[go: up one dir, main page]

RU2477340C2 - Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида лантана - Google Patents

Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида лантана Download PDF

Info

Publication number
RU2477340C2
RU2477340C2 RU2011119428/07A RU2011119428A RU2477340C2 RU 2477340 C2 RU2477340 C2 RU 2477340C2 RU 2011119428/07 A RU2011119428/07 A RU 2011119428/07A RU 2011119428 A RU2011119428 A RU 2011119428A RU 2477340 C2 RU2477340 C2 RU 2477340C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lanthanum
glassy carbon
lanthanum hexaboride
cathode
chloride
Prior art date
Application number
RU2011119428/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011119428A (ru
Inventor
Хасби Билялович Кушхов
Радина Аслановна Мукожева
Мадзера Кадировна Виндижева
Азиза Суфияновна Узденова
Мурат Рамазанович Тленкопачев
Марина Нургалиевна Нафонова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова"
Priority to RU2011119428/07A priority Critical patent/RU2477340C2/ru
Publication of RU2011119428A publication Critical patent/RU2011119428A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2477340C2 publication Critical patent/RU2477340C2/ru

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электролитическим способам получения чистого гексаборида лантана. Задача решается совместным электровыделением лантана и бора из хлоридного расплава на катоде и их последующее взаимодействие на атомарном уровне. Процесс осуществляется в трехэлектродной кварцевой ячейке, где катодом служит вольфрамовый стержень; электродом сравнения - стеклоуглеродный стержень, запаянный в пирекс; анодом и одновременно контейнером - стеклоуглеродный тигель. Синтез ультрадисперсного порошка гексаборида лантана проводят посредством потенциостатического электролиза из эквимольного расплава KCl-NaCl, содержащего трихлорид лантана и фторборат калия в атмосфере очищенного и осушенного аргона при потециалах от -2,0 до -2,6 В относительно стеклоуглеродного электрода сравнения при температуре 700±10°С. Техническим результатом является: получение чистого целевого продукта за счет хорошей растворимости фонового электролита в воде, а также уменьшение затрат электроэнергии. 1 з.п. ф-лы, 3 пр.

Description

Изобретение относится к электролитическим способам получения чистого гексаборида лантана.
Наиболее близким является способ получения гексаборида лантана электролизом расплавленных сред [Самсонов Г.В. Тугоплавкие соединения редкоземельных металлов, М., Изд-во «Металлургия», 1964, стр.53-55]. Электролиз осуществляют в графитовых тиглях, служащих одновременно анодом; катод изготовляют из графита или молибдена. В состав ванны для электролиза входят окислы редкоземельных металлов и борный ангидрид с добавками фторидов щелочных и щелочноземельных металлов для снижения температуры и вязкости ванны. Температура электролиза смесей составляет 1000°C, напряжение на ванне 3,2 B, плотность тока 20 А/см2. Состав ванны для получения гексаборида лантана:
Figure 00000001
.
Как отмечается [Самсонов Г.В. Тугоплавкие соединения редкоземельных металлов, М., Изд-во «Металлургия», 1964, стр.53-55], получение индивидуальной боридной фазы практически невозможно или очень затруднено.
Недостатками способа являются сложность отделения целевого продукта от расплавленного электролита из-за низкой растворимости боратов и фторидов, высокая температура синтеза и загрязнение побочными продуктами, в частности боратами.
Задачей изобретения является получение чистого ультрадисперсного порошка гексаборида лантана, повышение скорости синтеза целевого продукта из расплавленного электролита, экономия электроэнергии за счет снижения температуры синтеза.
Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют совместное электровыделение лантана и бора из хлоридного расплава на катоде и их последующее взаимодействие на атомарном уровне с образованием ультрадисперсных порошков гексаборида лантана. Процесс осуществляется в трехэлектродной кварцевой ячейке, где катодом служит вольфрамовый стержень; электродом сравнения - стеклоуглеродный стержень, запаянный в пирекс; анодом и одновременно контейнером - стеклоуглеродный тигель. Синтез ультрадисперсного порошка гексаборида лантана проводят посредством потенциостатического электролиза из эквимольного расплава KCl-NaCl, содержащего трихлорид лантана и фторборат калия, в атмосфере очищенного и осушенного аргона при потециалах от -2,0 до -2,6 B относительно стеклоуглеродного электрода сравнения и температуре 700±10°C. Полученную катодно-солевую грушу отмывают от фторида лантана фторидом калия.
В качества источника лантана используют безводный трихлорид лантана, источника бора - фторборат калия, фонового электролита - эквимольную смесь хлоридов калия и натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
хлорид лантана 2,5÷5,0;
фторборат калия 8,0÷11,0;
остальное: эквимольная смесь хлоридов калия и натрия.
Выбор компонентов электролитической ванны произведен на основании термодинамического анализа и кинетических измерений совместного электровыделения лантана и бора из хлоридных расплавов. Из соединений лантана и бора, не содержащих кислород, хлорид лантана и фторборат калия являются достаточно низкоплавкими и хорошо растворимыми в фоновом электролите, который выбран из следующих соображений: напряжение разложения расплавленной смеси KCl-NaCl больше таковых для расплавов LaCl3 и KBF4; хорошая растворимость в воде.
Фазовый состав идентифицирован методом рентгенофазового анализа на дифрактометре ДРОН-6, он показал наличие только фазы LaB6. Размер частиц порошка определяли с помощью сканирующего зондового микроскопа Solver PRO Р47.
Пример 1.
В стеклоуглеродный тигель объемом 40 мл помещали солевую смесь массой 33,01 г, содержащую 1,0 г LaCl3 (3 мас.%); 2,01 г KBF4 (8 мас.%); 16,8 г KCl (51 мас.%); 13,2 г NaCl (40 мас.%). Тигель с солевой смесью помещают в кварцевую ячейку и в атмосфере сухого аргона выдерживают до температуры расплавления системы. По достижении рабочей температуры 700°C в расплав опускают вольфрамовый катод, электролиз проводят при потенциале -2,0 B относительно стеклоуглеродного электрода сравнения (плотность тока 0,6 А/см2), продолжительность ведения процесса электролиза составляет 150 мин. Катодно-солевую грушу, состоящую из гексаборида лантана, отмывают от фторида лантана фторидом калия. Размер частиц полученного порошка гексаборида лантана 150-180 nm.
Пример 2.
В стеклоуглеродный тигель объемом 40 мл помещали солевую смесь массой 34,2 г, содержащую 1,0 г LaCl3 (2,9 мас.%); 3,2 г KBF4 (9,4 мас.%); 16,8 г KCl (49 мас.%); 13,2 г NaCl (38,6 мас.%). Тигель с солевой смесью помещают в кварцевую ячейку и в атмосфере сухого аргона выдерживают до температуры расплавления системы. По достижении рабочей температуры 700°C в расплав опускают вольфрамовый катод., электролиз проводят при потенциале -2,6 B относительно стеклоуглеродного электрода сравнения (плотность тока 0,5 А/см2), продолжительность ведения процесса электролиза составляет 120 мин. Катодно-солевую грушу, состоящую из гексаборида лантана, отмывают от фторида лантана фторидом калия. Размер частиц полученного порошка гексаборида лантана 150 nm.
Пример 3.
В стеклоуглеродный тигель 40 мл помещали солевую смесь массой 34,8 г, содержащую 1,2 г LaCl3 (3,4 мас.%); 3,6 г KBF4 (10,3 мас.%); 16,8 г KCl (48,3 мас.%); 13,2 г NaCl (38 мас.%). Тигель с солевой смесью помещают в кварцевую ячейку и в атмосфере сухого аргона выдерживают до температуры расплавления системы. По достижении рабочей температуры 700°C в расплав опускают вольфрамовый катод, электролиз проводят при потенциале -2,6 B относительно стеклоуглеродного электрода сравнения (плотность тока 0,7 А/см2), продолжительность ведения процесса электролиза составляет 150 мин. Катодно-солевую грушу, состоящую из гексаборида лантана, отмывают от фторида лантана фторидом калия. Размер частиц полученного порошка гексаборида лантана 170 nm.
Техническим результатом является: получение чистого целевого продукта за счет хорошей растворимости фонового электролита в воде, уменьшение затрат электроэнергии.

Claims (2)

1. Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида лантана, включающий синтез гексаборида лантана из расплавленных сред, отличающийся тем, что синтез проводят из хлоридного расплава в атмосфере очищенного и осушенного аргона, в качестве источника лантана используют безводный хлорид лантана, источника бора - фторборат калия, фонового электролита - эквимольную смесь хлорида калия и хлорида натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
хлорид лантана 2,5÷5,0 фторборат калия 8,0÷11,0 эквимольная смесь хлоридов калия и натрия остальное
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что синтез проводят при температуре 700°С, плотностях тока от 0,1 до 1,0 А/см2 и потенциалах электролиза относительно стеклоуглеродного электрода сравнения от -2,0 до -2,6 В.
RU2011119428/07A 2011-05-13 2011-05-13 Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида лантана RU2477340C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011119428/07A RU2477340C2 (ru) 2011-05-13 2011-05-13 Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида лантана

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011119428/07A RU2477340C2 (ru) 2011-05-13 2011-05-13 Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида лантана

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011119428A RU2011119428A (ru) 2012-11-20
RU2477340C2 true RU2477340C2 (ru) 2013-03-10

Family

ID=47322931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011119428/07A RU2477340C2 (ru) 2011-05-13 2011-05-13 Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида лантана

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2477340C2 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2722753C1 (ru) * 2019-12-25 2020-06-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук Электрохимический способ получения микродисперсных порошков гексаборидов металлов лантаноидной группы
CN111364049A (zh) * 2020-04-01 2020-07-03 四川江铜稀土有限责任公司 一种低成本熔盐电解制备硼化稀土的方法
RU2781278C1 (ru) * 2021-12-17 2022-10-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук (ИВТЭ УрО РАН) Электрохимический способ получения микродисперсных порошков гексаборидов металлов лантаноидной группы, допированных кальцием

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111118520A (zh) * 2019-12-17 2020-05-08 北京镭硼科技有限责任公司 一种熔盐及硼-10粉的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4146438A (en) * 1976-03-31 1979-03-27 Diamond Shamrock Technologies S.A. Sintered electrodes with electrocatalytic coating
US5176890A (en) * 1987-11-26 1993-01-05 Rhone-Poulenc Chimie Preparation of rare earth borides
RU2264482C1 (ru) * 2004-08-12 2005-11-20 Общество с Ограниченной Ответственностью "Гелиос" Электролизер
RU2299176C1 (ru) * 2005-11-07 2007-05-20 Государственное Учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской Академии Наук (ГУ ИМЕТ УрО РАН) Способ получения ультрадисперсного порошка оксида металла
RU2330125C2 (ru) * 2002-04-17 2008-07-27 Х.К. Штарк Гмбх Электролитическая ячейка и способ электрохимического разложения порошков
RU2393115C2 (ru) * 2008-08-04 2010-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова Электролитический способ получения гексаборида празеодима

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4146438A (en) * 1976-03-31 1979-03-27 Diamond Shamrock Technologies S.A. Sintered electrodes with electrocatalytic coating
US5176890A (en) * 1987-11-26 1993-01-05 Rhone-Poulenc Chimie Preparation of rare earth borides
RU2330125C2 (ru) * 2002-04-17 2008-07-27 Х.К. Штарк Гмбх Электролитическая ячейка и способ электрохимического разложения порошков
RU2264482C1 (ru) * 2004-08-12 2005-11-20 Общество с Ограниченной Ответственностью "Гелиос" Электролизер
RU2299176C1 (ru) * 2005-11-07 2007-05-20 Государственное Учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской Академии Наук (ГУ ИМЕТ УрО РАН) Способ получения ультрадисперсного порошка оксида металла
RU2393115C2 (ru) * 2008-08-04 2010-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова Электролитический способ получения гексаборида празеодима

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
САМСОНОВ Г.В., ТУГОПЛАВКИЕ СОЕДИНЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ. - М.: МЕТАЛЛУРГИЯ, 1964, с.53-55. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2722753C1 (ru) * 2019-12-25 2020-06-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук Электрохимический способ получения микродисперсных порошков гексаборидов металлов лантаноидной группы
CN111364049A (zh) * 2020-04-01 2020-07-03 四川江铜稀土有限责任公司 一种低成本熔盐电解制备硼化稀土的方法
RU2781278C1 (ru) * 2021-12-17 2022-10-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук (ИВТЭ УрО РАН) Электрохимический способ получения микродисперсных порошков гексаборидов металлов лантаноидной группы, допированных кальцием
RU2849430C1 (ru) * 2025-02-26 2025-10-24 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Способ получения порошка гексаборида лантана

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011119428A (ru) 2012-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Haarberg et al. Electrodeposition of iron from molten mixed chloride/fluoride electrolytes
RU2477340C2 (ru) Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида лантана
Sharma A new electrolytic magnesium production process
Chen et al. Synthesis of Al–Zr master alloy in KF–AlF3–ZrO2 melts by aluminothermic reduction–molten salt electrolysis
Haarberg et al. Electrochemical behavior of dissolved Fe2O3 in molten CaCl2-KF
Jeoung et al. A novel electrolytic process using a Cu cathode for the production of Mg metal from MgO
RU2389684C2 (ru) Электролитический способ получения наноразмерных порошков гексаборида неодима
RU2466090C1 (ru) Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида церия
US3902973A (en) Electrolytic preparation of lanthanide and actinide hexaborides using a molten, cryolite-base electrolyte
RU2393115C2 (ru) Электролитический способ получения гексаборида празеодима
RU2540277C1 (ru) Электролитический способ получения наноразмерного порошка гексаборида церия
RU2722753C1 (ru) Электрохимический способ получения микродисперсных порошков гексаборидов металлов лантаноидной группы
RU2510630C1 (ru) Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида диспрозия
RU2466217C1 (ru) Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида гадолиния
RU2629184C2 (ru) Электролитический способ получения наноразмерных порошков силицидов лантана
RU2415973C2 (ru) Способ получения алюминия электролизом расплава
US2798844A (en) Electrolyte for titanium production
CN109913901A (zh) 一种金属铀的制备方法
RU2539523C1 (ru) Электролитический способ получения наноразмерного порошка дисилицида церия
Malyshev et al. High temperature electrochemical synthesis of molybdenum, tungsten and chromium borides from halide-oxide melts
RU2695346C1 (ru) Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка двойного борида церия и кобальта
US3589987A (en) Method for the electrolytic preparation of tungsten carbide
RU2428370C2 (ru) Способ получения углеродных нанотрубок
RU2507314C1 (ru) Электролитический способ получения ультрадисперсного порошка гексаборида гадолиния
RU2661481C2 (ru) Электролитический способ получения наноразмерных порошков интерметаллидов лантана с кобальтом

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140514