ОКСИДНАЯ ВАНАДИЕВАЯ БРОНЗА, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ В КАЧЕСТВЕ МАГНИТНОГО ИЛИ ЭЛЕКТРОДНО-АКТИВНОГО МАТЕРИАЛА

ОКСИДНАЯ ВАНАДИЕВАЯ БРОНЗА, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ В КАЧЕСТВЕ МАГНИТНОГО ИЛИ ЭЛЕКТРОДНО-АКТИВНОГО МАТЕРИАЛА


RU (11) 2245846 (13) C2

(51) 7 C01G31/00, B22F3/14, H01F1/00, H01M4/48 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.01.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2003112124/02 
(22) Дата подачи заявки: 2003.04.24 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.04.24 
(45) Опубликовано: 2005.02.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1306052 A1, 27.01.2001. SU 978615 A1, 10.07.1999. SU 778160 A1, 20.12.2000. SU 1025233 A1, 27.01.2001. RU 2016443 C1, 15.07.1994. US 4596752 А, 24.06.1986. 
(72) Автор(ы): Волков В.Л. (RU); Зайнулин Ю.Г. (RU); Кадырова Н.И. (RU); Захарова Г.С. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Институт химии твердого тела Уральского Отделения Российской Академии наук (RU) 
Адрес для переписки: 620219, г.Екатеринбург, ГСП-145, ул. Первомайская, 91, ИХТТ УрО РАН, патентный отдел 

(54) ОКСИДНАЯ ВАНАДИЕВАЯ БРОНЗА, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ В КАЧЕСТВЕ МАГНИТНОГО ИЛИ ЭЛЕКТРОДНО-АКТИВНОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к получению нового соединения, а именно к получению оксидной ванадиевой бронзы перовскитоподобного типа. Заявлена оксидная ванадиевая бронза состава М0,25Cu 0,75VO3, где М - одно-, двух- или трехвалентный металл. Способ ее получения заключается в том, что смесь исходных веществ, взятых в стехиометрическом соотношении, термообрабатывают при температуре 1000-1300°С и давлении 60-90 кбар. Заявлено применение оксидной ванадиевой бронзы состава М0,25 Cu0,75VO3, где М - одно-, двух- или трехвалентный металл, в качестве магнитного материала и в качестве электродно-активного материала. Техническим результатом изобретения является получение нового соединения, обладающего свойствами, позволяющими использовать его как магнитный и электродно-активный материал. 4 с.п. ф-лы. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к новому соединению, конкретно к оксидной ванадиевой бронзе перовскитоподобного типа состава M0,25 Cu0,75VО3, где М - одно-, двух- или трехвалентный металл, кубической сингонии, которая может быть использована в качестве электродно-активного материала при производстве электрохимических устройств или в качестве магнитного материала. 

В настоящее время в патентной и научно-технической литературе не описана бронза предлагаемого состава и структуры, а также способ ее получения.

Известна оксидная ванадиевая бронза состава СuхV2O5, где 0,85<х1 (Фотиев А.А., Волков В.Л., Капусткин В.К. Оксидные ванадиевые бронзы. М.: Наука. 1978. С.53). Но известная бронза относится к моноклинной сингонии и не является соединением перовскитоподобного типа кубической сингонии, и как следствие, не обладает металлическим характером электропроводности.

Наиболее близкой по составу и структуре к заявляемой бронзе является оксидная бронза состава Na0,33-xCuxV2O5, где 0<х0,17 или Na2-xCuxV12O30 , где 0<х1 (Гырдасова О.И., Волков В.Л. Ионоселективные электродные материалы Na2-xСuxV2О5 и Na 2-xFexV12O30 // Неорганические материалы. 1999. Т.35. №9, с.1113). Бронза содержит ванадий в пяти- и четырехвалентном состоянии. Однако известное соединение также относится к моноклинной сингонии и не является соединением перовскитоподобного типа кубической сингонии, и как следствие, не обладает металлическим характером электропроводности.

Таким образом, перед авторами стояла задача разработать состав оксидной ванадиевой бронзы, обладающей свойствами, позволяющими использовать его в качестве магнитного или электродно-активного материала.

Поставленная задача решена путем применения нового соединения оксидной ванадиевой бронзы состава М0,25 Сu0,75VO3, где М - одно-, двух- или трехвалентный металл, в качестве магнитного или электродно-активного материала.

Поставленная задача решена также в способе получения оксидной ванадиевой бронзы состава M0,25Cu0,75 VO3, где М - одно-, двух- или трехвалентный металл, заключающийся в том, что смесь исходных веществ, взятых в стехиометрическом соотношении, термообрабатывают при температуре 1000-1300°С и давлении 60-90 кбар.

Предлагаемый способ получения новой оксидной ванадиевой бронзы заключается в следующем. Готовят исходную смесь веществ, взятых в стехиометрическом соотношении. Берут порошки ванадата одно-, двух- или трехвалентного металла, закиси меди или закиси меди и металлической меди, оксида ванадия (V) и тщательно перемешивают в агатовой ступке. Полученную смесь помещают в платиновый контейнер и нагревают до температуры 1000-1300°С и давлении 60-90 кбар в течение 10-15 минут. После охлаждения контейнера и снижения давления до атмосферного вынимают готовый продукт черного цвета. Готовый продукт подвергают рентгенофазовому и структурному анализам. Измеряют электропроводность на постоянном токе и магнитную восприимчивость.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В агатовой ступке тщательно перемешивают 0,2032 г NaVO3 ; 0.4547г V2О5; 0,3577г Сu2О. Полученную смесь помещают в платиновый контейнер и нагревают до температуры 1100°С и давлении 80 кбар в течение 10 минут. После охлаждения контейнера и снижения давления до атмосферного вынимают готовый продукт черного цвета. По данным рентгенофазового и структурного анализов получают оксидную ванадиевую бронзу состава Na0,25Cu0,75VО3, перовскитоподобного типа кубической сингонии с параметром кристаллической решетки а=7,2520 Электропроводность образца при температуре 293 К равна 137 Cм/м и магнитная восприимчивость при 100 К равна 2,3·106 э.м.е./г.

Пример 2. В агатовой ступке тщательно перемешивают 0,2380 г СаV2О6; 0,1819 г V2O5; 0,1431 г Cu2O и 0,0635 г Сu. Полученную смесь помещают в платиновый контейнер и нагревают до температуры 1000°С и давлении 60 кбар в течение 10 минут. После охлаждения контейнера и снижения давления до атмосферного вынимают готовый продукт черного цвета. По данным рентгенофазового и структурного анализов получают оксидную ванадиевую бронзу состава Са0,25Сu0,75VО3 перовскитоподобного типа кубической сингонии с параметром кристаллической решетки а=7,2811 Электропроводность образца при температуре 293 К равна 114 См/м. 

Пример 3. В агатовой ступке тщательно перемешивают 0,3239 г BiVO4; 0,2728 г V2O5; 0,0715 г Сu2О и 0,1271 г Сu. Полученную смесь помещают в платиновый контейнер и нагревают до температуры 1300°С и давлении 90 кбар в течение 15 минут. После охлаждения контейнера и снижения давления до атмосферного вынимают готовый продукт черного цвета. По данным рентгенофазового и структурного анализов получают оксидную ванадиевую бронзу состава Bi0,25 Cu0,75VO3 перовскитоподобного типа кубической сингонии с параметром кристаллической решетки а=7,3429 По результатам измерения магнитной восприимчивости бронза является парамагнетиком.

Таким образом, авторами получено новое соединение оксидная ванадиевая бронза перовскитоподобного типа состава М0,25Сu0,75VО3, где М - одно-, двух- или трехвалентный металл, кубической сингонии, которая может быть использована в качестве электродно-активного материала при производстве электрохимических устройств или в качестве магнитного материала.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Оксидная ванадиевая бронза состава М0,25Cu 0,75VO3, где М - одно-, двух- или трехвалентный металл.

2. Способ получения оксидной ванадиевой бронзы состава М0,25Cu0,75VO3, где М - одно-, двух- или трехвалентный металл, заключающийся в том, что смесь исходных веществ, взятых в стехиометрическом соотношении, термообрабатывают при температуре 1000-1300°С и давлении 60-90 кбар.

3. Оксидная ванадиевая бронза состава М 0,25Cu0,75VO3, где М - одно-, двух- или трехвалентный металл, в качестве магнитного материала.

4. Оксидная ванадиевая бронза состава М0,25Cu 0,75VO3, где М - одно-, двух- или трехвалентный металл, в качестве электродно-активного материала.