Дигидроксивиннокислый теллур в качестве компонента электролитов теллурирования для получения блестящих теллуровых покрытий и способ его получения

Дигидроксивиннокислый теллур в качестве компонента электролитов теллурирования для получения блестящих теллуровых покрытий и способ его получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ДИГИДРОКСИВИННОКИСЛЫЙ теллур формулы 1 О | / он носи / тУ г° он о в качестве компонента электролитов теллурирования для получения блестящих теллуровых покрытий. € 2. Способ получения дигидроксивиннокислого теллура формулы 1 (Л отличающийся тем, что теллуры подвергают анодному растворению в растворе 0,1-0,2 М серной кислоты или сульфата натрия и 1-2 М винной кислоты при плотности тока 30-50 мА/см.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„,, 10614 (51)4 С 07 С 165/00 С 25 D 3/02

ГОСУДАРСТЗЕККЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

-с,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1"

Н ABTOPGHOMY СаидктяЛьСтам!!

CI O 0Н носн l но н + +

0 OH

Il (21) 3288290/23-04 (22) 06.03.81 (46) 23. 10.85. Бюл. В 39 (72) В.М. Бигелис, Т.И. Парманов и О.А..Абраров (71) Институт ядерной физики

АН Узбекской ССР (53) 661 ° 719.04(088.8) (56) 1. А.И, Алекперов. Электроосаждение теллура из растворов четыреххлористого теллура в уксусной кислоте. "Электрохимия", 1968, т. 4, с. 847.

2. Бигелис В.М. и др. Равновесие и стационарные потенциалы теллура в сернокислых тартратных растворах.

"Электрохимия", 1981, т. 17, с. 1356. (54) ДИГИДРОКСИВИННОКИСЗЬЙ ТЕЛ"

ЛУР В КАЧЕСТВЕ КОМПОНЕНТА ЭЛЕКТРОЛИТОВ ТЕЛЛУРИРОВАНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

БЛЕСТЯЩИХ ТЕЛЛУРОВЫХ ПОКРЫТИЙ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ (57) 1. Дигидроксивиннокислый теллур формулы 1 в качестве компонента электролитов теллурирования для получения блестящих теллуровых покрытий.

2. Способ получения дигидроксивиннокислого теллура формулы 1 отличающийся тем, что теллуры подвергают анодному растворению в растворе 0 1-0,2 М серной кислоты или сульфата натрия и 1-2 М винной кислоты при плотности тока

30-50 мА/см .

1061421

Изобретение относится к новому химическому соединению конкретно к дигидроксивиннокислому теллуру формулы 1:

П с-о он носи 1 г

tI н он

15 который может найти применение в качестве компонента электролитов теллурирования для получения блестящих теллуровых покрытий, и к новому способу его получения.

Известен четыреххлористый теллур, который используют в качестве компонента уксуснокислых электролитов, из которых путем электроосаждения получают теллуровые покрытия )1) .

Недостатком этих теллуровых электролитов является наличие в покрытиях значительных количеств хлора (до.7X) а также их старение, вследствие чего процесс электроосаждения проводят при низких плотностях тока.

Известен способ получения комп лексных солей теллура с винной кисло-! той, заключающийся в смешении двуокиси теллура с винной кислотой в водном растворе серной кислоты (2) .Одна-И ко выделить из этого раствора дигидроксивиннокислый теллур не удается, так как при концентрировании выпадает смесь исходных компонентов.

Цель изобретения — новое химичес- 40 кое соединение формулы i при использовании которого в составе электролитов теллурирования устраняются указанные недостатки, а также новый способ его получения.

Поставленная цель достигается, новым соединением формулы 1, которое может найти применение в качестве компонента электролитов теллуриро- SO вания для получения блестящих теллуровых покрытий, а также новым способом его получения, заключающимся в том, что проводят анодное растворение теллура в растворе 0,1-0,2 М сер-SS ной кислоты или сульфата натрия и

1-2М винной кислоты при плотности тока 30-50 м А/см .

Электролиз проводится в термостойком стеклянном или пластмассовом сосуде. В качестве катода служит никель, платина или нержавеющая сталь, а анодом-плавленный брусок теллура. Во время электролиза катодное и анодное пространства разделяют стеклянной диа-. фрагмой, например стеклянным фильтром

Р 3. Продолжительность электролиза составляет 5-10 ч в зависимости от плотности тока и концентрации винной кислоты. После электролиза раствор фильтруют и оставляют на двое суток для кристаллизации .избыточного комплекса дигидроксивиннокислого теллура, далее кристаллы Те(ОН),С4Н406 отделяют от раствора, промывают небольшим количеством дистиллированной воды.

Для приготовления электролита и анодов используют следующие реагенты.

С4Н О6 — марки 1 ч, Н, $04 концентрированная марки "ч.д.а", Na $04 — мар11 ll 1t 11 ки ч.д.а., Те — марки ч . Анолит—

1 — 4И С4Н60 + 0,2-0,1 М Н $04(Na $04) .

Католит — раствор анолита или 0,2О, 1 И Н, $0 (Яа, $0 ). Температура электролиза 50-70"С.

Соотношение объема анолита к католиту 6:i, соотношение анода к катоду (2-10): 1.

Выход по току (ВТ) анодного растворения — 90-1.007, однако, наблюдается шламообразование, за счет чего

10-1 5Х Те уходит в осадок в виде мелких .частиц, осаждающихся на дно.

Технологический выход по веществу 80-85Х.

Концентрация винной кислоты определяется растворимостью ее в воде (меньше чем 1М невыгодно брать из-за уменьшения выхода продукта). Верхний предел зависит от модификации ! винной кислоты (О и ci1) . О, 2-0, 1М

Н S04, (Na S04) добавляют для повышения электропроводности раствора.Серная кислота выбрана потому, что в отличие от галогеноводородных кислот

1 не образует комплекса с ионами теллура. Плотность тока обусловлена тем, что максимальный выход продукта наблюдается при 1ц = 30-50 мА/см и далее не увеличивается, что вероятно связано с частичной анодной пассивацией. При меньших плотностях, чем

30 мА/см2, вести электролиз невыгодно из-за значительного уменьшения скорости образования синтезируемого теллурового комплекса. Температура

1061421

40-60 С устанавливается непосредственно в процессе электролиза. В принципе предел температуры не играет существенной роли. Соотношение объемов анолита и католита и электродов 5 лимитируется тем, что в маленьких объемах католита и на больших катодах наблюдается бурное выделение газов, разогрев и выделение Н Те образование которого ведет к загрязнению раствора коллоидным Те и умень.шению выхода продукта. Поэтому диафрагма необходима для отделения катодного и анодного пространства..:

Пример 1. Приготовляют вод- 15 ный раствор следующего состава: 0,1М

Н SO4 + 2M С4H606 в количестве 100 мл.

Для этого берут 30 r винной кислоты и 0,6 м Н 804 (d и >p = 1,825 г/мл),. растворяют в 100 мл дистиллирован- 20 ной воды. Раствор переносят в термостойкий стакан. В раствор погружают анод - плавленный теллур марки "ч" с площадью 8 см . В качестве катода используют платину с площадью 4 см, 25 которую отделяют от раствора стеклянной диафрагмой. Электролиз проводят при плотности анодного тока

37,5 мА/см в течение 8 ч. Во время электролиза электролитическая ячей« щ ка разогревается, и происходит выделение газов, поэтому электролиз проводят под тягой. Если в качестве электролитической ячейки применяются йластмассовые сосуды, то необхо35 димо охлаждение. После электролиза раствор фильтруют и оставляют на двое суток для кристаллизации образовавшегося комплекса. Те(ОН)С4Н О6.. далее кристаллы дигидроксивиннокис- 4О лого теллура отделяют от раствора, промывают небольшим количеством дистиллированной воды и высушивают,при этом выделяют 5,1 r Те(ОН),С4Н40 .

Выход полученного комплекса от количества электролитически растворившегося теллура составляет 80 .

Пример 2. Приготовляют водный раствор следующего состава:

О, 1M Na 804 + 1М С4Н40 в,количестве

2 50

100 мл. Для этого 1,42 г Яа 804 и

15 r С Н О растворяют в 100 мл дистиллированной воды.

Анод - плавленный теллур 8 8 см

Катод — платина листовая S 4 см .

Время электролиза — 4 ч.

Плотность тока — 37,5 мА/см .

Время кристаллизации — 2 суток.

Выделяют 2,3 r (Те(ОН),С4Н40 . Выход по теллуру — 85 .

Пример 3. Приготовляют водный раствор состава: 0,1М Н, 804+ 2М

С4Н Оь в количестве 200 мп. Для этого 1,2 мл Н, 804(й = 1,825 г/мл) и 60 r винной кислоты растворяют в

200 мл дистиллированной воды.

Анод — плавленный теллур 8 = 16 см °

Катод — платина листовая S = 4 см .

Время электролиза — 8 ч.

Плотность тока — 5 смА/см .

Время кристаллизации — 2 суток.

Выделяют 15,22 r (ОН) С4Н406 . Выход по теллуру 82Х.

Дигидроксивиннокислый теллур имеет следующие характеристики:

Элементный состав — Те(ОН),С4Н40 .

Молекулярный вес - 310.

Плотность при 20 С вЂ” 1,697 г/см .

Растворимость в 100 г воды при

20 С - 28,2 r.

Начальная температура разложения

151 С.

Стандартный потенциал системы

Те (OH),С4Н О /Те равен 570+2мВ.Элементный состав подтвержден измерениями ЭДС. Те-электрода в растворах

Те(ОН),С4Н40 и данных химического анализа, основанного на свойстве

SnCl восстанавливать Те до Те и

4 о действии KOH при рН 7 на винную кислоту (выпадает К, С Н 06). Результаты измерений приведены в таблице. Из таблицы следует, что равновесный потенциал Те-электрода в изученных растворах подчиняется зависимости

l I +0,015lggTeч 3-0,0151g С„Н„О J +

+o,o31g ГН 79 которои отзечает равновесная реакция

Те(ОН) С4Н406 + 4Í + 4е

Те + C4HeOs + 2Н О

Следовательно, в растворе потенциалопределяющей частицей является

Те(ОН) С4Н Оа, который по составу соответствует полученному комплексу, что подтверждают результаты химического анализа с погрешностью 1Х.

1061421

Состав электролита (моль)

1 I др мВ

Станд о мВ

С,Н,О, н яо

Тео, 0,1

0,5

0,03

0,5

0,01

0 5

0,003

0,5

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,03

0,1

0,1

0,1

6,5

0,1

0,1

0,1

0,4-0,5М Те (ОН) С,ОН 06+

+ .0,5-1М Н 80,1, Редактор С. Шибаева Техред З.Палий Корректор И. Эрдейи

Заказ 7023/2 Тираж 383 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Соединение формулы 1 может быть

25 использовано для приготовления элект= ролита блестящего теллурирования следующего состава:

При комнатной температуре получаются блестящие теллуровые покрытия толщиной от 50 до 550 мкм при плот- 35 ностях тока до 60 мА/см .Такие покрытия применяются в быстродействующих блоках вывода информации в ЭВМ, а также в качестве ядерных мишеней для получения радионуклитов иода. 40

Известные электролиты на основе солей теллура (1) позволяют получать покрытия Те с относительно большой скоростью 50-100 мА см, но с по-.

580 570

572 570

569 570

560 572

570 568

575 569

591 570

596 568

598 570

595 571

576 568 ниженной плотностью вещества (с1 =

= 6,0+0,1 г/см ) и неблестящей мелко- зернистой поверхностью, что обусловливает применение побочных технологических операций, сокращает срок службы теллуровых покрытий. Кроме того, укаэанные электролиты являются агрессивными. а

Применение предложенного электролита на основе дигидроксивиннокислого теллура позволяет снизить агрессивность среды, токсичность и обеспечить получение блестящих покрытий (V 10) с д = 6,24+0,02. Таким образом, на основе дигидроксивиннокислого теллура впервые получены электролиты блестящего теллурирования, в связи .с чем отпадает необходимость в механической полировке поверхности..