Метафосфат сурьмы полимерной структуры и способ его получения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ИТЕТ СССРЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫПО ДЕЛАМ ИЗОБ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ИДЕТЕЛЬСТВ АВТОРСКОМ ая,(21) 3775057/23-26(54) МЕТАФОСФАТ СУРЬМЫ ПОЛИМЕРНОЙ СТРУКТУРЫ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ (57) 1. Метафосфат сурьмы полимерной структуры формулы БЬ(РО ) где и больше 3, в качестве компонента шихты в производстве оптических стекол,2. Способ получения метафосфата сурьмы полимерной структуры формулы ЯЬ(РО )1 ,где и больше 3, заключающийся в термической обработке сначала при 180-200 С 4-6 ч, затемопри 440-470 С 2-4 ч смеси однозаме. щенного или двузамещенного фосфата аммония с оксидом или хлоридом сурьмы в присутствии нитрата аммония при массовом соотношении компонентов в пересчете на Р, ЯЬ и НОу (3,15 - 3,5) : 1,0 й (0,18 - 0,40).25 1 12161Изобретение относится к метафос-фатам поливалентных металлов, используемых в производстве оптических стекол, а также к способам полу.чения фосфорных солей. 5Целью изобретения является синтез метафосфата сурьмы полимернойструктуры формулы ЯЬ(РО ) Д. где П3, который используется вкачестве шихтного компонента в про- Оизводстве оптических стекол.П р и м е р 1. 2,60 г трехокисисурьмы БЪ 0 тщательно перемешиваютс 6,51 г однозамещенного фосфатааммония ЮН Н РО и 027 г нитрата 5аммония ИН,ИО. Мольное соотношение реагентов Р:БЬ:НО. = 3,15:1,О:0,18. Смесь переносят в корундовыйтигель и выдерживают в течение 4 чпри 180 ОС, затем в течение 2 ч при 20470 С. После окончания термическойобработки продукт извлекают иэтигля и измельчают. Выход метафосфата сурьмы 983, содержанке основного вещества 96-993.Найдено, Ж (мольное отношение):РО 59,2.(3,002); БЪ 0 40,1 (1,0)1Р 259 (3,0002) ЯЪ 33,5 (1,0)ЗЬ(РО)Д30Вычислено, 7 (мольное отношение:Р 0 59,5 (3,0) 1 ЗЬ 0 у 40,5 (1, 0);Р 28,0 (3,0); БЬ 33,8 (1,0).Метафосфат сурьмы ЗЪ(РО)представляет собой кристаллическоевещество белого цвета, гигроскопичное, без запаха,Рентгенометрические данные метафосфата сурьмы приведены в табл.1,Метафосфат сурьмы имеет полимерноестроение, что проявляется на хроматограммах образцов ЗЬ(РО) и ихинфракрасных спектрах (табл.2. Поданным хроматографии на бумагеметафосфат сурьмы является полимером с числом атомов фосфора10,величина 1,высота фронта анионавысота фронта растворителяна хроматограммах 10,05, чтохарактерно для Фосфатов с числом50атомов фосфора в молекуле10. В инфракрасном спектре метафосфата сурьмы присутствуют интенсивные разрешенные полосы поглощения с максимумами 751,774; 994; 1100; 1112; 1158; 55291; 1317 см , соответствующиесимметричным и антисимметричнымколебаниям группировок РО и РОР.,50 1Значения частот поглощения антисимметричных группировок 7 РОР 994 см и 7, 219, 1317 см указывают на полимерное строение фосфата.Использование известного способа получения метафосфата висмута (11) для получения метафосфата сурьмы приводит к образованию смеси ортофосфата сурьмы иэлементарной сурьмы и удалению в газовую Фазу пятиокиси фосфора, метафосфат сурьмы при таких условиях не образуется.В предлагаемом способе термическую обработку смеси сурьмы и фосфорсодер жащих реагентов проводят в присутствии сильного окислителя - нитрата аммония, который разлагается прионагревании выше 200 С и создает окислительную атмосферу, препятствующую восстановлению сурьмы до элемен тарного состояния. Термическая обработка смеси сурьма- и фосфорсодержащих реагентов в присутствии окислителя - нитрата аммония с мольным соотношением регаентов Р ; БЬ : НО=(2,8 - 4,0) : 1,0 : 0,10 - 0,40, позволяет получить метафосфат сурьмы.Использование метафосфата сурьмы в качестве шихтного компонента позволяет упростить технологию получения оптических стекол и улучшить их оптические характеристики, Замена окиси сурьмы и ортофосфорной кислоты (Ш) на метафосфат сурьмы вызывает .уменьшение показателя преломления на 14610и увеличение коэффициента дисперсии на 1,9, т.е. введение в стекла метафосфата сурьмы приводит к заметному улучшению оптических характеристик стекол.Кроме того, снижение числа компонентов шихты, т.е, использование метафосфата сурьмы вместо окиси сурьмы и ортофосфорной кислоты, приводит к понижению летучести: фтора из расплава фторфосфатного стекла и более точной регулировке состава оптического стекла, а также способствует улучшению условий труда.П р и м е р 2. 5,18 г треххлористой сурьмы БЬС 11 смешивают с 9,87 г двузамещенного Фосфата аммония Ю) НРО и 0,75 г нитрата аммония ИНМ 05, мольное соотношение реагентов составляет Р:БЬ:Х 05=3,27:1,О: 0,3, переносят в корундовый тигель и выдерживают в течение б ч при1216150 200 С, затем в течение 4 ч при450 С, Выход продукта 997 Таблица 1 Рентгенометрические данные 11 о 1 Ф А1 о й, А 8,42 2,4 1,36 4,3 4,06 8, 3,06 3,1 2,60 10,0 1,15 1,4 1 2,9 1,08 6,2 1,61 4,1,07 4,5 1,4 1,54 7,6 0,981,51 2,9 0,93 2,4 0,92 1,9 1,44 0,8 ьон и е. й, А - межплоскостныерасстояния, выраженныев ангстремах, 1/10значение интенсивностейрефлексов рентгенограммпо отношению к наибольшемузначению интенсивности. Дрме.ча Таблица 2 ЙПродолжение табл.2 Максимумы частот поглощения в ИК-спектре ЯЬ(РО)Ди их отнесения Значения Отнесенныечастот, см к типамколебаний:1014 п. 11000 о.с.РО4 э 112 о.с.1158 с. 1272 п501291 о.с. 1 РО 682 сл. 751 с. 1317 о,с. 774 с,1 РОР 840 о.сл.922 п. 1 РОР 944 о.с. 457 ср.510 и.527 с.635 о.сл. Остальные примеры 13-21) сведеныв табл,3. еМаксимумы частот поглощенияв ИК-спектре 51(РО)и их отнесения Значения Отнесенные частот, см к типам колебанийН р и м е ч а н и е. ХарактеристикиЯ интенсивностей полос поглощения : о.сочень сильная, с. - сильная, ср.средняя, сл. - слабая, о.сл. - очень1216150 Таблица 3 Исходные реагенты Режим получения метафосфата сурьмы ТемпеВыходосХольное соотношение реагентов Тем 8 Ь про- калсту- пени ки 11216150 Исходные реагенты 118Пример Режим получения метафосфата сурьмы Мольное соотношение реагентов ВыходосТемпеДлительность Длительность ионноговеР ВЬ МО про- калпрокалкина 11 ки е-. и сту нен.н ст ступен сту ки,о ни, ч 50 3 1,0 Р 04 3 0,4 Е 10 ЬС 11216150 Продолжение табл. 3 Режим получения метафосфата сурьмы ДлительМольное соотношение реагентов ТемпеВыходосемность про- калсту- пени кина 1 и П про- калступе" ни,С17 НН 4 Н Р 043,2 450 3 1,0 18 (НН,), РО, 3,2 600 3 0,2 190 5 1,0 19 (МН 4)НРО 3,2 0,3 200 5 1,0 ф 1 Н 4 Н фР 04 450 3 0,3 21 НН 4 Н РО 3 2 1,0 0,3 330 5 11 Н 4 НО ф Контрольные примеры, осуществляемые в режиме за выходом указанных интервалов параметров. Составитель Г.МитропольскаяРедактор Г.Волкова Техред Т.Тулик Корректор Т,Колб Заказ 957/27 Тираж 452 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д,4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 УВ Исходные При- реагенты мер ВЬ ОНННО ратура1 Длительность ступени, ч ераурароалпрокалкина и ступени, ч новноговеще-.ства,Х