Методы, основанные на различных вариантах смешения

17
Для осаждения гидроксидов в качестве исходных реагентов 
используются нитраты или ацетаты, а в качестве осадителя – растворы 
аммиака или щелочи.
Для осаждения оксалатов в качестве исходных реагентов используются 
нитраты или ацетаты, а в качестве осадителей – смеси щавелевая кислота – 
аммиак, щавелевая кислота – триэтиламин, либо избыток насыщенного 
раствора оксалата аммония при фиксированной кислотности раствора, либо 
водный раствор диметилоксалата. 
Осаждение карбонатов аналогично оксалатам. В качестве осадителя при 
осаждении карбонатных солей используются избыток гидрокарбоната 
аммония, избыток карбоната натрия либо карбонат тетраметиламмония. 
Осаждение проводят при pH > 8, создаваемом добавлением раствора аммиака 
или гидроксида натрия. Однако приходится уделять особое внимание стадии 
промывки осадка, поскольку примеси щелочных металлов могут изменять 
свойства получаемых материалов. 
Пример синтеза сложного оксида этим методом, описанный в 
литературе, – получение Mg
4
Nb
2
O
9
.
В качестве исходных веществ использовали гексагидрат нитрата магния 
Mg(NO
3
)
2
⋅6H
2
O, оксид ниобия Nb
2
O
5
и гидроксид натрия.
Nb
2
O
5
растворяли в минимальном количестве плавиковой кислоты (HF) 
при нагревании, после чего раствор охлаждали до комнатной температуры. 
Mg(NO
3
)
2
⋅6H
2
O растворяли в дистиллированной воде. Затем растворы 
смешивали в необходимых соотношениях и добавляли водный раствор 
щелочи до pH = 12, при котором обеспечивалось полное осаждение 
гидроксидов. После фильтрования раствор промывали водой несколько раз и 
высушивали в печи при 100
0
С в течение 12 часов. Полученный 
гидроксидный прекурсор (предшествнник) отжигали при 750
0
С в течение 6 
часов, в результате чего образовывался твердый продукт – Mg
4
Nb
2
O
9 
со 
средним размером зерен 150 нм, рис. 2. 

18
Рис. 2. ПЭМ- изображение Mg
4
Nb
2
O
9
, полученного методом осаждения 
из водного раствора и отожженного при 750
0
С. 
Другой 
пример 
синтеза 
методом 
осаждения – получение 
алюмоиттриевого граната Y
3
Al
5
O
12
, допированного неодимом. В ходе 
эксперимента 0,5М растворы нитратов иттрия, алюминия, и неодима 
смешивали в молярном соотношении компонентов 2,94:5:0,06 и добавляли 
0,2 М раствор гидрокарбоната аммония до образования осадка. Осадок 
выдержали в растворе для старения в течение двух суток, после чего 
отфильтровали и тщательно промыли водой. Затем его высушили при 100
0
С 
и прокалили при температурах 500-1100
0
С. РЭМ-исследования показали, что 
даже при отжиге до 1100
0
С размер частиц порошка не превышал 100 нм 
(рис.3). 

19
Рис.3. РЭМ-изображения порошка АИГ:Nd, полученного методом 
осаждения и отожженного: а) при 1000
0
С; б) при 1100
0
С. 
В качестве достоинства метода следует отметить его чрезвычайную 
доступность (не требуется никакой сложной дорогостоящей аппаратуры). 
Однако этим методом получаются порошки с размером зерен не менее сотни 
нанометров; получение частиц меньшего размера невозможно, т.к. 
заключительной стадией метода является отжиг прекурсора (гидроксида, 
оксалата, карбоната) при температуре 600 – 800
0
С, в ходе которого 
происходит спекание частиц. 

жүктеу/скачать 2.32 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: