Электролит для электрохимического получения -фазы кислородных ванадиевых бронз

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 1 67490 Соеэ Советских Социалистических Республик.07,76 (2 2387906 23-2 присоединением заяв ственнык комитет(23) Приоритет етв Министров ССС) Дата опубликования описания 13.07.78 72) Авторыизобретения71) Заявители А. Калие Н СССР кин, Е. В. Бабенко, А, А. Фотиев и рохимии Уральского научного центр У АН. Барабститут эле я электролит для одных ванадиевых М - щелочной меый в качестве соеит пятиокись ваиания щелочного меого металла при ии компонентов,45 - 65 35 - 55 та 3) Опубликовано 30.07.7 Изобретение относится к области электрохимических производств, точнее к области получения у-фазы кислородных ванадиевых бронз, которые могут быть использованы в качестве материалов для катали за, в аналитической химии - в качестве индикаторных электродов.Известен оксихлоридный электролит для получения бронз лития.Недостатком этого электролита является 10 необходимость проведения электролиза в закрытых ячейках в атмосфере инертного газа, что приводит к большим конструктивным затруднениям.Известен электролит для электрохимиче ского получения у-фазы кислородных ванадиевых бронз типа М,7205, где М - щелочной металл, а 0,7(Х(1, состоящий из эвтектической смеси ХС 1 - КС 1 с .1 ЧО в котором концентрация лития не превышает 20 10 ммоль/л, электролиз ведут в инертной атмосфере,Недостатком такого электролита является то, что катодный продукт является не чистым по составу, так как при электрохи мическом выделении ему сопутствуют примеси ортованадатов и низших окислов ванадия. Цель изобретения - повышение чистотыронз. 3 Для этого предлагает получения у-фазы кисло бронз типа М,ЧэОв, где талл, а 0,7(Х(1, кото дипения ванадия содерж дия, а в качестве соедин талла - окись щелочи следующем соотношен мол. %:Пятиокись ванадия Окись щелочного меМ.О Данный состав электролита позволяет, помимо получения чистых бронз, вести процесс без использования инертной атмосферы, что упрощает процесс электролиза.Кроме использования окиси щелочного металла, можно использовать любое кислородсодержащее соединение щелочного металла, которое при нагревании разлагается с образованием окиси щелочного металла,П р и м е р 1. Смесь 30 г окисла лития (1120) с 182 г пятиокиси ванадия (Ч 205) помещают в кварцевый тигель и расплавляют в печи при 640 С. В расплав помещают платиновые катод и анод в виде пластин с платиновыми токоподводами и пропускают постоянный ток плотностью617490 дукт кислородной ванадиевой бронзы типа МЧзОз, не содержащей примесей ортованадатов и низших окислов. Кроме того, проведение электролиза в предложенном электролите в атмосфере открытого воздуха намного упрощает технологию синтсза бронз. Катодный осадок, полученный из известного электролита, как показали химический и фазовь:й рентгеновский анализы, представляет собой смесь Т-фазы литийванадпевой бронзы и продуктов, выделяющихся в композиции 1 ИОз, Елз 704, а также включает примесь хлора и калия в зависимости от катодного потенциала (см, табл, 1),Таблица 1 фазовый рентгеновский анализ продуктаХимический анализ продукта 1.1 Ч,О, т-фаза 11,Ч 04- 0,62- 1,320 - 0,950- 0,800- 1,030 Указанные интервалы ингредиентов (35 - 55 мол. /о М,О, 45 - 65 мол. /, ЧзОз) одновременно являются концентрационными границами выделения у-фазы кислородных ванадиевых бронз по компонентам электролита. Электролит, содержащий менее 45 мол. /а ЪгОз, имеет высокую температуру плавления (до 1200 С) и пятиокись ванадия в расплаве претерпевает сильную диссоциацию до 704, что вызывает снижение выхода по току до нуля в связи с большой долей электронной составляющей. В расплавленном электролите, содержащем более 65 мол. /а Ч,Оа, выделение у-фазы кислородной ванадиевой бронзы также не происходит по указанной выше причине, т. е, выход по току падает до нуля.Таким образом, предложенный электролит позволяет получать чистые )/-фазы кисТаблица 2 Химический анализпродуктов, мол, о; фазовый рентгеновский анализ продуктов1.1 11,61 Ч(Ч) 11,61 Ч(1 Ч) 13,64 О 63,14 1 Ча 0,09 Ч(Ч) 16,88 Ч(1 Ч) 9,09 О 64,94 1 Ло ззЧО 5 1.1,0 50 ЧзО 50 1-1 РО, "Г-фаза 1 ЧаСОз 50 ЧзО, 50 Као 7 Ч 206 ИахЧ,О, 1-фаза 100 А/см. Процесс ведут в атмосферс воздуха.Согласно рентгеновскому и химическомуанализам на катоде получают однофазныйпродукт литийванадиевой бронзы состава 5(Ъ/зОз) расплавляют при температуре 635 Си ведут электролиз по примеру 1, Согласно 10рентгеновскому и химическому анализам накатоде получают однофазный продукт натрийванадиевой бронзы состава ХахЧзО,где Х=0,7.Из предложенного электролита электролизом получают чистый однофазный про 1.1 - 23,30 ммоль/л Ч(Ч) - 23,06 ммоль/л Ч(1 Ч) - 23,01 ммоль/л 1.1 - 25,55 ммоль/л Ч(1 П) - 25,38 ммоль/л Присутствуют: Ч(Ч), Ч(1 Ч),1 Л, К, С 1 Присутствуют: Ч(Ч), Ч(1 Ч),Ц, К, С 1 Присутствуют; Ч(11), Ч(1 Ч),1.1, К, С 1Таким образом, кроме ионов хлора, у-фаза кислородной ванадиевой бронзы, сод"ржит самостоятельные фазы (ортована,",атлития), а также вещества, включающис всвой состав калий и неидентифицированные 20соединения. Эти примеси не могут быть отделены от основного продукта (литийванадиевой бронзы) простыми методами,Данные химического и фазового рентгеновского анализов о чистоте продукта, полученного электролитически из предложенного чисто оксидного электролита приведены в табл, 2.Из данных, приведенных в табл. 1 и 2,видно, что повышенная чистота получаемого продукта, а также оксидный электролитпозволяет получать у-фазу ванадиевойбронзы без наличия примесей соединений,что не достигалось в хлоридном расплаве. 1. ЧОВещества не идентифицированы 1.1 ЧО, Т-фаза и те же продукты,что и при 1= - 0950 В1.ЧО и те же продукты, что и при1= - 0,950 ВФормула изобретения 10 Составитель О. ЗобнинРедактор Т. Пилипенко Техред О. Тюрина Корректор Л. Брахнина Заказ 1360/16 Изд.502 Тираж 763 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45Подписц Типография, пр. Сапунова, 2 лородных ванадиевых бронз, а также зна.чительно упростить технологический процесс электролиза из-за отсутствия необхо.димости работать в инертной атмосфере. Электролит для электрохимического получения у-фазы кислородных ванадиевых бронз типа МхЧ,Оз, где М - щелочной металл, а 0,7(Х(1, содержащий соединение ванадия и соединение соответствующего щелочного металла, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чистоты бронз, в качестве соединения ванадия, он содер жит пятиокись ванадия, а в качестве соединения щелочного металла - окись щелочного металла при следующем соотношении компонентов, мол. %:Пятиокись ванадия 45 - б 5 Окись щелочногометалла МО 35 - 55