Способ получения низших оксидов титана

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗШИХ ОКСИДОВ ТИТАНА путем взаимодействия титана с его диоксидом при нагревании в среде газообразных хлоридов титана в титановом контейнере, отличающийся тем, что, с целью повышения фазовой чистоты продуктов, процесс ведут при 650- 900°С. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения фазовой чистоты монооксида титана, процесс ведут при 650- 750°С. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения фазовой чистоты дититаноксида , процесс ведут при 800-900°С.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 С 01 G 2304

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

RO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3416192/23-26 (25) 3418666/23-26 (22) 24.03.82 (46) 23.02.84. Бюл. № 7 (72) В. Н. Кулюкин, В. Н. Арбеков и Г. В. Голубкова (71) Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья Сибирского отделения АН СССР (53) 546.821 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 466189, кл. С 01 G 23/04, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 939391, кл. С 01 G 23/04, 1980.

ÄÄSUÄÄ 1()74823 А (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗШИХ ОКСИДОВ ТИТАНА путем взаимодействия титана с его диоксидом при нагревании в среде газообразных хлоридов титана в титановом контейнере, отличающийся тем, что, с целью повышения фазовой чистоты продуктов, процесс ведут при 650—

900 С.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения фазовой чистоты монооксида титана, процесс ведут при 650—

750 С.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения фазовой чистоты дититаноксида, процесс ведут при 800 — 900 С.

10?4823

2О

Изобретение относится к соединением титана в низших степенях окисления и может быть использовано при создании оптических покрытий, в полупроводниковой технике.

Известен способ получения полутораокиси титана взаимодействием металлического титана, взятого в избытке, и двуокиси титана в закрытом кварцевом реакторе в присутствии элементарного хлора или тетрахлорида титана (1).

Недостатком этого способа является загрязнение продукта материалом контейнера вследствие высокой реакционной способности газообразных низших хлоридов титана.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения полутораокиси титана взаимодействием титана и диоксида титана при нагревании до 550—

600 С в титановом контейнере (2).

Недостатком известного способа является низкая фазовая чистота в случае получения дититаноксида и монооксида по этому способу, поскольку продукт независимо от взятого соотношения титана и диоксида титана содержит значительное количество фазы полутораоксида.

Целью изобретения является повышение фазовой чистоты монооксида или дититаноксида.

Поставленная цель достигается тем, что взаимодействие титана и диоксида титана ведет в титановом контейнере при 650—

900 С.

Причем процесс получения монооксида ведут при 650 †7 С, а дититаноксида— при 800 †9 С.

При температурах ниже 650 и выше

750 С наряду с фазой монооксида образуются соответственно полутораоксид и дититаноксид. При температуре ниже 800 и выше 900 С наряду с фазой дититаноксида образуются соответственно фазы монооксида и трититаноксида.

Пример 1. В контейнер из исходного титана емкостью 50 см, массой 210 г (двухсоткратный избыток от стехиометрии образования дититаноксида) загружают

1,6022 r двуокиси титана марки «ОСЧ,2».

Контейнер закрывают титановой крышкой и помещают в кварцевую ампулу, которую запаивают с широкого конца. Все содержимое ампулы дегазируют нагреванием до

1000 С при непрерывном вакуумировании системы до остаточного давления 1 ° 10 мм рт. ст. Охлаждают до комнатной температуры и запускают в систему до давления

100 мм рт. ст. газообразный хлор. Кварцевую ампулу полностью запаивают, помещают в печь, нагревают и выдерживают при

800 С в течение 4 ч. Систему охлаждают вскрывают ампулу и все содержимое ампу25 зо

4О

55 лы обезгаживают в вакууме нагреванием до

800 С для очистки продукта от хлоридов титана. После охлаждения извлекают из титанового контейнера образовавшийся продукт в виде порошка серого цвета.

Получают 4,1233 г продукта. Рентгенографически показано наличие в продукте только одной фазы дититаноксида. Содержимое титана в полученном продукте по данным химического анализа составляет

85,67 вес. о/о (теоретическое содержание титана в дититаноксиде 85,69 вес. о/p). Выход составляет 98,6 /р от теоретического.

Пример 2. Аналогично примеру используют 1,7038 г двуокиси титана и синтез осуществляют при 900 С в течение 3 ч.

Получают 4,7611 г продукта. Рентгенографически показано наличие в продукте только одной фазы дититаноксида. Содержание титана в полученном продукте по данным химического анализа составляет 85,71 вес.

Выход: 99,8 /р от теоретического.

Пример 8. В контейнер из иодидного титана емкостью 50 см, массой 220 г (двухсоткратный избыток от стехиометрии образования моноокиси титана) загружают

1,5046 г двуокиси титана марки «ОСЧ 6-2».

Контейнер закрывают титановой крышкой и помещают в кварцевую ампулу. Далее один конец ампулы запаивают, а другой — подсоединяют к вакуумной системе. Содержимое ампулы дегазируют нагреванием до

1000 С при непрерывном вакуумировании до остаточного давления 1 10 мм рт. ст., охлаждают до комнатной температуры и напускают в систему газообразный хлор до давления 100 мм рт. ст. Кварцевую ампулу полностью запаивают, помещают в печь, нагревают и выдерживают при 650 С в течение 4 ч. После охлаждения ампулу вскрывают и все содержимое ее обезгаживают в вакууме нагреванием до 800 С для очистки продукта от хлоридов титана.

После охлаждения извлекают из титанового контейнера порошкообразный продукт в количестве 2,3736 г. Рентгенографически показано наличие в продукте только одной фазы моноокиси титана. Содержание титана в конечном продукте по данным химического анализа составляет 74,92 вес. "/о (теоретическое содержание титана в моноокиси 74,96 вес. /p). Выход 98,6 /о от теоретического.

Пример 4. Аналогично примеру 3. Используют 1,7648 г двуокиси титана, синтез осуществляют при 750 С в течение 3 ч.

Получают 2,8086 г продукта. Рентгенографически показано наличие в продукте только одной фазы моноокиси титана. Содержание титана в полученном продукте по данным химического анализа составляет

74,98 вес. /p. Выход 99,5 /p от теоретического

1074823 от исв повыВозможСоставитель В. Дубровская

Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сПатент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Джугаи

Заказ 221/20

Технико-экономический эффект пользования изобретения состоит шении фазовой чистоты продуктов, ности получения их в виде порошков, что исключает затраты на измельчение и повышает чистоту низших оксидов титана.