Золь моногидроксида алюминия и способ его получения

 

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ , а именно к получению золей моногидроксида алюминия. Цель изобретения - получение золя моногидроксида алюминия с улучшенньми свойствами для защитных геттерных покрытий в светотехнической промьшшенности. Для этого соль алюминия растворяют в воде и нейтрализуют аммиаком. Полученный осадок гидроксида алюминия отделяют и промывают. Пром-воды отделяют и осадок гидроксида алюминия разбавляют дистиллированной водой при ратуре кипения в течение 2 ч до мольного отношения , 100-1000 и вводят кислоту при мольном отношении гидроксида алюминия к кислоте 10-30. После обработки кислотой смесь кипятят в течение 1-4 ч, в нее вводят растворимые соли щелочно-земельных металлов при 70-100 С и кипятят в течение 1-2 ч. Использование нового материала как пленкообразующего вещества § в газоразрядных лампах позволяет увеличить стабильность светового потока по сравнению с золем моногидроксида алюминия на 0,6-8,,4% (2000 ч горения ). 2 с.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 Г 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПогДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 41702ф2/31-02 (22) 30.12.86 (46) 07.11.88. Бюл. 9 41 (71-) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72} О.M.Ìåðêóøåâ, Л.Б.Прохорова, Е.В.Тюльменкова и И.Н.Сазонова (53) 661.862.22(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1263629, кл. С 01 F 7/02, 1985 (54) ЗОЛЬ МОНОГИДРОКСИДА АЛЮМИНИЯ И

СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ, а именно к получению эолей моногидроксида алюминия. Цель изобретения — получение золя моногидроксида алюминия с улучшенными свойствами для защитных геттерных покрытий в свето" технической промьппленности. Для этого

„„SU„„1435537 А 1 соль алюминия растворяют в воде и нейтрализуют аммиаком. Полученный осадок гидроксида алюминия отделяют и промывают. Пром-воды отделяют и осадок гидроксида алюминия разбавляют дистиллированной водой при темпе" ратуре кипения в течение 2 ч до мольного отношения,H О/Al =100-1000 и

z вводят кислоту при мальком отношении гидроксида алюминия к кислоте 10-30.

В

После обработки кислотой смесь кипя" тят в течение 1 4 ч, в нее вводят растворимые соли щелочно-земельных мео таллов при 70-100 С и кипятят в тече-. ние 1-2 ч. Использование нового материала как пленкообраэующего вещества в газораэрядных лампах позволяет уве" личить стабильность светового потока по сравнению с золем моногидроксида алюминия на 0,6-8,4Е (2000 ч горения). 2 с.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

1435537

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ., а

:именно к получению золей моногидроксида алюминия °

Цель изобретения — получение золя моногицроксида алюминия с улучпьенными свойствами для защитных геттерных покрытий в светотехнической промьпп-ленности. 10

Пример 1. 50 г А1(НО ) х ,х 9Н 0 растворяют в 50 смп горячей дистиллированной воды. Полученный раствор нейтрализуют 257-ным раствором аммиака в количестве 25-30 см до рН маточного раствора 7-9. Осадок гидроокиси алюминия отжимают и промывают горячей дистиллированной попой, На промывку 10 г гидроокиси алюминия рас-ходуется 1000 см дистиллированной

3 воды.

Отжатую гидроокись алюминия пере-носят в аппарат с мепилкой и обогре.-.

ВоМ PR36GBJIRIGY ГОРЯчей ДистБллиРОВВЕЕВоН BoBoé пРИ I"EoEIE EIo l oTEIQltlPEIII -E 2воды к гидроокиси алюминия 100, IIpo-. гревают смесь в течение 2 ч при кипя-чении и интенсивном перемешивании. о

Затем при 60-70 С вводят азотную кис= лоту при мопьном Отношении Гидрокси да алюминия к кислоте, равном 10, прогревают 2 ч при кипении. Посла че-. го при 80 С в систему вводят 27„78 г хлорид бария, растворенный в 50 см дистиллированной воды, Кипятят 2 ч при перемешивании. Формула полученно-- 5

ГО ЗОЛЯ

ВаА1(ОН) э РО. )о,, С1г

П р и «е р ы 2-8. Синтез далей моно-!

ГиДрОксиДа алюминиЯ с солЯми ЛЗ1 1 пров о дят аналогично примеру 1, за исключе-

HHQM ТОГО, что B Гидроксид а:пОминия

О при 70-100 С вводят растворы солей

ЩЗИ с различными анионами: по отноше-.

45 и по к пептизирующей кислоте, Даннь:е приведень в табл, 1.

На фиг.1-4 приведены данные дифференциального термического анализа (ДТА) и рентгенофазных исследоваьпш

59 структуры образующихся долей.

На основании анализа экспериментальных данных можно заключить, что все катионы (Са, Ng, Cr, Ва) взаимодействуют с ОН-группами гидрoкcидa и внешнесферно координируются атомами алюминия (через кислород).

Катионы Ng Са, Бг и Ва взаимодействуют не только с поверхностными

ОН-группами, но и хемосорбируются, попадая в межслоевые пространства псевдобемита. Об этом свидетельствуют значительные смещения полосы бемита, соответствующей межплоскостному расо стоянию 6, 12 А, характеризующему спайность слоев кристаллической решетки

-за счет водородных связей. НаблюдаЮ.-: шийся при кипячении, только в случае бария, фазовый переход моногидроксида в гидраргиллит визуально не проявляется, так как в условиях синтеза (низкие значения рН золей) происходит образование гидраргиллита по степени дислерсносги, не отличающейся отмоногидроксида (фиг.3).

Б случае стронция внедрение катионов B межслоевые пространства не сопровождается -,.аспадом частиц гидрокси" да. Об этом свидетельствует липп, нез- . начительное уширение пика б,12 А (флг,Л), Кальций,. попадая в решетку моногид" роксида алю п:ния, увлекает за собой

Bоду, входящую в его гидратную оболочку, что вызывает значительное расширение межслоевого пространства ипоследующий распад частиц на полигетеооядер:-;ые ко1гплексы. Об этом свиде" тельствуют рентгенограмма, соответствующая практическому аморфному моно"

I:Ië poEсиду (фиг . 2) .

Отсутствие пика И о б, E2 А в случае введения солей магния (фиг.1) свидетельствует о том, +г . тто активированные ионы магния (Ng ). не внедряются при данных условиях в межслоевые пространства, Это можно обьяснить тем,, что молекулы первой гидратной сферы иона Ng + связаны с последним прочной ковалентной связью и поэтому затруднено внедрение в кристаллическую решетку, Данные рентгенофазового анализа и ДТА показывают что вследствие гидролиза ионов Ng на поверхности частиц возмоя<на внешиесферная координация с образованием гидроксоалюминатов.

Катионы ЩЗИ., дополнительно заряжая частицы за счет взаимодействия с 0Нгруппами моногидроксида при повышенной температуре, стабилизируют зОЛи, Образование связей А1-О-Ме объясняется тем, что даже при максимальном соотношении Ne:Al l:1 и большой концентрации электролита последний не вызывает коагуляцйю и расслаивание системы, как в случае введения при з . 143 комнатной температуре, а наоборот, приводит к стабилизации золя и его эастудневанию. На основании данных

ДТА можно также сделать вывод о том, что добавление ЩЗМ способствует.разложению моногидроксида алюминия. Это существенно заметно в случае магния.

Так положение пика, характеризующего термическое разложение моногидроксида до (--А1 0, смещается с 420 до

360 С, т.е. на 60 С.

Образующиеся золи не склонны к старению. Кристаллизация части соли, не прореагировавшей химическим путем с моногидроксидом,,по мере сушки золя происходит на затравках, которыми являются частицы гидроксида алюминия, что обеспечивает равномерное распределение компонента Mt Y . Наоборот, при введении малорастворимых солей

ЩЗМ, например ВА(ИО ), кристаллизация,происходит и в объеме растворителя с образованием крупных кристаллов, что является причиной нарушения сплошности покрытий, а также неравномерности распределения компонентов в системе. результаты по световой отдаче газоразрядных ламп с защитным покрытием из золя моногидроксида алюминия по предлагаемому способу в сравнении с известными защитными покрытиями из оксинитрата алюминия приведены ..в табл. 2, Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать золи моногидроксида алюминия, стабилизированные солями щелочно-земельных металлов, в качест5537

4 ве материалов для формирования защитных геттерных пленок в светотехнической промышленности, Использование но5 вого материала как пленкообразующего вещества в газораэрядных лампах позволит увеличить стабильность светово-. го потока по сравнению с золем моногидроксида алюминия на 0,6-8,4Х (2000 ч горения).

Формула изобретения

1. Золь моногидроксида алюминия, стабилизированный солями щелочно-земельных металлов общей формулы

МеА1 (ОН) > <1 Х. 7, где ш - 1-.3, m/3ð 10-30 Ме-Са, Mg, Sr, Ва, X Yанионы NO„, C1 СН СОО, C104, НСОО

2р для получения защитных геттерныхпленок в светотехнической промъппленносТИ.

2. Способ получения золя моногидроксида алюминия, включающий раство25 рение соли алюминия в воде, ее нейтрализацию раствором аммиака, отделе.ние осадка гидроксида алюминия, его промывку, отделение промводы от гидроксида алюминия, разбавление последЗО него дистиллированной водой при температуре кипения в течение двух часов до мольного отношения Н О/Al = 1001000, введение кислоты при мольном отношении гидроксида алюминия к кислоте 10-30, кипячение смеси в течение

1-4 ч, введение в нее растворимых со» лей щелочно-земельных металлов при 70о

100 С и последующее кипячение при перемешивании в течение 1-2 ч.

8 б

Я а

6

Р о

g

Э

Г %

И б

6

A ф

Б и

cl с»

С7

Ф

Ф о

Ф

И с Ф

A (. ф сс

° 4

О с! с" ъ сс о сд

Бсс!

44!

О

444 сс с!

41 о

t1

И

О

Я

В р3

v о 0

8 сл о

«5 4

М е3

6 н о б

6 ч с!

Г" с О

«4

С4

А4 о о4

f р!!.1 и

Р4 о с 4

Itf

° 4 о„

44 о о

t4

CJ о ! "

44

et о и

;и

44 о

tll

СЭ

«1

4 сс!

С.!

I 4435537 сс ъ 6

ttt

Q o с I$ с

Ж Р

ttt 144 "с

6 о

1 Ф

ОЪ .g

° 1 и,О

g с,Ф

144 0 ф с4 4:!

° Ч Ж

g o е ъ

444 Р сс tt м tI4

4О,44 сГ

CJ

442

В

t4 о

rt

47 «с

Ф а с с!

Ъ

О с4

8 м о о

Г б

tt

8 гс Д

84

3 ъ с Д

tt 14

° 1 гс

Таблица 2.1435537

Спад светового потока, 7

От 100 до 500 ч

От 100 до 2000 ч

13,0

ВаА1(ОН) (МО з)о. С1 4,4

0,6

12,4

8,4

ВаА13 (ОН)бт (1%О )„С1 2, 3

4 ° 6

Защитные покрытия колб ламп

Защитная пленка (ЗП), полученная из золя моногидроксида алюминия

ЗП, сформированная из золей моногидроксида алюминия, стабилизированных солями ЩЗМ:

Увеличение стабильности светового потока по сравнению с золем моногидроксида алюминия, Х

1435537

И 2kÈ 5 И N 6 Ю и 12 f0 8 6 Ф 2 д

Рмг.г

ЗР Э О 24. Й N Ю ff 1Ф 12 10 д 6 Ф 2 О (Раа.д

143 553 7

28 26 24 22 lu 18 Ю 1Ф 12 10 8 Ю Ф 2 д

Раг.Ф.

Составитель Н. Целикова

Редактор Н.Бобкова Техред М.Ходанич Корректор В.Бутяга

Типаж 446 Подписное

BIIHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5604/19

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4