合成ウィットロッカイトの湿式製法の確立とその組成の解明

合成辉绿石湿法制备方法的建立及其成分的阐明

基本信息

批准号：
08750978
负责人：
橋本和明
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Chiba Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

0.5mol/dm^3のCa(NO_3)_2水溶液とMg(NO_3)_2水溶液とを決めた配合比に混合した溶液200mlを沈殿反応温度に加温し、それに4.0mol/dm^3H_3PO_4水溶液200mlと所定濃度(4.0-7.0mol/dm^3)に調製したKOH水溶液200mlとを混合した溶液を加えて、沈殿反応させて(反応温度:40〜95℃)えられた沈殿懸濁液を所定時間かくはん保持した。その結果、沈殿物の組成はおもに懸濁液のpHに依存した。ウィットロッカイトは、95℃の条件ではpH7.8の弱アルカリ性からpH5.8の弱酸性の領域で生成したが、合成温度の低下とともにその領域は狭くなり、40℃の条件ではpH7.2のほぼ中性領域で生成した。ウィットロッカイトが生成したpH領域よりも高pH領域では水酸アパタイトが生成し、逆にそれよりも低pH領域ではCaHPO_4、CaHPO_4・2H_2Oなどが生成した。さらにCa(NO_3)_2が水溶液とMg(NO_3)_2水溶液との配合は主にZ=Mg/CCa+Mg)が0.1で生成したが、合成温度の低下とともにその領域はひろくなり、0.1〜0.2でも生成した。このような湿式合成でえられたウィットロッカイトの化学組成はおもにCa_<16.5>K_<0.5>Mg_2H_<4.5>(PO_4)_<14>・6H_2Oと表すことができ、化学量論組成のCa_<18Mg2>H_2(PO_4)_<14>に比べると、湿式合成したウィットロッカイトにはカルシウムイオンの欠損とその欠損によるカリウムイオン及び水素イオンの置換がみとめられ、さらに含水和物であることもわかった。カルシウムの欠損性は低温度で合成するほど高まった。結晶水は加熱による格子定数の変化からc軸の著しい収縮が認められたことから、c軸上にあることが想定できた。また、CaをSrにかえたMg含有ストロンチウムウィットロッカイトも同様な実験条件で合成でき、さらに構造中のMgの代わりにFe,Co,Ni,Mnをもちいてもウィットロッカイト構造を有するリン酸塩を合成できることがわかった。以上のように、湿式法によるウィットロッカイト構造を有するアルカリ土類リン酸塩の合成条件を明らかにするとともに、その組成についても詳細に検討した。

将200ml按确定混合比例混合的0.5mol/dm^3 Ca(NO_3)_2水溶液和Mg(NO_3)_2水溶液加热至沉淀反应温度，加入4.0mol/dm^3H_3PO_4水溶液20加入0ml溶液和200ml配制成预定浓度(4.0-7.0mol/dm^3)的KOH水溶液，进行沉淀反应(反应温度：40-95℃)，得到沉淀悬浮液。搅拌并保持预定的时间。因此，沉淀物的组成主要取决于悬浮液的pH值。 95℃时，白锁石在弱碱性（pH 7.8）至弱酸性（pH 5.8）的pH范围内形成，但随着合成温度的降低，该范围变窄，在40℃时，在pH 7.2（pH 7.2).它几乎是在中立区域产生的。羟基磷灰石在高于钙铁矿形成的pH范围内形成，相反，在较低的pH范围内形成CaHPO_4、CaHPO_4·2H_2O等。此外，在Ca(NO_3)_2和Mg(NO_3)_2水溶液的组合中，Z=Mg/CCa+Mg)主要在0.1时产生，但随着合成温度的降低，范围扩大到0.1至0.2。它被生成了。这种湿法合成得到的硅藻土的化学组成主要可以表示为Ca_<16.5>K_<0.5>Mg_2H_<4.5>(PO_4)_<14>·6H_2O，化学计量组成为Ca_<18Mg与2>H_2(PO_4)_14相比，发现湿法合成的菱铁矿存在钙离子缺乏以及由于该缺乏而被钾离子和氢离子取代，并且还发现其是Ta的水合物。由于钙是在较低温度下合成的，因此钙的缺乏会增加。由于结晶水的晶格常数因加热而变化，因此观察到c轴的显着收缩，因此推测结晶水位于c轴上。另外，在类似的实验条件下可以合成Ca被Sr取代的含Mg的锶菱铁矿，并且即使在结构中使用Fe、Co、Ni或Mn代替Mg，也可以合成具有菱镁矿结构的锶菱铁矿。事实证明，盐是可以合成的。如上所述，我们阐明了使用湿法合成具有辉石结构的碱土金属磷酸盐的条件，并且还详细研究了其组成。