СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНОГО ОКСИДА ЛАНТАНА, МОЛИБДЕНА И ТЕЛЛУРА
METHOD OF PRODUCING COMPLEX LANTHANUM, MOLYBDENUM AND TELLURIUM OXIDE

Заявляемое изобретение относится к области химии и касается способа получения нового сложного оксида лантана, молибдена и теллура, который может быть использован для получения лантансодержащих теллуритно-молибдатных стекол.
2
3
12
К настоящему времени известно единственное соединение, относящееся к сложному оксиду лантана, молибдена и теллура состава LaMoTeO, получаемому по твердофазной реакции из оксидов:
2
3
3
2
2
3
12
LaO+MoO+3TeO→LaMoTeO.
Реакцию проводят при температуре 700°С в течение 7 суток (Inorganic Chemistry 44 (2005) 9314-9321). Указанное соединение может быть использовано в качестве компонента шихты для получения многокомпонентных теллуритных стекол.
2
3
2
3
2
3
12
2
3
12
Недостатком указанного соединения является то, что его состав не входит в область стеклования тройной системы TeO-MoO-LaO. Поэтому соединение LaMoTeO в индивидуальном состоянии не может быть использовано для получения лантансодержащих теллуритно-молибдатных стекол. Кроме этого, еще одним существенным недостатком метода получения указанного сложного оксида LaMoTeO является длительность его синтеза.
Задачей изобретения является разработка нового способа получения нового сложного оксида лантана, молибдена и теллура, который может быть использован не только в качестве компонента шихты наряду с другими соединениями, но и в качестве единственного исходного вещества для синтеза лантансодержащих теллуритно-молибдатных стекол.
Техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является упрощение способа получения сложного оксида теллура, молибдена и лантана и лантансодержащих теллуритно-молибдатных стекол.
2
6
18
3
3
2
4
6
7
24
2
6
6
Это достигается тем, что способ получения сложного оксида лантана, молибдена и теллура LaMoTeO включает растворение исходных соединений по отдельности в дистиллированной воде, в качестве которых используют гексагидрат нитрата лантана La(NO)⋅6HO, тетрагидрат гептамолибдата аммония (NH)MoO⋅4HO и ортотеллуровую кислоту HTeO, смешивание полученных растворов, выпаривание полученной смеси досуха, измельчение и прокаливание полученного сухого остатка при температуре 600°С до получения порошка белого цвета, причем используют такие навески исходных компонентов, чтобы выполнялось атомное соотношение La:Mo:Те, равное 2:1:6.
α
На фиг. 1 представлена порошковая рентгенограмма соединения, зарегистрированная на дифрактометре Shimadzu LabX XRD-6000 (Cu K).
2
На фиг. 2 представлена порошковая рентгенограмма смеси, в которой атомное отношение La:Mo:Te равно 2:1:7. На рентгенограмме отмечены рефлексы, характерные для TeO (JCPDS 01-0870).
2
6
18
На фиг. 3 представлена рентгенограмма измельченного в порошок стекла, полученного охлаждением расплава сложного оксида LaMoTeO.
2
3
1.5
2
6
18
3
2
На фиг. 4 представлена рентгенограмма измельченного в порошок стекла состава 58TeO-29MoO-13LaO, полученного из смеси сложного оксида LaMoTeO, оксида молибдена МоО и оксида теллура TeO.
2
6
18
В таблице 1 представлены данные порошковой рентгенографии соединения LaMoTeO.
Отличительной особенностью предлагаемых исходных соединений является их способность растворяться в воде. Другим характерным свойством предлагаемых исходных соединений является их способность разлагаться при нагревании с образованием оксидов и летучих продуктов. Таким образом, сложный оксид предлагается получать по следующей реакции:
3
3
2
4
6
7
2
6
6
28La(NO)⋅6HO+2(NH)MoO24⋅4HO+84HTeO→
2
6
18
2
2
2
2
14LaMoTeO+84NO+54O+452HO+6N
2
6
18
2
3
3
2
3
3
2
4
6
7
24
2
6
6
При синтезе сложного оксида LaMoTeO должно выполняться мольное соотношение n(LaO) : n(МоО) : n(TeO), равное 1:1:6, что соответствует мольному отношению n(La(NO)⋅6HO) : n((NH)MoO⋅4HO) : n(HTeO), равному 2:1/7:6.
2
6
18
2
6
12
Для получения сложного оксида LaMoTeO отбирают навески исходных соединений таким образом, чтобы на 2 моль гексагидрата нитрата лантана (что соответствует массе 886 г), приходилась 1/7 моль тетрагидрата гептамолибдата аммония (что соответствует массе 176.6 г), и 6 моль ортотеллуровой кислоты (что соответствует массе 1377.6 г). Далее навески исходных соединений по отдельности растворяют в дистиллированной воде. Далее растворы смешивают и полученную смесь выпаривают досуха. При этом образуется мелкодисперсный аморфный осадок, который измельчают и прокаливают при температуре не менее 600°С. Наличие в заявляемом методе синтеза стадии образования мелкодисперсного аморфного осадка позволяет ускорить процесс взаимодействия между исходными веществами, так как скорость гетерогенной реакции зависит от размера реагирующих между собой частиц и увеличивается при уменьшении их размера. Идентификацию полученного предложенным методом нового сложного оксида LaMoTeO проводили методом рентгенофазового анализа.
2
6
18
2
3
2
3
Полученный сложный оксид лантана, молибдена, теллура имеет химическую формулу LaMoTeO. Состав данного соединения входит в область стеклообразования тройной системы TeO-MoO-LaO.
2
6
18
2
6
18
Если при синтезе соединения LaMoTeO нарушить атомное отношение  La : Mo : Те, равное 2:1:6, и изменить содержание любого из компонентов, то в результате прокаливания получается смесь веществ. Кроме синтезируемого LaMoTeO, в системе будет присутствовать оксид того макрокомпонента, содержание которого было превышено. Температура прокаливания может превышать 600°С, но это не улучшает качество продукта синтеза и поэтому не целесообразно. При температурах ниже 600°С целевая твердая фаза не образуется либо содержит примеси исходных веществ или промежуточных продуктов реакции либо не обладает достаточной кристалличностью.
2
6
18
3
3
2
4
6
7
24
2
6
6
2
3
3
2
В рентгенограмме полученного соединения LaMoTeO отсутствуют рефлексы, относящихся к исходным веществам La(NO)⋅6HO, (NH)MoO⋅4HO, HTeO и продуктам их термического разложения LaO, MoO и TeO. Это свидетельствует о том, что в системе произошло химическое взаимодействие и было получено новое химическое соединение, обладающее собственной кристаллической структурой, которая характеризуется межплоскостными расстояниями, представленными в таблице 1.
В заявленном изобретении недостатки способа по прототипу устраняются за счет того, что в качестве исходных соединений используют не оксиды элементов, а другие производные элементов, а именно, гексагидрат нитрата лантана, тетрагидрат гептамолибдата аммония и ортотеллуровую кислоту, причем используют навески исходных компонентов таких масс, чтобы выполнялось атомное соотношении  La : Mo : Те, равное 2:1:6.
2
3
12
Более высокое содержание теллура в полученном соединении по сравнению с известным соединением LaMoTeO обеспечивает возможность использования полученного соединения не только в качестве компонента шихты наряду с другими соединениями, но и в качестве единственного вещества в составе шихты для синтеза лантансодержащих теллуритно-молибдатных стекол.
Ниже представлен пример конкретного осуществления предлагаемого изобретения.
Пример. 1.
Гексагидрат нитрата лантана массой 3.4635 г, тетрагидрат гептамолибдата аммония массой 0.7056 г, ортотеллуровую кислоту массой 5.5246 г растворяли в воде, растворы смешивали, и эту смесь выпаривали досуха на воздухе на электрической плитке. Сухой остаток измельчали в фарфоровой ступке, помещали в фарфоровый тигель и прокаливали при 600°С в течение 5 часов. Дифрактограмму полученного соединения регистрировали на дифрактометре Shimadzu LabX XRD-6000. Дифрактограмма полученного соединения совпадает с дифрактограммой, приведенной в таблице 1.
Пример. 2.
Гексагидрат нитрата лантана массой 3.4635 г, тетрагидрат гептамолибдата аммония массой 0.7056 г, ортотеллуровую кислоту массой 6.4400 г (отношение атомов La : Mo : Те равно 2:1:7) растворяли в воде, растворы смешивали, и эту смесь выпаривали досуха на воздухе на электрической плитке. Сухой остаток измельчали в фарфоровой ступке, помещали в фарфоровый тигель и прокаливали при 600°С в течение 5 часов. Дифрактограмму порошка продукта синтеза регистрировали дифрактометром Shimadzu LabX XRD-6000. В этой дифрактограмме (фиг. 2) присутствуют пики, соответствующие целевому соединению и диоксиду теллура, так как относительное содержание атомов теллура в исходной смеси превышает таковое в целевом соединении.
Пример 3.
2
6
18
2
3
1.5
Шихту, представляющую собой навеску сложного оксида LaMoTeO массой 3.5929 г, помещали в фарфоровый тигель и подвергали плавлению в муфельной печи при 850°С. Полученный расплав выливали в стальную форму, разогретую до 350°С, и медленно охлаждали до комнатной температуры. После охлаждения расплав представлял собой стекло состава 67TeO-11MoO-22LaO. Стеклообразное состояние подтверждено методом рентгенофазового анализа (фиг. 3).
Пример 4.
2
6
18
2
3
1.5
2
6
18
3
2
Для получения стекла необходимого состава в шихту, кроме соединения LaMoTeO добавляли рассчитанные массы бинарных оксидов. Так, для синтеза 5.0000 г стекла состава 58TeO-29МоО-13LaOсмешивали навески сложного оксида LaMoTeO массой 2.9789 г, оксида молибдена МоО массой 1.0479 г и оксида теллура TeO массой 0.9734 г. Далее полученную смесь помещали в фарфоровый тигель и подвергали плавлению в муфельной печи при 850°С. Полученный расплав выливали в стальную форму, разогретую до 350°С, и медленно охлаждали до комнатной температуры. После охлаждения полученный твердый образец представляет собой стекло. Стеклообразное состояние подтверждено методом рентгенофазового анализа (фиг. 4).