Синтез соединений висмута высокой чистоты с использованием реакций твердое-раствор

• Автор: Афонина, Любовь Игоревна
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 173 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ ПО СИНТЕЗУ, СТРУКТУРЕ И РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ НЕКОТОРЫХ СОЕДИНЕНИЙ ВИСМУТА
1.1. Оксид висмута, полиморфизм, синтез, зависимость морфологических характеристик от химической предыстории

1.2. Соли кислородсодержащих кислот особенности структуры и способы получения.

1.2.1. Нитраты висмута.

1.2.2. Карбонаты висмута.

1.2.3. Соли карбоновых кислот

1.3. Сложные висмутсодержащие оксиды.

1.4. Цели и основные задачи исследования.

ГЛАВА 2. ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ СИНТЕЗА И СОСТАВОВ ПРОДУКТОВ ГИДРОЛИТИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ ВИСМУТА ИЗ НИТРАТНЫХ РАСТВОРОВ.
3.1. Осаждение висмута из нитратных растворов при добавлении щелочных реагентов и воды.
3.2. Оксогидроксониграты висмута условия получения и составы
3.3. Очистка висмута от примесных металлов в процессе осаждения из нитратных растворов.
3.4. Осаждение цитрата висмутаШ из нитратных растворов
ГЛАВА 4. ОКСОГИДРОКСОНИТРАТ ВИСМУТА В00НзК0зЗН ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПО РЕАКЦИИ
ТВЕРДОЕ РАСТВОР С ПОЛУЧЕНИЕМ СОЕДИНЕНИЙ.
4.1. Взаимодействие оксогидроксонитрата висмута с растворами азотной кислоты.
4.2. Взаимодействие оксогидроксонитрата висмута с растворами ацетата аммония и уксусной кислоты
4.3. Взаимодействие оксогидроксонитрата висмута с растворами карбоната аммония.
4.4 Взаимодействие оксогидроксонитрата висмута с растворами нитрата меди.
4.5 Взаимодействие оксогидроксонитрата висмута с растворами гермаиата аммония
4.6 Заключение
ГЛАВА 5. ОКСИД ВИСМУТАШ ГИДРОЛИТИЧЕСКОЕ
ПОЛУЧЕНИЕ, ЗАВИСИМОСТЬ СВОЙСТВ ОТ ХИМИЧЕСКОЙ И ТЕРМИЧЕСКОЙ ПРЕДЫСТОРИИ
5.1. Синтез оксида висмута но реакции взаимодействия оксокарбоната висмутаШ с раствором гидроксида натрия
5.2. Синтез оксида висмута особой чистоты. Физикохимические свойства В с различной предысторией
5.3. Гидрометаллургическая переработка медновисмутовых концентратов с получением оксида висмута
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Метастабильная кубическая модификация уВ образуется при 9С, если охлаждать расплав или высокотемпературную модификацию 5В, предварительно выдержанную в кислороде , . В ряде случаев удается сохранить уВьОз при охлаждении до комнатной температуры , . По мнению авторов работ , на стабилизацию уВь при обычной температуре влияет наличие примесей из тиглей и газовой среды, а также введение малых количеств различных катионов. На основании рентгенографических и нейтроннографических исследований уВ, проводимых, как при высокой , так и обычной температурах, отмечается сходство его структуры со структурой силленита. Известно, что соединения, кристаллизующиеся в структуре силленита, имеют состав В4АЛо АА , ве, П, А1, Р, Ре, В1 и др. А и А в тетраэдрическом кислородном окружении , , 1, а уВОз является предельным в ряду силленитов. Ему приписывают формулу В1гбОз9 или Вь6О и предполагают, что по ряду электрофизических свойств он превосходит все другие соединения с подобной структурой. При синтезе оксида висмута можно выделить три основных подхода. ВЬОз 1. Данный подход упоминается практически во всех известных монографиях по неорганической химии . Однако при этом не приводятся данные по количественному выходу и чистоте получаемого оксида, которые являются определяющими. Силлен получал В0з плавлением металла в графитовой печи при 0С в токе кислорода с последующим быстрым охлаждением паров. Шумб и Риттнер для создания высокой температуры использовали электрическую дугу между графитовым электродом и поверхностью расплавленного металла в рафитовом тигле при постоянном токе кислорода. Следует отметить, что пары висмута и расплав его оксида обладают высокой реакционной способностью, вследствие чего получаемый данными способами оксид загрязняется графитом материал тигля, а также содержит тоикодиспсрсный металлический висмут. Кроме того, для получения оксида высокой чистоты, наряду с использованием чистого металла, требуется графит спектральной чистоты. Использование специального реактора, в котором при нагревании металла в атмосфере инертного газа до 0С образуются пары висмута, позволяет в результате последующего окисления кислородом воздуха и охлаждением до 0С последних получать высокодисперсный оксид с размером частиц 0 нм . Однако изза отсутствия данных по чистоте получаемого оксида не удается оценить возможность устранения недостатков, отмеченных выше. Перевод металлического висмута в оксид может быть осуществлен предварительным диспергированием металла путем введения в его расплав при 0С оксида висмута или карбоната натрия с массовыми долями и соответственно с последующей промывкой смеси водой . В1 3 32 ВьОз Ыа СТ 1. В результате операции диспергирования реакционная поверхность металлического висмута увеличивается и соответственно повышается его способность к окислению. Однако по результатам анализов получаемый оксид загрязнен металлическим висмутом и основным карбонатом, для перевода которых в оксид необходимо прокаливание продукта при 00С. Практический интерес представляет метод получения оксида из металлического висмута, предложенный Хиллом и состоящий в нагревании смеси металла и нитрата натрия до полного расплава с образованием оксида по реакции 2В1 ЗЫаЫОз В0з ЗЫаЫ 1. Оксид выделяется из реакционной смеси при ее обработке водой. Однако для очистки от ионов натрия необходима многократная промывка ВОз водой, а реакция синтеза сильно экзотермична и может сопровождаться взрывом . Второй и основной путь синтеза оксида висмута связан с термическим разложением его солей, полученных в результате гидролитической переработки металлического висмута или висмутсодержащих промпродуктов. В монографиях Мсллора 1 и Бусева , работе Паншута и Дюваля сообщается об образовании В при термическом разложении различных солей основного карбоната 0С, основного и среднего нитратов 0С, висмутсодержащих солей карбоновых кислот формиата, салицилата, тартрата, галлата и др. Отмечается, что при термическом разложении последних имеет место образование промежуточных продуктов, таких как металлический висмут, который при дальнейшем повышении температуры переходит в оксид.