Метафосфат сурьмы полимерной структуры и способ его получения

Метафосфат сурьмы полимерной структуры и способ его получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Метафосфат сурьмы полимерной структуры формулы Sb( где h больше 3, в. кач.естве компонента шихты в производстве оптических стекол. 2. Способ получения метафосфата сурьмы полимерной структуры формулы 5Ь(РО)зТ ,где rt-больше 3, заключающийся в термической обработке сначала при 180-200 с 4-6 ч, затем при 440-470 С 2-4 ч смеси однозамещенного или двузамещенного фосфата аммония с оксидом или хлоридом сурьмы в присутствии нитрата аммония при массовом соотношении компонентов в пересчете на Р; Sb и N0 (3,15 - 3,5) : 1,0, : (0,18 - 0,40). € сл гto а СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3775057/23-26 (22) 27 .07 .84 (46) 07.03.86. Бюл.У 9 (71) Белорусский технологический институт им. С.М.Кирова (72) Н.M.Ñåðãååâà, Л.Н.Урусовская, А.И.Тетеревков, В.В.Андросик и А.Н.Клименкова (53) 661.886.455(088.8) (56) Чудинова Н.Н., Лавров А.В. и Тананаев И.В. Известия АН СССР.

Неорганические материалы, 1972, т.8, 11 11, с.1971 — 1976.

Авторское свидетельство СССР

М 318545, кл. С 01 В 25/26, 1970.

Сергеева Н.М., Кузьменков М.И., Гернега И.Б., Печковский В;В. и Плышевский С.В. Известия АН СССР.

Неорганические материалы, 1982, т.18

11- 12, с.2030-2035.,. SU „„1216150 (54) МЕТАФОСФАТ СУРЬМЫ ПОЛИМЕРНОЙ

СТРУКТУРЫ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ (57) 1. Метафосфат сурьмы полимерной структуры формулы (Sb(PO.) где и больше 3, в качестве компонента шихты в производстве оптических стекол.

2. Способ получения метафосфата сурьмы полимерной структуры формулы (Sb(P0>)>)„,где и -больше 3, заключающийся в термической обработке сначала при 180-200 С 4-6 ч, затем о при 440-470 С 2-4 ч смеси однозаме. щенного или двузамещенного фосфата аммония с оксидом или хлоридом сурьмы в присутствии нитрата аммония при массовом соотношении компонентов в пересчете на P, Sb u NO) (3,15—

3,5) : 1,0 : (0,18 — 0,40).

1 12161

Изобретение относится к метафнсфатам поливалентных металлов, используемых в производстве оптических стекол, а также к способам получения фосфорных солей. 5

Целью изобретения является син тез метафосфата сурьмы полимерной структуры формулы jSb(PO ) j . где П > 3, который используется в качестве шихтного компонента в про- 10 изводстве оптических стекол.

Пример 1. 2,60 r трехокиси сурьмы Sb O тщательно перемешивают с 6,51 г однозамещенного фосфата аммония NH

0,18. Смесь переносят в корундовый тигель и выдерживают в течение 4 ч при 180 С, затем в течение 2 ч при .20

470 С. После окончания термической обработки продукт извлекают иэ тигля и измельчают. Выход метафосфата сурьмы 98Х, содержанке основного вещества 96-99Х.

Найдено, Ж (мольное отношение):

Р,О 59,2. (3,002); БЪ,О 40,1 (1,0);

P 25,9 (3,0002); Sb 33,5 (1,0) (ВЬ(РО )5) „

Вычислено, 7 (мольное отношение :

Р О 59,5 (3,0); ЗЬ О) 40,5 (1,0);

P 23,0 (3,0); Sb 33,8 (1,0).

Метафосфат сурьмы fSb(PO>) j„ представляет собой кристаллическое вещество белого цвета, гигроскопичное, без запаха.

Рентгенометрические данные метафосфата сурьмы приведены в табл.1.

Метафосфат сурьмы имеет полимерное 40 строение, что проявляется на хроматограммах образцов ЗЬ(РО ) и их инфракрасных спектрах (табл.2). По данным хроматографии на бумаге метафосфат сурьмы является полимером с числом атомов фосфора 10, величина Rg . высота фронта аниона высота фронта растворителя на хроматограммах R< 0,05, что характерно для фосфатов с числом

50 атомов фосфора в молекуле > 10. В инфракрасном спектре метафосфата сурьмы присутствуют интенсивные разрешенные полосы поглощения с максимума ми 751,774; 994; 1100; 1112; 1158;

l29I; 1317 см, соответствующие симметричным и антисимметричным колебаниям группировок РО и РОР..

50 2

Значения частот поглощения антисимметричных группировок V РОР

994 см и Vopo !219, 1317 см указывают на полимерное строение фосфата.

Использование известного способа. получения метафосфата висмута (11) для получения метафосфата сурьмы приводит к образованию смеси ортофосфата сурьмы и элементарной сурьмы и удалению в газовую фазу пятиокиси фосфора, метафосфат сурьмы при таких условиях не образуется.

В предлагаемом способе термическую обработку смеси сурьмы и фосфорсодер жащих реагентов проводят в присутствии сильного окислителя — нитрата аммония, который разлагается при о нагревании выше 200 С и создает окислительную атмосферу, препятствующую восстановлению сурьмы до элемен тарного состояния. Термическая обработка смеси сурьма- и фосфорсодержащих реагентов в присутствии окислителя — нитрата аммония с мольным соотношением регаентов P : Sb : NO1= (2,8 — 4,0) : 1,0 : 0,10 — 0)40, позволяет получить метафосфат сурьмы.

Использование метафосфата сурьмы в качестве шихтного компонента позволяет упростить технологию получения оптических стекол и улучшить их оптические характеристики. Замена окиси сурьмы и ортофосфорной кислоты (Ш) на метафосфат сурьмы вызывает .уменьшение показателя преломления на 146 ° 10 и увеличение коэффициента дисперсии на 1,9, т.е. введение в стекла метафосфата сурьмы приводит к заметному улучшению оптических характеристик стекол.

Кроме того, снижение числа компонентов шихты, т.е. использование метафосфата сурьмы вместо окиси сурьмы и ортофосфорной кислоты, приводит к понижению летучести: фтора из расплава фторфосфатного стекла и более точной регулировке состава оптического стекла, а также способствует улучшению условий труда.

Пример 2. 5,18 г треххлорис той сурьмы SbCl> смешивают с 9,87 г двузамещенного фосфата аммония (NH<)< HPO< и 0,75 r нитрата аммония

NH, мольное соотношение реагентов составляет P:Sb:NO =3,27:1,0:

0,3!, переносят в корундовый тигель и выдерживают в течение б ч при

1216150

200 С, затем в течение 4 ч при 450 С. Выход продукта 99X..

Таблица 1

Рентгенометрические данные

1/1о 1 A 1/1о

d А

8,42 2,4 1,36 4,3

4,06 8,1

3,06 3,1

2,60 10,0

1,15

1,4

1 2,9

1,08

6,2

1,61 4,1

1,07 4,5

l,4

l,54 7,6

0,98

° 1,51 2,9

0,93 2,4

0,92 1,9

l 44 0,8

«т» о н и е. d, А — межплоскостные расстояния, выраженные в ангстремах, 1/1О значение интенсивностей рефлексов рентгенограмм по отношению к наибольшему значению интенсивности..

Дрме.ча

Таблица 2

Продолжение табл.2

Максимумы частот поглощения в ИК-спектре (Sb(PO ).)„ и их отнесения

Значения Отнесенные частот, см к типам колебаний

:1014 п. 11000 о.с. Q PO

4>

1ll2 о.с.

1158 с.

1272 п..

1291 о.ñ. а РОг

682 сл.

751 с.

1317 о.с.

774 с.

A,РОР

840 о.сл.

922 п.

1 POP

944 о.с.

457 ср.

5I0 п.

527 с.

635 о.сл.

Остальные примеры (3-21) сведены в табл.3.

Максимумы частот поглощения в ИК-спектре (5 (РО 1 ) „ и их отнесения

Значения Отнесенные

-! частот, см к типам колебаний

Hp и м е ч а н и е. Характеристики

M интенсивностей полос поглощения : о.с.очень сильная, с. — сильная, ср. средняя, сл. — слабая, о.сл. — очень

:лабая, и. — плечо.

1216150

Та блица 3

Исходныереагенты

Режим получения метафосфата сурьмы

Тем- ДлиВыход осYîëüHîå соотношение реагентов

Темпетельность

NO прокалступени ки

II ства, Ж прокалступени, ос ки ос

МН Н РО 2,8

450 3

1,0 0,2 190

5bc13 нн4но

4 (БН ) г НРО 2,6

1,0 0,2 190

450 3

5 NH Н I O 3,2

450 4

1,0 О, l 200

Sb O

NHÄN0Ä

6 (мн ) НРО 3,2

l,0 0,05 200 450 4

NH H I O 3,6

440 5

10 02 180 (МН )г НРО 4 О 1 О О 2 190

450 3

SbC1

NH)NOg

МН НаР0„3,5

450 3

1,0 0,4 170

ФФ

Пример, $ь |о

НН ИО

SbC1

НН,НО, $ъ о

NH NO

$ь209

NH4No> ратура

1 ки на I ступени, ч пература прокалДлительность прокалки на П ступени, ч новного веще-.!

216150

Продолжение табл.3

Режим получения метафосфата сурьмы

Мольное соотношение реагентов

Выход осТемпеP Sb МО прокалки .на 1 и

II прокал-. ступеступени, ос ки, Ос ни, ч

О 4 ZIO 5 450 3

85

450 3

0 3 190 3

О 3 190 7

450 3

Sb 0

Мн4Мо

430 3

0,3 190 5

480 3

0,3 190 5

450 1,5 85

О 3 190 5

45О 4 5 85

Мн 4М Р04

0,4 190 5

11 11 Исходные

При- реагенты мер

10 МННАР04 3 5 1 0

SbClg

МН4МО

11 (МН4)Х НР04 3,2 1,0

sbcl

МН МО

12 (NH ) НРО 3,1 1,0

I3 МН4нгРО 3 1 О зьс1, МН МО

14 NH4H Р04 3,2 I О

sbó0 3

МН4МО, 15 МН4Н Р04 3,2 1фо

Sbã0ю

МН4МО

SbCl

МН МО ратура

1 ступени

Длнтельность ераура роалДлительность прокалки на П ступени, ч ионного веще-. ства, 1216150

Продолжение табл. 3

Исходные реагенты

Режим получения метафосфата сурьмы

ДлительМольное соотношение реагентов

Тем- ДлиВыход осемпетельность ность прокалступени ки на I и

II прокалступеступени ч ни

С ки, ОС !

0,2 165 4

17 NH4Í P04 3,2

450 3

1,0. sbCi

NH Ю

18 (НН,), РО, 3,2

600 3

0,2 190 5

1,0

19 (NH4) q НРО 3,2

0,3 200 5

1,0

450 3

0,3

НН,МО, 2l NH4Í Р04 3,2

1,0

0,3 330 5 Контрольные примеры, осуществляемые в режиме за выходом указанных интервалов параметров.

Составитель Г.Митропольская

Редактор Г.Волкова Техред Т.Тулик Корректор Т,Колб

Заказ 957/27

Тираж 452 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

99

Пример

Sb,0, NH4 ИО

Sb 0 ян„яо 1Н4Н Р04

ЗЬС1

sb o

11Н4Н03 ратура

1 ераура роалпрокалки на П ступени, ч новного веще-. ства, Ж