Способ получения фосфата титана (ш)

"- Г 1 Р"ц " К АВТОРСКОМУ ТЕЛ ЬСТВУ кии институт ожушкова и иев: та- М,: кое свидетелькл. С 01 В 25/3 о СССР1982 АА ТИ ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯТАНА (П 1) Изобретение относится к получению фосфата титана (П), который может быть использован в качестве твердых кислотных катализаторов в процессах органическбго синтеза, а также эффективных ионообменников,Известен способ получения фосфата титана путем взаимодействия растворов сульфата титана (11) и фосфата натрия.Недостатком способа является небольшой выход конечного продукта ( 50%), э также получение продукта, содержащего значительное .количество примесей, Представляет значительные трудности получение исходного чистого сульфата титана (П 1),Известен способ получения фосфата титана, включающий взаимодействие ортофосфорной кислоты с гидроокисью титана (П 1), Недостатком способа является небольшой выход конечного продукта и низкая степень его чистоты.(57) Изобретение относится к способу получения фосфата титана (1 П) и позволяет повысить чистоту и выход конечного продукта. Навеску высокодисперсного нитрида титана обрабатывают концентрированной фосфорной кислотой при 150-170 С. После выдержки раствора его охлаждают до 40 - 60 С и в охлажденный раствор вводят изоспирты алифатического ряда, выбранные из группы: изопропиловый, изоамиловый, изобутиловый. Выпавший осадок отделяют, промывают абсолютизированным ацетоном и сушат в неокислительной атмосфере. Способ позволяет повысить чистоту конечного продукта за счет снижения содержания в нем дигидрофосфата аммония с 1-2% до 0,5% и повысить выход с 98% до 99,0 - 99,3%. 1 табл. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения фосфата титана, включающий взаимодействие высокодисперсного нитрида титана с концентрированной ортофосфорной кислотой при 150 - 170 С с последующим охлаждением раствора до 20 С и осаждением фосфата титана (П 1) путем добавления 3 - 5-кратного избытка ацетона или этилового спирта. После отделения и промывки осадка абсолютированным ацетоном фосфат титана (111) высушивают в вакууме до постоянной массы.Недостатком способа является невозможность получения чистого продукта вследствие его загрязнения НН 4 Н 2 Р 04, который образуется одновременно при взаимодействии ТЖ с ортофосфорной кислотой. Таким образом, в результате процессов осаждения в осадок выпадает не только фос 1728131фат титана (111), но и однозамещенный фосфат аммония, загрязняя фосфат титана и снижая его выход,Целью изобретения является повышение чистоты и выхода конечного продукта.Цель достигается тем. что в способе получения фосфата титана (111) путем взаимодеиствия высокодисперсного нитрида титана с концентрированной фосфорной кислотой при 150-170 ОС с последующим охлаждением раствора, осаждением фосфата титана (111) из фосфорнокислых растворов органическим растворителем, отделением осадка и промывкой абсолютизированным ацетоном, сушкой продукта в неокислительной атмосфере, осаждение целевого продукта проводят иэ фосфорнокислых растворов, охлажденных до 40 - 60 С. а в качестве органического растворителя используют изоспирты алифатического ряда, выбранные из группы: изопропиловый, иэобутиловый, изоамиловый.Отличительными признаками является неполное охлаждение фосфорнокислых растворов (до 40 - 60 С) полученных взаимодействием нитрида титана с ортофосфорной кислотой при 150 - 170 ОС и осаждение фосфата титана (111) изоспиртами алифатического ряда: изопропиловым, изобутиловым, изоамиловым. Таким образом, совокупность двух признаков позволяет получить чистый фосфат титана, т,е. избежать соосаждения ЙН 4 Н 2 Р 04, которое явля.- ется трудноконтролируемым процессом.При температуре фосфорнокислых растворов 40-60 С растворимость продуктов реакции фосфатов титана (111) и аммония будет выше, чемпри 20 С. Причем растворимость фосфата аммония с увеличением температуры возрастает в большей степени, чем фосфата титана, Поэтому при последующем осаждении органическим растворителем с выпадающим осадком фосфата титана будет меньше соосаждаться фосфата аммония, который в данных условиях обладает еще достаточно высокой термодинамической устойчивостью в фосфорнокислых растворах. Следует отметить, что нижняя температурная граница связана с технологическим Фактором, т.е. с возможно большимувеличением растворимости продуктов реакции. В то же время верхняя граница определяет безопасные условия проведения процесса осаждения, так как эта граничная температура не должна превышать или быть равной температуре кипения органического растворителя и должна быть ниже ее на 10-25 С,Кроме того, применение иэоспиртов.вкачестве органического осадителя приводит,к достаточно медленному осаждению целевого продукта, устраняя их лавинообразное5 выделение из фосфорнокислых солей (как вслучае с осаждением ацетоном), что усугубляло процесс соосаждения фосфата титана(111) с дифосфатом аммония. Применение вы. сших изоспиртов (с радикалом более 5) не 10 целесообразно ввиду повышения вязкостисистемы и резкого замедления процессаосаждения целевого продукта.Способ получения фосфата титана (1 И)заключается в следующем.15 Навеску 3-5 г высокодисперсного нитрида титана прибавляют при интенсивномперемешивании к 150-200 мл концентрированной НзР 04(с - 1.74 гсмэ) и затем нагревают в колбе с обратным холодильником и20 мешалкой до 150 - 170 С, Использование обратного холодильника и мешалки обеспечивает хорошее перемешивание иподдержание постоянства концентрацииреагирующих веществ и продуктов реакции25 при нагревании.После процесса получения однородногои гомогенноо раствора, заканчивающегосяв течение 2 - 3 ч, раствор охлаждают до 40 -60 С и декантацией сливают в емкость, в30 которую затем добавляют изоспирты алифатического ряда (изопропиловый, изобутиловый, изоамиловый) для осаждения фосфататитана (111).После отделения и промывки осадка це 35 левой продукт высушивают в вакуум-зксикаторе до постоянной массы.П р и м е р 1. 5 г высокодисперсногонитрида титана прибавляют при интенсивном перемешивании к 200 мл НЗР 04(д,7440 г/см ) и нагревают в колбе с обратным холоздильником до 170 ОС в течение 2,5 ч, Послеохлаждения раствора до 40 С его декантацией переносят в емкость, в которую добавляют изопропиловый спирт. Выпавший45 осадок фосфата титана (111) отделяют, промывают безводным ацетоном, высушиваютв вакуумном эксикаторе до постоянной массы,Выход продукта составляет 99,3 о , Со 50 держание в продукте Т - 26,2 о ; Р - 18,0 о ;Т 1 - 0,7 ; ЙН 4 Н 2 Р 04 - 0,4 ,Примеры 2-5 способа получения фосфата титана (111) аналогичны примеру 1. Анализпредлагаемого и известного составов при 55 веден в таблице,Осуществление способа позволяет по сравнению с известным повысить чистоту конечного продукта путем снижения содержания в нем дигидрофосфата аммония с 1 -Условия осаидения Условия взаимодействия Состав продухтв, нас.8 Выходпродухта,нас,ь Темпе- Спиртратура, осадивС тель 21" ИнтвэРО,Продолкительность,ч Температура, С И РО яонц нлТ 1 Р Предласаеиый1 5 25 8 178 2,0 1,1 Иэопропиловый 200 98,0 170 2,5 2;5 2,5 40 50 99,3 26,2 18,0 0,7 06 99,2 26,0 17,9 0,8 . 0,5 25З 5 5 5 5 200200 и 170 170 ИзобутиловьйИзоаниловыйИзопропи"повий 170 2,5 170 25 150-170 2 3 60 99,0 26,2 18,0 0,9 0,5 200 Происходит испарение осадителя и иаруыениепроцесса осаядения 200 70 Известный 5 98,0 25,6" 17,7- 2.5 1-2 25,8 178 200 20 Ацетонэтиловыйспирт Составитель Д.МедведевТехред М,Моргентал Корректор Л.Патай Редактор О.Хрипта Заказ 1373 Тираж Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101 Способ получения фосфата титана 111), 5 включающий взаимодействие высокодис персного нитрида титана (111) с концентрированной фосфорной кислотой при 150-170 С, охлаждение полученного раствора и введение в него органического оса дителя, отделение образовавшегося осада. его промывку абсолютизированным ацетоном, сушку в неокислительной атмосфере, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чистоты и выхода конечного продукта, охлаждение фосфорнокислого раствора ведут до 40 - 60 С, а в качестве органического осадителя используют изоспирты алифатического ряда, выбранные из группы: изопропиловый, изобутиловый, изоамиловый,