【doc】重稀土水合硝酸盐热分解研究

【doc】重稀土水合硝酸盐热分解研究 重稀土水合硝酸盐热分解研究 第8卷第3期 膨锵,硝酸茎 ,/中国稀土翟 重稀土水合硝酸盐热分解研究丁 Oltl 何水样姜相武杨祖培王增林刘纶 (西北大学化学系西安710069) 由于重稀土分离困难而价格较贵,对它们的研究较少虽有文献报道它们的热分解行 为",但既不完垒,结果也不尽相同.本工作用TG-DTG法系统研究了重稀土(Hn, Er,TmYb,Lu和Y)水台硝酸盐的热分解行为. 参照轻中稀土水台硝酸盐制备"得到l4种化合物(表1),其中Ln(NO)? 3H,O(Ln=Ho,Er,Tm)未见文献报道.l4种样品经化学和IR光谱分析,证明符合各自的 化学组成而不含碱式盐,熔点测定和X射线分析说明是分属不同物相的纯化合物 表1化合物在室温下的干燥条件 图l是升温速率为500?/rain.N,流速为60ml/rain,样重约5mg的Ln(No1)1? 5H2O(Ln=ErLu)的热分析曲线.由曲线所得的失重数据和计算值接近,说明各分解阶段 的存在.在其他条件不变的条件下仅改变升温速率,用25O,1.25?/min的慢升温速率对 以上化台物的热分解过程研究表明,升温速率对分解过程的影响不大,而且升温速率越慢, 其TG百分残留率和失重量越与理论计算值接近,TG曲线的平台越明显.进一步证明分解 中阃产物的存在.不同温度下取样的IR光谱分析表明,水台物和氧化物的谱图与 图谱 特征峰相同,碱式盐的特征峰与文献[6]一致,复合物的图谱则兼有碱式盐与氧化物的特征 峰.利用同样方法研究其他8种水合物的热分解过秤可得类似的TG—DTG曲线和结论. 国家自然科学基金资助谍 ? ILn(NOjb5Ho曲热分析曲线 卫 而月门 瓶一 278中国稀十8卷 …H.(NO5HoH.(NO')1?3HH.(NO?H2o 3H.(NO,).HoONO260~370. H.ONOH.,O (2)Er(NOlJ1?5HoEr(NO?3HEr(NO?2H Er(NO).Ho)二!墨4E"No).ErONO281~370'CErONO370~600'CE r,o 【3]Tm(NO^?5HTm(NO.3H2(NO?TmONO3 TmONOTm0 c4]Yb(NO?5HoYb(N0_3H:Yb(NOlJ3?Hz盟 Yb(NO).H,O.YbONO盟TboNo=塑Ybo ?Lu(NO?5H:叫)_4H:Lu(NO?Hzo Lu(NO).HzO.LuONO】275~367'QLuONO 1 二Lu ,o (6)Y(NO?5HOY(NO1)_.3HY(NO.2H Y(NO.H1箐Y(NO望堕YoNo3卫监Yo 同轻中稀土一样,仍用Kissinger法求得脱水过程的表观活化能值(见机理箭头下方 数值,单位为kJ/mo1).0 14种样品的热分解过程中,除Lu(NO3)3?3H2O和Y(NO3)3?nHO(n一5,3)#ff,均经 过低水台物,碱式盐和氧化物阶段,既象轻稀土那样存在无水盐阶段,又不象中稀土那样 存在Ln(NO)?3.5H,O阶段,组成特殊的一组,重稀土组.由于钢系收缩,重稀土元 素离子半径减小,所以在热分解过程中有许多特点:一是相同元素不同水台度硝酸盐的热分 解过程中出现的低水合物不尽相同;=是在个别元素中出现了无水盐阶段.Lu(NO)? 3H,O出现无水盐阶段,可能与其离子半径最小,4f电子垒满有关;Y(NO)3nH,O (i11=5,3)出现无水盐阶段,和Y与La在同族有关,这些都体现了性质极为相似的稀土元一 素的个性Lu(NO)?4H2o平台,与文献[3]一致,但与我们的制备不符.因此,研究Lu (NO)-H,o=:元体系相图对硝酸镥水合物的制备很有必要. 参考文献 [1]Wendlandt,W.W.etal…JInorg-Nuc1.Chem.,1960,12,276. [2]FIBaHOB—IIMHH6.H.Hap.,X删.X删TexH0』0rH1976,19(6~851. [3]Moao~'a.,AK.H?p.,.ueop.XnM.,1977,22(66),1520. [4]谭钦擅等,高等学校化学,1986,7(12).1067. [5]高胜利等,中国稀土.1990,8(2),14. [6)B0nzli,G-Jean—Clande.Helv.Chem.Acta.,1978,61(2),762. (1989年4月27日收辅)