Способ получения чистого молибдата свинца в ионных расплавах
METHOD FOR PRODUCING CLEAN LEAD MOLYBDATE IN IONIC MELTS

4
4
Изобретение относится к способам получения молибдата свинца (PbMoO) в ионных расплавах, который может быть использован при изготовлении сцинтилляционных элементов, в лазерной технике, акустооптических модуляторах, дефлекторах, что обусловлено его высокими физическими и оптическими свойствами. Монокристалл PbMoO имеет удовлетворительные термомеханические свойства, легко обрабатывается, не растворяется в воде, устойчив к внешней среде, а процессы взаимодействия в нем видимых и инфракрасных лучей звуковых волн дает положительный результат.
3
3
3
С акустооптической точки зрения, качество монокристаллов молибдата свинца превосходит  кристаллы LiNbO и уступает α-HIO  [Minowa М., Itakura K., Moriyama S., Ootani W. Measurement of the property of cooled lead molybdate as a scintillator // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A. - 1970. - Vol. 7, issue 1. - P. 65-68]. Однако, процесс получения кристаллов α-HIO сравнительно трудоемкий, они легко ломаются, растворяются в воде и, следовательно, неустойчивы в сырой среде [Bonner W. A., Zydzik G. J. Growth of single crystal lead molybdate for acousto-optic applications // Journal of Crystal Growth.- 1970. - Vol. 7, issue 1. - P. 65-68].
Известен способ получения молибдата свинца твердофазным синтезом, а именно спеканием оксидов свинца (II) и молибдена (VI) при температуре выше 1000°C в течение нескольких суток, а затем из полученного расплава с температурой 1800°C вытягивается растущий монокристалл [Патент РФ C1 №2059026 Авторы: Анненков А.Н.; Коржик М.В.; Костылев В.Л.; Лигун В.Д.].
Недостатками данного способа являются: очень высокие температуры процессов, длительное время синтеза, так как скорость процесса в твердой фазе очень низкая.
3
3
3
2
4
3
2
4
3
3
3
2
эвт.
2
4
3
4
Известен способ получения молибдата свинца  в нитратном расплаве смеси компонентов KNO, NaNO, Pb(NO), взятых в количестве 0,6320; 0,3679 и 0,2198 моль соответственно, в который добавляют NaMoO в количестве эквивалентном Pb(NO). Синтез PbMoO ведут при температуре 200-250°C в 2 этапа [Шурдумов Г.К. Синтез молибдата и вольфрамата свинца в расплавах систем [KNO-NaNO-Pb(NO)]-NaMo(W)O [(K,Na,Pb//NO,Mo(W)O)], «ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ: ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 2014, т.57, N2, стр.91-96].
4
2
Недостатками данного способа синтеза PbMoO являются агрессивная среда, термическая и термодинамическая неустойчивость реагентов, выделение токсичного газа NO, протекание побочных окислительно-восстановительных реакций:
Образовавшийся в результате реакции (1) оксид свинца (II) загрязняет продукт, т.к. PbO не растворяется в воде.
Также главным недостатком данного способа получения молибдата свинца является разложение нитрата свинца уже при температуре 200°C, а процесс ведут при температуре 200-250°C. Таким образом, как на первом, так и на втором этапах выделяется бурый газ.
Задача, решаемая изобретением: получение чистого молибдата свинца в ионных расплавах, сокращение времени процесса синтеза и энергозатрат.
4
Поставленная задача решается следующим образом. Согласно предлагаемому способу PbMoO получают по обменной реакции:
4
4
В соответствии с уравнением реакции исходные компоненты, взятые в эквивалентных количествах, смешивают и тщательно перетирают в ступке, загружают в платиновый тигель и опускают в шахтную печь, температуру в которой поднимают постепенно до 550-600°C и выдерживают 1 час. Расплав выливают на стальную подложку и после охлаждения тщательно перетирают в ступке и отмывают PbMoO от шлака (сульфаты) в горячей воде в течение 20 минут, затем отфильтровывают, промывая водой. Полученный порошок PbMoO просушивают при 300°C, а затем прокаливают при 500°C.
Пример 1.
4
4
Берут молибдата натрия 14,03 г, сульфата свинца 41,28 г и молибдата лития 11,85 г. Исходные компоненты, взятые в эквивалентных количествах, смешивают и тщательно перетирают в ступке, загружают в платиновый тигель и опускают в шахтную печь, температуру в которой поднимают постепенно до 550-600°C и выдерживают 1 час. Расплав выливают на стальную подложку и после охлаждения тщательно перетирают в ступке и отмывают РbМо0 от шлака (сульфаты) в горячей воде в течение 20 минут, затем отфильтровывают, промывая водой. Полученный порошок PbMoO просушивают при 300°C, а затем прокаливают при 500°C. Полученный молибдат свинца в количестве 49,90 г представлял порошок светло-желтого цвета. Рентгенофазовый анализ (далее РФА) и спектральный анализ (далее СА) показали, что полученный молибдат свинца не содержит примесей.
Выход целевого продукта составил 99,8%.
Пример 2.
4
4
4
Способ получения молибдата свинца PbMoO осуществляют аналогично примеру 1. Отличием от первого примера является то, что берут молибдата натрия 19,65 г, сульфата свинца 57,79 г и молибдата лития 16,59 г. Исходные компоненты, взятые в эквивалентных количествах, смешивают и тщательно перетирают в ступке, загружают в платиновый тигель и опускают в шахтную печь, температуру в которой поднимают постепенно до 550-600°C и выдерживают 1 час. Расплав выливают на стальную подложку и после охлаждения тщательно перетирают в ступке и отмывают PbMoO от шлака (сульфаты) в горячей воде в течение 20 минут, затем отфильтровывают, промывая водой. Полученный порошок PbMoO просушивают при 300°C, а затем прокаливают при 500°C. Полученный молибдат свинца в количестве 69,895 г представлял порошок светло-желтого цвета. РФА и спектральный анализ показали, что полученный молибдат свинца не содержит примесей.
Выход целевого продукта составил 99,85%.
Пример 3.
4
4
4
Способ получения молибдата свинца PbMoO осуществляют аналогично примеру 2. Отличием от первого примера является то, что берут молибдата натрия 25,26 г, сульфата свинца 74,31 г и молибдата лития 21,34 г. Исходные компоненты, взятые в эквивалентных количествах, смешивают и тщательно перетирают в ступке, загружают в платиновый тигель и опускают в шахтную печь, температуру в которой поднимают постепенно до 550-600°C и выдерживают 1 час. Расплав выливают на стальную подложку и после охлаждения тщательно перетирают в ступке и отмывают PbMoO от шлака (сульфаты) в горячей воде в течение 20 минут, затем отфильтровывают, промывая водой. Полученный порошок PbMoO просушивают при 300°C, а затем прокаливают при 500°C. Полученный молибдат свинца в количестве 89,92 г представлял порошок светло-желтого цвета. РФА и спектральный анализ показали, что полученный молибдат свинца не содержит примесей.
4
Выход целевого продукта составил 99,9%. Технический результат: получение чистого молибдата свинца (PbMoO) в ионных расплавах.