Способ получения титаната лития

СО 1 ОЭ СОВЕТСКИХкцюющюэРЕСПУБЛИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТИТАНАТАЛИТИЯ с остава Ь 11, Т 1 е. О 4,О4 0,3, отжигом брикетированнойсмеси кислородсодержащего соединениялития и оксидов титана (Ш) и (1 Ч),о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения чистоты продуктаи ускорения процесса, брикетированную смесь и пористый металлическийтитан помещают в разные секции двухсекционной ампулы, перед отжигомсистему вакуумируют до 1010 мм рт.ст., ведут нагрев секции,2содержащей титан, при 780-820 Сов течение 3-5 мин и производят ееотпаивание. ешниццЫег Сов2003 пдцсгьщ;оГдз 1.РЬуз 1 сз,И ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОТ ЕТЕКИЙ И ОТНРЫТЬ(7 1) Институт химии Уральскнаучного центра АН СССР(56) 1. 1,есегГ А. оп охусе11 гЬ 1 цв ес де г 1 гапе ггдча 1гез Нецдаз, 1962, ч. 254, р2004.2. 1 оЬцзгоп Э,С. Зцрег соапд Могша 1 Бгаге Рчорегг 1 езЬ 11+Т 1О Бр 1 пе 1 СовроцпЗоцгпа 1 оГ Ьоц Теврегагцге1976, ч, 25, р. 145-175. 1 982 А о 1 г, 23/оо; с о 1 э 1 уоо11Изобретение относится к неоргани"ческой химии, а именно к синтезуоксидных соединений, содержащих литий и титан, и может быть использовано при получении сверхпроводниковых материалов.Известен способ получения оксидного соединения ЬТО, путемвзаимодействия смеси оксидов Ь, 0и Т,О, И.Процесс ведут при 1000 С в аргоне, Получение соединений составаЕ 11 Т О где 0х0,3, содержащих титан в степени окисления (111), по этому способу невозможно.Наиболее близким к предлагаемому по достигаемому эффекту являетсяспособ получения титаната литиясостава Е 1+ Т 1 0,1 где 0 ь Х ь 0,3нагреванием спрессованной при давлении 1800 кг/см смеси кислородсо-держащей соли лития (например1.1, СО ) с диоксидом титана ТдО, ватмсофере кислорода, Температураобжига 740-750 С. Затем полученныйсостав перетирают с добавлениемнеобходимого количества оксидаТд О, прессуют в таблетки придавлении 7200-14400 кг/смф и отжигают в токе инертного газа при 750800 С в течение 12-24 ч 2,К недостаткам способа относитсядлительность процесса получения(только вторая стадия длится12-24 ч, длительность его первойстадии еще больше вследствие низкойреакционной способности диоксидатитана в реакциях с солями), необходимость применения высоких давлений прессования, низкая чистота конечного продукта вследствие егонеоднофаэности и нарушения требуемого стехиометрического соотношения компонентов. Например, при синтезе титаната с 0,05 й Х й 0,15 тре.буемой Фазы образуется менее 403,а фазовый и химический состав образующихся примесей не установлен.Цель изобретения - повышениечистоты конечного продукта и ускорение процесса.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу получениятйтаната лития состава Ь 11 ТхОгде Ох0,3, отжигом брикетированной смеси кислородсодержащегосоединения лития и оксидов титана(111) и (1 Ч) смесь и пористый метал 19982 3 рии смеси. 1 О 15 20 25 35 40 45 50 55 лический титан помещают в разные секции двухсекционной ампулы, перед отжигом систему вакуумируют до 10 1 Омм рт.ст., ведут нагрев секции, содержащей титан, при 780- 820 оС в течение 3-5 мин и производят ее отпаивание.Смесь оксица лития Ь 1 0 и оксидов титана Т,О, и ТдО, соответ" ствующего стехиометрического состава Перетирают, брикетируют при давлении 1500-2000 кг/см и полученный образец помещают в ампулу, разделенную на две секции, в одной из которых находится образец, а в другой пористый металлический титак После откачивания воздуха иэ ампулы до 10 " -10 2 мм рт.ст. ее запаивают. Секцию, содержащую титан, нагревают до 780-820 С и выдержиовают 3-5 мин,после чего зту часть отпаивают. Вакуумированную ампулу с образцом нагревают до 750-800 Со в течение 10-15 ч. Полученный продукт анализируют рентгенофазовым и химическим методами.Обработка реакционного пространства с использованием пористого металлического титана предотвраща" ет частичное окисление Тд (1 П) -ф - з Тд (1 Ч) и нарушение стехиометПри остаточном давлении более 10 мм рт.ст. и температуре ниже 780 С поверхность металлического титана пассивируется образующимся оксидом Т 10 в результате чего остаточный кислород в ампуле окисляет Тд (111), нарушая тем стехиометрию смеси,При остаточном давлении менее 10 2 мм рт.ст, и температуре выше 820 С давление кислорода в ампулеопосле нагревания и выдержки в течение 3-5 мин меньше разновесного над оксидом ТО в результате чего в процессе получения часть кислорода переходит из образца в реакционное пространство, при этом нарушается требуемое стехиометрическое соотношение компонентов.Время выдержки 3-5 мин является оптимальным для обеспечения синтеза однофазного продукта.П р и и е р 1. Смесь, содержащую 0,2990 г Е,О, 1,5980 г ТдО и 1,4380 г Т 1,0 , тщательно перетирают, брикетируют прн давлении 1500 кг/смф и помещают в кварцевуюСоставитель В. ДубровскаяТехред Т,фанта Корректор Е. Сирохман Редактор Е. Папп Тираж 463 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 7681/19 Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная,4 3 1 ампулу, разделенную на две секции. Во вторую секцию ампулы помещен пористый металлический титан, Ампулу откачивают до 10 мм рт.ст. Затем эапаивают и часть, содержащую титан, нагревают до 780 С и выдержи овают в течение 5 мин, затем ее отпаивают.Вакуумированную ампулу с образцом нагревают 15 ч при 750 С. Полученный продукт охлаждают в ампуле. Рентгено фазовый анализ показывает наличие одной фазы ЫТ О.Состав продукта, вес.й:1.1 4,10Т 1 ф 28,65Т 1 28,770 38,90 Это с точностью погрешности анализа соответствует теоретическому содержа нию элементов в соединении Ь 1 Т 1 О 1.П р и м е р 2, Смесь, содержащую 0,3887 г 1 1,0, 0,1438 г Т 10, и 2,5568 г Т 1 О, тщательно перетирают, брикетируют при давлении 2000 кг(см и полученный образец помещают в кварцевую ампулу, разделенную на две секции. Во вторую секцию ампулы помещен пористый металлический титан. Ампулу откачивают до 10 ф мм рт.ст., запаивают. Секцию, содержащую титан, на 19982 4гревают до 820 аС и выдерживают в те"чение 3 мин, затем ее отпаивают отсекции ампулы, содержащей образец.Вакуумированную ампулу с образцом нагревают 10 ч при 800 С. Полу"еченный продукт охлаждают в ампулеРентгенофазовый анализ показываетналичие одной фазы Ьд 1, Т 117 ОСостав продукта, вес.Х: 0Ы 5,89Т 1 49,71Т 1 з 3,15О 41,82Это.с точностью погреаности анализасоответствует теоретическому содержанию элементов в соединенииИ 11 Т 1 ,т О . Использование предлагаемого спо соба позволяет упростить процессввиду исключения вторичного прессования при высоких давлениях(7200-14400 кг/см в известном способе), интенсифицировать за счет 2 З проведения его в одну стадию (длительность сокращения до 10-15 ч).Кроме того, способ позволяет иолу"чить чистый продукт без посторонних примесей, что подтверждаетсяданными рентгенофазового и химнческого анализов.