Сложный оксид лантана, молибдена и теллура

Изобретение относится к области химии и касается синтеза сложного оксида лантана, молибдена и теллура La₂MoTe₆O₁₈, который может быть использован для получения лантансодержащих теллуритно-молибдатных стекол не только в качестве компонента шихты наряду с другими соединениями, но и в качестве единственного исходного вещества. Сложный оксид лантана, молибдена и теллура имеет химическую формулу La₂MoTe₆O₁₈. Техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является упрощение способа получения лантансодержащих теллуритно-молибдатных стекол. 3 ил., 1 табл, 3 пр.

 

Заявляемое изобретение относится к области химии и касается синтеза нового сложного оксида лантана, молибдена и теллура который может быть использован для получения лантансодержащих теллуритно-молибдатных стекол.

К настоящему времени известно единственное соединение, относящееся к сложному оксиду лантана, молибдена и теллура состава La₂MoTe₃O₁₂ (Inorganic Chemistry 44 (2005) 9314-9321). Указанное соединение может быть использовано в качестве компонента шихты для получения лантансодержащих теллуритно-молибдатных стекол.

Недостатком указанного соединения является то, что его состав не входит в область стеклования тройной системы TeO₂ - MoO₃ - La₂O₃. Поэтому соединение La₂MoTe₃O₁₂ в индивидуальном состоянии не может быть использовано для получения лантансодержащих теллуритно-молибдатных стекол, а может быть использовано только как компонент шихты наряду с другими соединениями.

Известна шихта для получения теллуритно-молибдатных стекол, которая содержит смесь сложного оксида теллура и молибдена, сложного оксида теллура и лантана и сложного оксида лантана и молибдена (RU 2587199 С1, кл. С03С 6/00, G02B 6/00, опубл. 20.06.2016 г.). Например, шихта для получения стекла состава (TeO₂)_0.50(MoO₃)₀.₂₅(LaO₁.₅)₀.₂₅ содержит 3.8454 г La₂TeO₆, 1.1767 г La₂Mo₂O₉ и 7.1011 г Te₂MoO₇. Указанную смесь растирают в фарфоровой ступке и помещают в фарфоровый тигель, выполняют гомогенизирующее плавление шихты в муфельной печи, разогретой до 850°С, после чего расплав выливают в металлическую форму для отжига.

Получают образец стекла, характеризующийся коротковолновой границей пропускания 501 нм.

Недостатком указанной смеси является ее многокомпонентность, а именно, необходимость включения в исходную шихту нескольких сложных оксидов, что требует наличия, по крайней мере, трех исходных компонентов в фазово чистом состоянии и свободных от поглощающих излучение примесей. Описанные в прототипе сложные оксиды не являются товарными продуктами, поэтому синтезу стекла предшествует стадия получения как минимум трех исходных компонентов.

Задачей изобретения является создание нового сложного оксида лантана, молибдена и теллура с таким мольным соотношением атомов, которое бы позволило использовать его не только в качестве компонента шихты, наряду с другими соединениями, но и в качестве единственного исходного вещества для синтеза лантансодержащих теллуритно-молибдатных стекол.

Техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является упрощение способа получения лантансодержащих теллуритно-молибдатных стекол.

Поставленная задача достигается тем, что полученный сложный оксид лантана, молибдена, теллура имеет химическую формулу La₂MoTe₆O₁₈.

На фиг. 1 представлена порошковая рентгенограмма соединения La₂MoTe₆O₁₈, зарегистрированная на дифрактометре Shimadzu LabX XRD-6000 (Cu К_α).

На фиг. 2 представлена рентгенограмма измельченного в порошок стекла, полученного охлаждением расплава сложного оксида La₂MoTe₆O₁₈.

На фиг. 3 представлена рентгенограмма измельченного в порошок стекла состава 58TeO₂ - 29МоО₃ - 13LaO_1.5, полученного из смеси сложного оксида La₂MoTe₆O₁₈, оксида молибдена MoO₃ и оксида теллура TeO₂.

В таблице 1 представлены данные порошковой дифрактографии соединения La₂MoTe₆O₁₈.

Предлагаемое соединение в кристаллическом состоянии получают из гексагидрата нитрата лантана La(NO₃)₃ ⋅ 6H₂O, тетрагидрата гептамолибдата аммония (NH₄)₆Mo₇O₂₄ ⋅ 4H₂O и ортотеллуровой кислоты Н₆ТеО_б по реакции:

28La(NO₃)₃ ⋅ 6H₂O+2(NH₄)₆Mo₇O₂₄ ⋅ 4H₂O+84H₆TeO₆ →

14La₂MoTe₆O₁₈+84NO₂+54O₂+452H₂O+6N₂

Для синтеза соединения La₂MoTe₆O₁₈ отбирают навески исходных соединений La(NO₃)₃ ⋅ 6H₂O, (NH₄)₆Mo₇O₂₄ ⋅ 4H₂O, H₆TeO₆ таких масс, чтобы выполнялось атомное соотношение La : Mo : Те, равное 2:1:6. Далее навески по отдельности растворяют в дистиллированной воде, смешивают полученные растворы. При смешивании растворов выпадает осадок. Осадок и окружающий его раствор выпаривают досуха, не разделяя их. Полученный сухой остаток измельчают и прокаливают при температуре не менее 600°С. После прокаливания соединение представляет собой порошок белого цвета.

Если при синтезе соединения La₂MoTe₆O₁₈ нарушить атомное соотношение La : Mo : Те, равное 2:1:6, и изменить содержание любого из компонентов, то в результате прокаливания получается смесь веществ. Кроме синтезируемого La₂MoTe₆O₁₈, в системе будет присутствовать оксид того макрокомпонента, содержание которого было превышено. Температура прокаливания может превышать 600°С, но это не улучшает качество продукта синтеза и поэтому не целесообразно. При температурах ниже 600°С целевая твердая фаза не образуется, либо содержит примеси исходных веществ или промежуточных продуктов реакции, либо не обладает достаточной кристалличностью.

В рентгенограмме соединения La₂MoTe₆O₁₈ (ФИГ. 1) отсутствуют рефлексы, относящиеся к исходным веществам La(NO)₃ ⋅ 6H₂O, (NH₄)₆Mo₇O₂₄ ⋅ 4H₂O, Н₆ТеО₆ и продуктам их термического разложения бинарным оксидам La₂O₃, MoO₃, TeO₂, что свидетельствует о том, что в системе произошло химическое взаимодействие и образование нового химического соединения, обладающего собственной характерной кристаллической структурой.

Полученный сложный оксид La₂MoTe₆O₁₈ характеризуется межплоскостными расстояниями, представленными в таблице 1.

Состав данного соединения входит в область стеклообразования тройной системы TeO₂ - MoO₃ - La₂O₃.

Более высокое содержание теллура в полученном соединении по сравнению с известным соединением La₂MoTe₃O₁₂ обеспечивает возможность использования полученного соединения не только в качестве компонента шихты, наряду с другими соединениями, но и в качестве единственного вещества в составе шихты для синтеза лантансодержащих теллуритно-молибдатных стекол.

Ниже представлен пример конкретного осуществления предлагаемого изобретения.

Пример. 1.

Гексагидрат нитрата лантана массой 3.4635 г, тетрагидрат гептамолибдата аммония массой 0.7056 г, ортотеллуровую кислоту массой 5.5246 г растворяли в воде, растворы смешивали, и эту смесь выпаривали досуха на воздухе на электрической плитке. Сухой остаток измельчали в фарфоровой ступке, помещали в фарфоровый тигель и прокаливали при 600°С в течение 5 часов. Дифрактограмму полученного соединения регистрировали на дифрактометре Shimadzu LabX XRD-6000. Дифрактограмма полученного соединения совпадает с дифрактограммой, приведенной в таблице 1.

Пример 2.

Шихту, представляющую собой навеску сложного оксида La₂MoTe₆O₁₈ массой 3.5929 г, помещали в фарфоровый тигель и подвергали плавлению в муфельной печи при 850°С.Полученный расплав выливали в стальную форму, разогретую до 350°С, и медленно охлаждали до комнатной температуры. После охлаждения расплав представлял собой стекло состава 67ТеО₂ - 11MoO₃ - 22LaO_1.5. Стеклообразное состояние подтверждено методом рентгенофазового анализа (фиг. 2).

Пример 3.

Для получения стекла необходимого состава в шихту, кроме соединения La₂MoTe₆O₁₈ добавляли рассчитанные массы бинарных оксидов. Так, для синтеза 5.0000 г стекла состава 58TeO₂ - 29MoO₃ - 13LaO_1.5 смешивали навески сложного оксида La₂MoTe₆O₁₈ массой 2.9789 г, оксида молибдена MoO₃ массой 1.0479 г и оксида теллура TeO₂ массой 0.9734 г. Далее полученную смесь помещали в фарфоровый тигель и подвергали плавлению в муфельной печи при 850°С. Полученный расплав выливали в стальную форму, разогретую до 350°С, и медленно охлаждали до комнатной температуры. После охлаждения полученный твердый образец представляет собой стекло. Стеклообразное состояние подтверждено методом рентгенофазового анализа (фиг. 3).

Сложный оксид лантана, молибдена и теллура, имеющий химическую формулу La₂MoTe₆O₁₈.