PL231694B1 - Sposób otrzymywania bezwodnego nanokrystalicznego wolframianu( VI) niklu(II) wysokiej czystości - Google Patents

Sposób otrzymywania bezwodnego nanokrystalicznego wolframianu( VI) niklu(II) wysokiej czystości

Info

Publication number
PL231694B1
PL231694B1 PL410148A PL41014814A PL231694B1 PL 231694 B1 PL231694 B1 PL 231694B1 PL 410148 A PL410148 A PL 410148A PL 41014814 A PL41014814 A PL 41014814A PL 231694 B1 PL231694 B1 PL 231694B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
nickel
temperature
solution
sludge
separated
Prior art date
Application number
PL410148A
Other languages
English (en)
Other versions
PL410148A1 (pl
Inventor
Katarzyna Leszczyńska-Sejda
Grzegorz Benke
Marek Dubrawski
Andrzej Chmielarz
Dorota Kopyto
Mariusz Staszewski
Tomasz Majewski
Jan Piętaszewski
Jerzy Michałowski
Elżbieta Pietek
Grażyna Machelska
Krystyna Witman
Original Assignee
Innovator Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Inst Metali Niezelaznych
Wojskowa Akad Tech
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Innovator Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością, Inst Metali Niezelaznych, Wojskowa Akad Tech filed Critical Innovator Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority to PL410148A priority Critical patent/PL231694B1/pl
Publication of PL410148A1 publication Critical patent/PL410148A1/pl
Publication of PL231694B1 publication Critical patent/PL231694B1/pl

Links

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania bezwodnego nanokrystalicznego wolframianu(VI) niklu(II) wysokiej czystości przy użyciu soli wolframu(VI), jako źródła wolframu i rozpuszczalnych soli niklu, o składzie pozwalającym na zastosowanie go w produkcji proszków stopowych. W Applied Surface Science 263 z 2012 roku S. M. Pourmortazavi opisał strukturę i otrzymywanie oraz właściwości fizykochemiczne nonostrukturalnego wolframianu(VI) niklu(II), stosując jako źródło niklu analitycznie czysty chlorek niklu(II), a jako źródło wolframu Na2WO4-2H2O. Uzyskiwaną zawiesinę filtrowano i przemywano wodą destylowaną i alkoholem etylowym. Po czym suszono w piecu, w temperaturze 90°C, przez 2 h, i następnie wygrzewano w temperaturze 600°C.
W publikacji w Ceramics International ujawniono, że wytwarzanie krystalicznego wolframianu(VI) niklu(II) polega na reakcji Ni(NO3)2-6H2O z Na2WO4-2H2O, w temperaturze pokojowej. Powstały osad odsączano i przemywano kilka razy wodą destylowaną i następnie suszono w temperaturze 60°C przez 5 godzin, aby uzyskać prekursor NiWO4. Zmielony prekursor NiWO4 kolejno zmieszano z NaNO3 i LiNO3, a następnie ogrzewano przez 8 h.
Uzyskany osad przemywano najpierw gorącą wodą, potem alkoholem etylowym i suszono, w temperaturze 60°C, przez 3 h.
W Materials Letters 47 z 2001 roku opisano syntezę krystalicznego wolframianu(VI) niklu(II) o wielkości cząsteczki na poziomie od 50 do 100 nm polegającą na reakcji metawolframianu(VI) amonu z azotanem(V) niklu(II), która była prowadzona przez 1 h, w temperaturze 400-1000°C, przy użyciu tlenu o przepływie 10-20 cm3/min.
W Journal of Saudi Chemical Society J.L. Ricou ujawniono hydrotermalną metodą wytwarzania wolframianu(VI) niklu(II), kolejno poddawanego ammonolizie. Metoda ta polegała na reakcji pomiędzy rozpuszczonym w wodzie azotanem(V) niklu(II) i wolframianem(VI) sodu. Tak przygotowaną mieszaninę przenoszoną do reaktora powleczonego warstwą teflonu i ogrzewano, w temperaturze 110°C, przez 15 h. Powstałą substancję stałą, po przemyciu wodą, suszono, przez 12 h, w temperaturze 110°C i potem prażono 5 h w temperaturze 500°C.
W 2013 w ACS Appl. Mater. Interfaces opisano zachowanie NiWO4 jako materiału anodowego.
W 2001 w Journal of the European Ceramic Society opublikowano termodynamiczne obliczenia dotyczące hydrotermalnej metody otrzymywania wolframianu(VI) niklu(II). Z kolei w Termochimica Acta w 2001 roku opisano i wyliczono entalpie tworzenia wolframianu(VI) niklu(II).
W publikacji (Materials Science, Vol. 41, No. 5, 2005) opisano elektrochemiczne zachowanie wolframianu(VI) niklu(II) w warunkach elektrolizy.
W Solid State Sciences z 2014 roku ujawniono metodę wytwarzania NiWO4 na specjalnym podłożu szklanym FTO aktywowanym WO3. Do syntezy stosowano Ni(NO3)2 rozpuszczony w alkoholu etylowym, który nakładano na folię. Tak przygotowaną folię suszono w temperaturze 120°C, w celu usunięcia rozpuszczalnika organicznego etanolu. Na koniec folię prażono, przez 4 h, w temperaturze 550°C.
Podobną metodę syntezy NiWO4 i fotoelektrochemiczne właściwości powstałego układu opisano w Electrochimica Acta z 2013 roku. Typowy proszek WO3 wstępnie kalcynowano, w temperaturze 500°C, przez 3 h. Następnie otrzymany proszek mielono i rozpuszczano w rozpuszczalniku. Tak przygotowaną pastę umieszczano na foli i wygrzewano w temperaturze 450°C przez godzinę, a następnie dodawano Ni(NO3)2 rozpuszczonego w alkoholu etylowym, który nakładano na folię. Postępowano identycznie jak w przypadku poprzednim tj. przygotowaną folię suszono w temperaturze 120°C i prażono przez 4 h w temperaturze 550°C.
W Chemistry Central Journal z 2013 opisano wytwarzanie wolframianu(VI) niklu(II) z Ni(NO3)2 i metawolframianu(VI) amonu osobno rozpuszczanych w wodzie, dodatkowo do roztworu azotanowego dodawano wodny roztwór sacharozy. Po czym tak przygotowane roztwory mieszano. Stosowano stechiometryczny stosunek niklu do wolframu. Stosunek niklu do sacharozy wynosił 1:3. Roztwór ogrzewano na stałym poziomie przez 4 godziny w temperaturze mieszczącej się w zakresie 600-750°C.
W Electrochimica Acta z 2001 zanalizowano kilkoma technikami elektrochromowe cienkie warstwy wolframianu(VI) niklu(II), a w 1994 roku w Metallurgical and Materials Transactions B ukazała się publikacja dotycząca zachowania wolframianu(VI) niklu(II) w atmosferze redukcyjnej wodoru.
Istnieje wiele publikacji dotyczących wytwarzania wolframianu(VI) niklu(II) i jego właściwości. Wadą wyżej wymienionych metod jest ich mała skala, brak określenia czystości wytwarzanego NiW O4, jak również brak sposobów zagospodarowania roztworów odpadowych i odpadów stałych generujących straty cennych metali.
PL 231 694 B1
Istotą wynalazku jest sposób otrzymywania nanokrystalicznego wolframianu(VI) niklu(II) wysokiej czystości przez zmieszanie wodnych roztworów rozpuszczalnych soli wolframu(VI) i niklu(II) charakteryzujący się tym, że do wodnego roztworu soli wolframu(VI) zawierającego powyżej 5 g/dm3 W, korzystnie 30 g/dm3 W dodaje się bliski nasyceniu roztwór rozpuszczonej soli niklu(II) korzystnie octanu, w takiej ilości aby w uzyskanej mieszaninie stosunek molowy niklu do wolframu był większy od 1,5 a mniejszy od 15, korzystnie 2, całość miesza się w temperaturze wynoszącej powyżej 40°C, w ciągu 30 do 240 minut, korzystnie 90 minut, tak aby pH mieszaniny mieściło się w zakresie od 6,0 do 9,5, korzystnie 7,0-7,7, a korektę pH przeprowadza się przy użyciu 5-15% wodnych roztworów amoniaku i/lub wodorotlenku sodu, i tak wydzielony osad poddaje się procesowi oczyszczania a następnie suszenia. Korzystnie wytrącony osad rozdziela się od roztworu przez dekantację i oczyszcza w temperaturze pokojowej dodając najpierw wodnego roztworu kwasu octowego o stężeniu 5-15% korzystnie 7,5%, w takiej ilości aby na każdy l kg osadu przypadało 1,0-2,0 dm3 kwasu, korzystnie 1,5 cm3, całość miesza się przez 10-30 minut korzystnie 15 minut, po czym osad oddziela się od roztworu kwasu przez filtrację i przemywa na filtrze wieloetapowo: najpierw wodą destylowaną, o temperaturze 20-100°C, korzystnie 60°C, stosując na każdy 1 kg osadu 0,5-2 dm3 wody, korzystnie 1,0 dm3, w drugim etapie acetonem, w temperaturze pokojowej, stosując na każdy 1 kg 0,5-2,0 dm3 acetonu. Korzystnie oczyszczony osad suszy się wieloetapowo: w pierwszym etapie w temperaturze powyżej 150°C, korzystnie 160°C suszy się do uzyskania stałej masy, i następnie wygrzewa się z dostępem powietrza, w temperaturze 500-1000°C, korzystnie 700°C przez 7-24 h, korzystnie 8 h, a po wystudzeniu przenosi się do szklanego szczelnego naczynia. Korzystnie roztwór pochodzący z wytrącania osadu dzieli się na dwie nierówne części, z których jedną o objętości 5-10% zawraca się do etapu rozpuszczania soli niklu(II), a drugą o objętości 90-95% łączy się z wodnymi roztworami powstałymi z oczyszczania i kieruje się do krystalizacji soli niklu(II) znanymi sposobami.
Ujawniony sposób pozwala na otrzymywanie NiWO4 jako związku wysokiej czystości, co umożliwia na jego zastosowanie w produkcji proszków stopowych. Obecnie do produkcji proszków stopowych stosuje się bardzo drogie metaliczne proszki wysokiej czystości wolframu i niklu. Wysoka czystość tych metali zapewnia możliwość ich zastosowania np. do produkcji spieków ciężkich czy superstopów. Produkowany NiWO4 musi więc zawierać ograniczone ilości zanieczyszczeń takich jak: potas, sód, magnez, wapń, bizmut, arsen, cynk, ołów, miedź, kobalt, żelazo, które w podwyższonych ilościach mogą niekorzystnie wpływać na właściwości otrzymywanych proszków. Zaproponowany sposób pozwala na otrzymywanie z wysoką wydajnością (bez strat cennych metali czyli: niklu i wolframu) związku wysokiej czystości, o ustabilizowanych parametrach, w skali przemysłowej.
P r z y k ł a d I
Do 1000 cm3 wodnego roztworu wolframianu(VI) sodu o stężeniu 30 g/dm3 W dodano 81 g czterowodnego octanu niklu(II) rozpuszczonego w 200 cm3 wody destylowanej, uzyskaną mieszaninę, o pH wynoszącym 7,4, mieszano 60 minut, w temperaturze 60°C, po tym czasie roztwór zdekantowano, a do osadu dodano 125 cm3 7,5% kwasu octowego i mieszano przez 15 minut, w temperaturze pokojowej, osad od roztworu oddzielono przez filtrację próżniową i przemyto na filtrze najpierw 100 cm3 wody destylowanej o temperaturze 80°C, następnie 50 cm3 acetonu. Tak oczyszczony osad suszono w temperaturze 160°C, przez 4 h, do uzyskania stałej masy, po czym przeniesiono do kwarcowego pojemnika i wygrzewano w temperaturze 700°C, przez 7 h przy dostępie powietrza. W ten sposób otrzymano 49,5 g krystalicznego CoWO4 o średniej wielkości krystalitów <20 nm i o następującym składzie: 19,2% Ni, 59,9% W oraz <2 ppm Bi; <3 ppm Zn; <2 ppm As; <5 ppm Co; <3 ppm Mg; <3 ppm Cu; <5 ppm Pb; <5 ppm K; <1 ppm Na; <3 ppm Ca; <5 ppm Fe. Roztwór powstały po wytrąceniu osadu o objętości 1100 cm3 zawierający 8,8 g/dm3 Co i <0,01/dm3 W podzielono się na dwie części. Pierwszą o objętości 200 cm3 zawrócono do rozpuszczania nowej porcji czterowodnego octanu niklu(II), a drugą o objętości 900 cm3 połączono z roztworami z oczyszczania i skierowano do zatężania i krystalizacji czterowodnego octanu niklu(II) znanymi metodami.
P r z y k ł a d II
Do 1000 cm3 wodnego roztworu parawolframianu(VI) amonu o stężeniu 30 g/dm3 dodano 81 g czterowodnego octanu niklu(II) rozpuszczonego w 200 cm3 wody destylowanej i 10 cm3 10% wodnego roztworu amoniaku uzyskaną mieszaninę o pH wynoszącym 7,4 mieszano 60 minut, w temperaturze 60°C, po tym czasie roztwór dekantowano znad wytrąconego osadu i kolejno do osadu dodawano 125 cm3 7,5% kwasu octowego i mieszano przez 15 minut, w temperaturze pokojowej, osad od roztworu oddzielono przez filtrację próżniową i przemywano na filtrze najpierw 100 cm3 wody destylowanej o temperaturze 80°C, a 50 cm3 acetonu. Tak oczyszczony osad suszono w temperaturze 170°,
PL 231 694 B1 przez 3 h, do uzyskania stałej masy, po czym przeniesiono do kwarcowego pojemnika i wygrzewano w temperaturze 700°C, przez 7 h przy dostępie powietrza. W ten sposób otrzymano 49,2 g krystalicznego NiWOą o średniej wielkości krystalitów <20 nm i o następującym składzie: 19,2% Ni, 59,9% W oraz <2 ppm Bi; <3 ppm Zn; <2 ppm As; <20 ppm Ni; <3 ppm Mg; <3 ppm Cu; <5 ppm Pb; <5 ppm K; <1 ppm Na; <3 ppm Ca; <5 ppm Fe. Roztwór powstały po wytrąceniu osadu o objętości 1300 zawierający 7,5 g/dm3 Co i <0,01/dm3 W podzielono się na dwie części. Pierwszą o objętości 200 zawrócono do rozpuszczania nowej porcji czterowodnego octanu niklu(II), a drugą o objętości 1100 cm3 połączono z roztworami z oczyszczania i skierowano do zatężania i krystalizacji czterowodnego octanu niklu(II) znanymi metodami.
P r z y k ł a d III
Do 1000 cm3 wodnego roztworu wolframianu(VI) sodu o stężeniu 30 g/dm3 dodano 75 g czterowodnego octanu(Vl) niklu(II) rozpuszczonego w 200 cm3 roztworu, uzyskanego po wytrąceniu poprzedniej porcji wolframianu(Vl) niklu(Il), zawierającego 7,5 g/dm3 Ni i <0,01/dm3 W. Dla korekty pH, dodano 10 cm3 5% roztworu NaOH, uzyskaną w ten sposób mieszaninę o pH wynoszącym 7,3 mieszano 60 minut, w temperaturze 60°C, po tym czasie roztwór dekantowano z nad wytrąconego osadu i kolejno do osadu dodawano 125 cm3 7,5% kwasu octowego i mieszano przez 15 minut, w temperaturze pokojowej, osad od roztworu oddzielono przez filtrację próżniową' i przemywano na filtrze najpierw 100 cm3 wody destylowanej w temperaturze 80°C, kolejno 75 cm3 acetonu. Tak oczyszczony osad suszono w temperaturze 170°C, 3,5 h, do uzyskania stałej masy, po czym przenoszono do szklanego pojemnika i wygrzewano w temperaturze 700°C przez 7 h, w atmosferze powietrza. W ten sposób otrzymano 49,3 g krystalicznego NiWO4 o średniej wielkości krystalitów <20 nm i o następującym składzie; 19,2% Ni, 59,9% W oraz <2 ppm Bi; <3 ppm Zn; <2 ppm Ast <5 ppm Co; <3 ppm-Mg; <3 ppm Cu; <5 ppm Pb; <5ppm K; 1 ppm Na; <3 ppm Ca; <5 ppm Fe. Roztwór powstały po wytrąceniu osadu o objętości 1300 cm3 zawierający 7,4 g/dm3 Co i 0,01 dm3 W podzielono się na dwie części. Pierwszą o objętości 200 cm3 wykorzystano do rozpuszczania nowej porcji czterowodnego octanu niklu(Il), a drugą, o objętości 1100 cm3, po połączeniu z roztworami z oczyszczania skierowano do krystalizacji czterowodnego octanu niklu(ll) znanymi metodami.
Zastrzeżenia patentowe

Claims (3)

1. Sposób otrzymywania nanokrystalicznego wolframianu(VI) niklu(II) wysokiej czystości przez zmieszanie wodnych roztworów rozpuszczalnych soli wolframu(VI) i niklu(II), znamienny tym, że do wodnego roztworu soli wolframu(VI) zawierającego powyżej 5 g/ dm3 W, korzystnie 30 g/dm3 W dodaje się bliski nasyceniu roztwór rozpuszczonej soli niklu(II) korzystnie octanu, w takiej ilości aby w uzyskanej mieszaninie stosunek molowy niklu do wolframu był większy od 1,5 a mniejszy od 15, korzystnie 2, całość miesza się, w temperaturze wynoszącej powyżej 40°C, w ciągu 30 do 240 minut, korzystnie 90 minut, tak aby pH mieszaniny mieściło się w zakresie od 6,0 do 9,5, korzystnie 7,0-7,7; a korektę pH przeprowadza się przy użyciu 5-15% wodnych roztworów amoniaku i/lub wodorotlenku sodu, i tak wydzielony osad poddaje się procesowi oczyszczania dodając do wydzielonego osadu najpierw wodny roztwór kwasu octowego o stężeniu 5-15%, w takiej ilości aby na każdy 1 kg osadu przypadało 1,0-2,0 dm3, całość miesza się przez 10-30 minut, po czym osad oddziela się od roztworu kwasu przez filtrację i przemywa na filtrze wieloetapowo: najpierw wodą destylowaną, o temperaturze 20-100°C, stosując na każdy l kg osadu 0,5-2 dm3 wody, w drugim etapie aceton, w temperaturze pokojowej, stosując na każdy l kg 0,5-2,0 dm3 acetonu, a oczyszczony osad suszy się wieloetapowo: w pierwszym etapie w temperaturze powyżej 150°C, do uzyskania stałej masy, i następnie wygrzewa się z dostępem powietrza, w temperaturze 500-1000°C, przez 7-24 h, a po wystudzeniu przenosi się do szklanego szczelnego naczynia, a roztwór pochodzący z wytrącania osadu dzieli się na dwie nierówne części, z których jedną o objętości 5-10% zawraca się do etapu rozpuszczania soli niklu(II), a drugą o objętości 90-95% łączy się z wodnymi roztworami powstałymi z oczyszczania i kieruje się do krystalizacji soli niklu(Il) znanymi sposobami.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wytrącony osad rozdziela się od, roztworu przez dekantację i oczyszcza w temperaturze pokojowej dodając najpierw wodnego roztworu
PL 231 694 B1 kwasu octowego o stężeniu korzystnie 7,5%, w takiej ilości aby na każdy 1 kg osadu przypadało korzystnie 1,5 cm3 całość miesza się korzystnie przez 15 minut, po czym osad oddziela się od roztworu kwasu przez filtrację i przemywa na filtrze wieloetapowo: najpierw wodą destylowaną, o temperaturze korzystnie 60°C, stosując na każdy 1 kg osadu korzystnie 1,0 dm3, w drugim etapie stosując aceton.
3. Sposób według zastrz. 1 i 2, znamienny tym, że oczyszczony osad suszy się wieloetapowo: w pierwszym etapie w temperaturze korzystnie 160°C suszy się do uzyskania stałej masy i następnie wygrzewa się z dostępem powietrza, korzystnie w temperaturze 700°C przez korzystnie 8 h.
PL410148A 2014-11-14 2014-11-14 Sposób otrzymywania bezwodnego nanokrystalicznego wolframianu( VI) niklu(II) wysokiej czystości PL231694B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL410148A PL231694B1 (pl) 2014-11-14 2014-11-14 Sposób otrzymywania bezwodnego nanokrystalicznego wolframianu( VI) niklu(II) wysokiej czystości

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL410148A PL231694B1 (pl) 2014-11-14 2014-11-14 Sposób otrzymywania bezwodnego nanokrystalicznego wolframianu( VI) niklu(II) wysokiej czystości

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL410148A1 PL410148A1 (pl) 2016-05-09
PL231694B1 true PL231694B1 (pl) 2019-03-29

Family

ID=55910587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL410148A PL231694B1 (pl) 2014-11-14 2014-11-14 Sposób otrzymywania bezwodnego nanokrystalicznego wolframianu( VI) niklu(II) wysokiej czystości

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL231694B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL410148A1 (pl) 2016-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5087790B2 (ja) アルミニウム含有水酸化ニッケル粒子の製造方法
JP5607167B2 (ja) 微粉状態の固体材料、該材料の製造方法及び太陽電池における該材料の使用
JP2014198645A (ja) 複合酸化バナジウム粒子の製造方法
Williams et al. Realizing a new class of hybrid organic–inorganic multifunctional perovskite
WO2011016283A1 (ja) 半導体粉末およびその製造方法
CN104591265B (zh) 制备铜锌锡硫纳米粒子的方法
Dhara et al. Two stage chemical bath deposition of MoO 3 nanorod films
Xu et al. Cu 2 ZnSnS 4 and Cu 2 ZnSn (S 1− x Se x) 4 nanocrystals: Room-temperature synthesis and efficient photoelectrochemical water splitting
Suzuki et al. A novel flux coating method for the fabrication of layers of visible-light-responsive Ta 3 N 5 crystals on tantalum substrates
Rasheed et al. Preparation and characterization of Cr2O3 nanoparticle prepared by chemical method
CN109562956B (zh) 纯化的六氟锰酸钾和纯化六氟锰酸钾的方法
JP5788832B2 (ja) ソルボサーマル法を用いるCu,Zn,Sn及びSを含有する硫化物系化合物半導体ナノ粒子の製造方法
Ragunathan et al. Stability of tungsten oxide nanoparticles in different media
CN109772294B (zh) 一种具有p型导电性的四方相BiVO4薄膜的制备方法及所得产品和应用
Gulina et al. Facile synthesis of 2D silver nanocrystals by a gas–solution interface technique
Costovici et al. Electrochemical synthesis of ZnO nanopowder involving choline chloride based ionic liquids
CN108609652B (zh) 一种利用熔盐制备二氧化锆纳米粉体的方法
PL231694B1 (pl) Sposób otrzymywania bezwodnego nanokrystalicznego wolframianu( VI) niklu(II) wysokiej czystości
JPH11322335A (ja) 酸化ガリウムおよびその製造方法
JP2013023414A (ja) 易溶解性三酸化モリブデン
JP2012162432A (ja) 酸化ガリウム粉末及びその製造方法並びに酸化物焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法
CN111647167A (zh) 一种新型金属有机框架材料Zn-MOF及其合成方法、应用
JP5050785B2 (ja) 酸化インジウムを主成分とする粉末の製造方法
Davi et al. Fabrication of hierarchically ordered porous scheelite-related monoclinic BiVO4 nanotubes by electrochemical deposition
Starodubtseva et al. Evaluation of perspectives for the synthesis of Ti3AlC2 in Kazakhstan for supercapacitor application