot solution based on Na + in accordance with stoichiometry Na 3.95 Zr(Mo 0.95 Nb 0.05 O 3.95 ) 4 , stir for 5 minutes. Then 1.32 g of glucose C 6 H 12 O 6 is added, which corresponds to the ratio, mol.: Nb 2 O 5 : C 6 H 12 O 6 = 1:7. After complete dissolution of the samples, a light brown solution is formed, which darkens when heated on a hotplate with stirring. Both solutions are combined. The resulting solution (1) foams, and excess ammonia in the form of NH 3 vapor is removed as much as possible and acquires an intense yellow color. At the same time, in a heat-resistant glass (V=250 ml) we dissolve a sample of 3.1579 g of (NH 4 ) 6 [Mo 7 O 24 ]4H 2 O in 45 ml of water when heated to 60°C. Solutions of ammonium hexamolybdate and niobium-zirconium solution (1) are combined at the ratio, mol.: Zr(OH) 2 CO 3 ⋅5H 2 O : (NH 4 ) 6 [Mo 7 O 24 ] 4H 2 O : Nb 2 O 5 = 1:0.54:0.1. The resulting light yellow suspension (sol), when heated and stirred, is evaporated on a hot plate with asbestos for 1 hour. In this case, weak NO 2 vapors are observed, the sol thickens, first becomes a lemon-yellow gel, and then gradually turns into a light brown precipitate , which brightens when held at 80°C for 40 minutes. The precipitate is transferred to an alundum crucible and annealed in a muffle furnace for 3.5 hours at 300°C to completely remove carbon-containing impurities. After calcination, the powdered sample is pressed into tablets at a pressure of 50 bar and annealed at a temperature of 440°C for 6 hours. The resulting white product, according to X-ray phase and chemical analyzes, corresponds to the composition Na 3.95 Zr (Mo 0.95 Nb 0.05 O 3.95 ) 4 , where x=0.05 with unit cell parameters: a=11.02868(32), b=a, c=11.7152(7); unit cell volume 1424.95(11) and purity 97% (see Fig. 1(c)). The average crystallite size according to scanning electron microscopy is 1 μm (see Fig. 2).
Таким образом, авторами предлагается с целью расширения ассортимента материалов, используемых в качестве кристаллических матриц оптических или квантовых генераторов, новое химическое соединение на основе двойного молибдата, а также способ его получения.Thus, the authors propose, in order to expand the range of materials used as crystal matrices of optical or quantum generators, a new chemical compound based on double molybdate, as well as a method for its preparation.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2814778C1 true RU2814778C1 (en) | 2024-03-04 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2772529C1 (en) * | 2021-09-17 | 2022-05-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук | Method for obtaining double zirconium-sodium molybdate |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2772529C1 (en) * | 2021-09-17 | 2022-05-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук | Method for obtaining double zirconium-sodium molybdate |
| RU2775986C1 (en) * | 2022-03-02 | 2022-07-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук | Double sodium-bismuth molybdate, and its production method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ДОРЖИЕВА С.Г. и др. Синтез и исследование новых тройных молибдатов рубидия, циркония и одновалентных элементов, Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием "III Байкальский материаловедческий форум", ч. 2, Улан-Уде, Издательство Бурятского научного центра СО РАН, 2018, с.с. 49-50. ДОРЖИЕВА С.Г. и др. Новые молибдаты в системах Rb2MoO4- M I2MoO4-Zr(MoO4)2 (M I - Na, K) как перспективные ионопроводящие материалы, Письма о материалах, 2019, т. 9, no. 1(33), с.с. 17-21. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100462307C (en) | Method for preparation of niobic acid zinc nano material | |
| CN102584231B (en) | Preparation method of ion-doped double perovskite structure tungsten molybdate oxide powder | |
| Jing et al. | High efficiency synthesis of Nd: YAG powder by a spray co-precipitation method for transparent ceramics | |
| CN113348148B (en) | Method for producing lithium titanium phosphate | |
| CN100551827C (en) | The preparation method of gallium lanthanum niobate series nano powder | |
| CN114477247A (en) | Method for synthesizing nano magnesium oxide by microwave induced combustion | |
| RU2814778C1 (en) | Niobium-substituted sodium-zirconium molybdate and method for production thereof | |
| CN101595060A (en) | The manufacture method of solid solution fine particle | |
| CN106268612B (en) | A kind of porous barium strontium titanate raw powder's production technology | |
| JP3906352B2 (en) | Method for producing YAG transparent sintered body | |
| JP2006044953A (en) | Method of producing zirconium tungstate | |
| CN1301933C (en) | Ammonium hydrogen coprecipitation method for preparing nano powder of yttrium aluminum garnet and transparent ceramics | |
| RU2639244C1 (en) | Method of producing zirconium tungstate powder | |
| RU2803302C1 (en) | Method for obtaining complex oxide of niobium and strontium | |
| JP7383446B2 (en) | Manufacturing method of vanadium compound | |
| RU2807408C1 (en) | Sodium-bismuth-zirconium complex molybdate | |
| WO2020158666A1 (en) | Method for producing lithium titanium phosphate | |
| RU2772529C1 (en) | Method for obtaining double zirconium-sodium molybdate | |
| CN107573071B (en) | Monodisperse spherical Y2O3And Al2O3Powder preparation (Y)1-xYbx) Method for preparing AG transparent ceramic | |
| KR100420276B1 (en) | Preparation of ZnO Powder by Pyrophoric Synthesis Method | |
| RU2697562C1 (en) | Method of producing a low-agglomerated nanosized precursor for synthesis of solid solutions of yttrium-aluminum garnet with rare-earth element oxides | |
| Masloboeva et al. | Sol-gel synthesis of lithium niobate doped by zinc and boron and study of the luminescent properties of ceramics LiNbO3: Zn: B | |
| JPS6217005A (en) | Preparation of mullite powder having high purity | |
| RU2775986C1 (en) | Double sodium-bismuth molybdate, and its production method | |
| RU2268859C1 (en) | Method of production of polycrystalline tungstate of bivalent metal |