DE2126190A1 - Process for the production of sulphides and oxysulphides of lanthanoids and yttrium as well as solid solutions of these sulphides and oxysulphides - Google Patents
Process for the production of sulphides and oxysulphides of lanthanoids and yttrium as well as solid solutions of these sulphides and oxysulphidesInfo
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Description
Verfahren zur Gewinnung von Sulfiden sowie Oxysulfiden der Lanthanoide und des Yttriums sowie von festen Lösungen dieser Sulfide und OxysulfideProcess for the production of sulphides and oxysulphides of lanthanides and yttrium and of solid solutions of these sulphides and oxysulphides
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung der Sulfide und Oxysulfide mindestens eines Lanthanoids und des Yttriums sowie von festen Lösungen dieser Sulfide bzw. Oxysulfide.The invention relates to a method for obtaining the sulfides and oxysulfides of at least one lanthanoid and of yttrium and of solid solutions of these sulfides or Oxysulfides.
Bei den Sulfiden handelt es sich um einfache Sulfide oder um Mischsulfide. Erstere sind definierte Verbindung gen, welche Schwefel und ein einziges metallisches Element enthalten. Unter Mischsulfiden sind definierte Verbindungen zu verstehen, welche aus Schwefel und wenigstens zwei verschiedenen metallischen Elementen bestehen. Oxysulfide stellen definierte Verbindungen dar, welche sich aus Schwefel, Sauerstoff und einem oder mehreren metallischen Elementen zusammensetzen. Feste Lösungen werden von homogenen Phasen gebildet, welche Schwefel und gegebenenfalls Sauerstoff sowie mehrere metallische Elemente mit verschieden großem Anteil enthalten.The sulfides are simple sulfides or mixed sulfides. The former are defined connections genes that contain sulfur and a single metallic element. Mixed sulfides are defined compounds to understand which of sulfur and at least two different ones metallic elements. Oxysulfides are defined compounds, which are made up of sulfur, Compound oxygen and one or more metallic elements. Solid solutions are made up of homogeneous phases formed, which sulfur and optionally oxygen as well as several metallic elements with different proportions contain.
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Die vorstehend definierten schwefelhaltigen Phasen weisen wenigstens ein Lanthanoid Ln auf, d. h. ein Element mit einer Ordnungszahl zwischen 57 und 71» oder Yttrium mit der Ordnungszahl 39· Sie werden gewöhnlich durch Reaktionen gewönnen, welche bei Temperaturen oberhalb 1000° C durchgeführt werden.The sulfur-containing phases defined above have at least one lanthanoid Ln, i. H. an element with an ordinal number between 57 and 71 »or yttrium with of atomic number 39 · You are ordinarily made by reactions accustomed, which are carried out at temperatures above 1000 ° C.
Die bekannten Herstellungsverfahren sind in vierfacher Hinsicht nächteilig. Beispielsweise sind die Reaktionstemperaturen sehr hoch und die Dauer der Reaktionen ist beträchtlich, da die vorhandenen Phasen fest, kristallisiert, feuerfest und somit wenig reaktionsfreudig sind. Reaktionsfreudige Atmosphären sind unzulässig und zu vermeiden. Sie sind mit der Gefahr einer Verunreinigung der Produkte verbunden. Man muß daher im Vakuum oder in einer Atmosphäre von reinem Argon arbeiten. Es ist nicht möglich, vollständige Sulfurierungen bei niedriger Temperatur zu verwirklichen und bestimmte metastabile Phasen zu gewinnen, welche lediglich bei niedriger Temperatur existieren. Die gewonnenen Phasen sind stets gut kristallisiert, was bezüglich der Erforschung ihrer Struktur und der Ausnutzung bestimmter physikalischer Eigenschaften vorteilhaft ist, jedoch dann nachteilig wird, wenn solche Phasen als Ausgangsmaterial für neue chemische Reaktionen, als Katalysatoren oder zu solchen Zwecken verwendet werden sollen, bei denen bestimmte ihrer physikalisöhen Eigenschaften ausgenutzt werden sollen, welche ein sehr feines Korn erfordern.The known manufacturing processes are disadvantageous in four ways. For example, the reaction temperatures are very high and the duration of the reactions is considerable, because the existing phases are solid, crystallized, refractory and therefore not very reactive. Responsive Atmospheres are impermissible and should be avoided. They are associated with the risk of contamination of the products. It is therefore necessary to work in a vacuum or in an atmosphere of pure argon. It is not possible to complete it To carry out sulphurisation at low temperature and to gain certain metastable phases, which exist only at low temperature. The phases obtained are always well crystallized, which is related to the Research into their structure and the exploitation of certain physical ones Properties is advantageous, but is disadvantageous when such phases are used as the starting material for new chemical reactions, to be used as catalysts or for those purposes in which certain of their physical properties are to be used, which require a very fine grain.
Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, ein Verfahren zur Gewinnung von Schwefelverbindungen der Lanthanoide zu vermitteln, welches einfacher sowie leichter durchzuführen und somit wirtschaftlicher ist. Weiterhin sollen neue derartige Produkte geschaffen werden.The object of the invention is accordingly to provide a method to convey the extraction of sulfur compounds of the lanthanides, which is easier and easier to carry out and is therefore more economical. Furthermore, new such products are to be created.
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-:" Es wurde gefunden, daß amorphe Oxykarbonate in erster Linie zur Herstellung von einfachen und gemischten Sulfiden und Oxysulfiden der Lanthanoide sowie von festen Lösungen solcher Phasen durch Sulfurierung bei niedriger Temperatur ausgewählt werden sollten. Wesentlich dabei ist, daß eine amorphe und demzufolge sehr reaktionsfreudige Phase eingesetzt wird, weil die Sulfurierung kristallisierter Oxykarbonate mindestens so schwierig wie diejenige kristallisierter Oxyde ist, welche ausschließlich bei Temperaturen · oberhalb 1200° C zu den Sulfiden führt.-: "It has been found that amorphous carbonates are primarily Line for the production of simple and mixed sulphides and oxysulphides of lanthanides as well as solid solutions such phases should be selected by sulfurization at low temperature. It is essential that that an amorphous and therefore very reactive phase is used because the sulfurization crystallizes Oxycarbonates are at least as difficult as those that are crystallized Oxides, which lead to sulfides only at temperatures above 1200 ° C.
Das erfindungsgemäße Verfahren der eingangs angegebenen Art ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Temperatur von höchstens 1000Q C ein amorphes Oxykarbonat mindestens eines Lanthanoids oder Yttriums mit gasförmigem* trockenem Schwefelwasserstoff, gegebenenfalls versetzt mit Wasserstoff, oder mit gasförmigem, feuchtem Schwefelwasserstoff behandelt wird.The inventive method of the initially specified kind is characterized in that at a temperature of at most 1000 Q C, an amorphous Oxykarbonat at least one lanthanide or yttrium with gaseous hydrogen sulfide * dry, optionally admixed with hydrogen, or is treated with gaseous, moist hydrogen sulfide.
Zur Gewinnung der einfachen Sulfide bzw. Oxysulfide bzw. von festen Lösungen- dieser einfachen Sulfide bzw. Oxysulfide wird erfindungsgemäß ein amorphes Oxykarbonat eingesetzt, welches lediglich Lanthanoide oder Yttrium enthält. Zur Herstellung der Mischsulfide bzw. -oxysulfide mindestens eines Lanthanoids, einschließlich Yttriums, mit Aluminium, Gallium, Mangan oder Vanadium bzw. von festen Lösungen dieser gemischten Sulfide bzw. Oxysulfide wird erf indungs gemäß ein amorphes Oxykarbonat eingesetzt, welches die jeweiligen Elemente mit den im fertigen Produkt ,gewünschten Anteilen enthält. Zur Gewinnung von Mischsulfiden eines Lanthanoids oder Yttriums und von Kalzium, Strontium, Barium, Blei, Cadmium, Mangan oder Zink wird erfindungsgemäß das entsprechendeFor the extraction of the simple sulphides or oxysulphides or of solid solutions - these simple sulfides or oxysulfides an amorphous oxycarbonate is used according to the invention, which only contains lanthanoids or yttrium. For the production of mixed sulfides or oxysulfides at least of a lanthanide, including yttrium, with aluminum, Gallium, manganese or vanadium or of solid solutions of these mixed sulphides or oxysulphides is used according to the invention amorphous carbonate is used, which contains the respective elements in the proportions desired in the finished product. For the production of mixed sulfides of a lanthanide or According to the invention, yttrium and calcium, strontium, barium, lead, cadmium, manganese or zinc are the corresponding
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amorphe Mischoxykarbonat mit einem Ln/M-Atomanzahlverhältnis von 2 mit reinem und trockenem Schwefelwasserstoff bei einer Temperatur unterhalb 800° G behandelt (Ln - Xanthanoid oder Yttrium). Zur Erzeugung von festen Lösungen der Sulfide von Europium und von Kalzium, Strontium, Barium, Blei, Cadmium, Zink oder Mangan wird erfindungsgemäß das entsprechende amorphe Misehoxykarbonat mit einem Eu/M-Atomanzahlverhältnis von (1-x)/x mit reinem und trockenem Schwefelwasserstoff bei einer Temperatur zwischen 600 und 700 C behandelt (M = Kalzium, Strontium, Barium, Blei, Cadmium, Zink oder Mangan; χ » zwischen 0 und 1 liegend).amorphous mixed oxycarbonate with an Ln / M atom number ratio of 2 treated with pure and dry hydrogen sulfide at a temperature below 800 ° G (Ln - xanthanoid or yttrium). For the production of solid solutions of the sulphides of europium and of calcium, strontium, barium, According to the invention, lead, cadmium, zinc or manganese is the corresponding amorphous misoxy carbonate with an Eu / M atom number ratio of (1-x) / x with pure and dry hydrogen sulfide at a temperature between 600 and 700 C. treated (M = calcium, strontium, barium, lead, cadmium, zinc or manganese; χ »lying between 0 and 1).
Erfindungsgemäß lassen sich auch die folgenden neuen Stoffe herstellen, und zwar auf die in den Ansprüchen bis 13 angegebene Art und Weise:According to the invention, the following new ones can also be used Manufacture fabrics in the manner specified in claims to 13:
1. Einfaches Ot-Lanthansulfid der Formel1. Simple ot-lanthanum sulfide of the formula
2. Mischsulfide der Formel Ln^M^, ^7S.,., wobei M = Mn und Ln = La, Pr oder Nd bzw* M = Ga und Ln = Dy bzw. M = Y und Ln = La, d. h,2. Mixed sulfides of the formula Ln ^ M ^, ^ 7 S.,., Where M = Mn and Ln = La, Pr or Nd or * M = Ga and Ln = Dy or M = Y and Ln = La, d. H,
3. Feste Lösungen einfacher Sulfide der Formel3. Solid solutions of simple sulfides of the formula
Ln l o Ln'1 S\,. wobei χ zwischen 0 und 2 liegt und Ln1 sowie Ln1 ' = La, Pr oder ITdjLn l o Ln ' 1 S \ ,. where χ is between 0 and 2 and Ln 1 and Ln 1 '= La, Pr or ITdj
4. Feste, Lösungen einfacher Sulfide der Formel Ln1O^xLn11 S7, in ti - oder # -Form, wobei χ zwischen 0 und 2 liegt und Ln1 sowie Ln'1 = La, Pr, Ifd, Sm, Gd oder Dyi4. Solid, solutions of simple sulfides of the formula Ln 1 O ^ x Ln 11 S 7 , in ti or # form, where χ is between 0 and 2 and Ln 1 and Ln ' 1 = La, Pr, Ifd, Sm, Gd or Dyi
5« Feste Lösungen von einfachen Oxysulfiden der5 «Solid solutions of simple oxysulphides of the
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Formel ^1?«^'^0?^' wobei χ zwischen O und 2 liegt und Ln1 sowie Ln1' = La, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, Er, Tb oder Lu;Formula ^ 1 ? «^ '^ 0 ? ^' Where χ is between O and 2 and Ln 1 and Ln 1 '= La, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, Er, Tb or Lu;
6. Feste Lösungen von Mischsulfiden der Formel ^'i-x^'Ve (Mt1-x'M"X'>3,33SW wobei χ und x' jeweils zwischen 0 und 1 liegen und Ln1 sowie Ln1' = La, Pr, ITd oder Sm, ferner M1 sowie M1 ' = Al, Ga, Mn oder Y;6. Solid solutions of mixed sulfides of the formula ^ 'ix ^' Ve (Mt 1-x ' M " X '> 3.33 S W where χ and x 'are each between 0 and 1 and Ln 1 and Ln 1 ' = La , Pr, ITd or Sm, also M 1 and M 1 '= Al, Ga, Mn or Y;
7· Mischsulfid der Formel SrDy2S4 bzw. BaSm2S4 bzw. PbNd2S4 bzw. PbGd3S4 bzw. PbSm2S4;7 · mixed sulfide of the formula SrDy 2 S 4 or BaSm 2 S 4 or PbNd 2 S 4 or PbGd 3 S 4 or PbSm 2 S 4 ;
8. Feste Lösungen von Sulfiden der Formel (PbiEu,, )S und (Cd Eu^ V)S, wobei χ zwischen 0 und 1 liegt;8. Solid solutions of sulfides of the formula (PbiEu ,,) S and (Cd Eu ^ V ) S, where χ is between 0 and 1;
Die SuIfurierung der amorphen Oxykarbonate kann mit sehr verschiedenen Temperaturen, Eeaktionsdauern und Zusammensetzungen der Gasphase durchgeführt werden, so daß unterschiedliche Produkte anfallen. Je nach den gewählten Bedingungen erhält man:The sulphuring of the amorphous oxycarbonates can be carried out with very different temperatures, reaction times and compositions of the gas phase are carried out, so that different Products. Depending on the chosen conditions, one obtains:
I. Einfache Lanthanoidsulfide;I. Simple lanthanide sulfides;
■II. Lanthanoidoxysulfide;■ II. Lanthanide oxysulfides;
III. Mischsulfide;III. Mixed sulfides;
IV. Feste Lösungen von Sulfiden und Oxysulfiden.IV. Solid solutions of sulfides and oxysulfides.
I, Einfache LanthanoidsulfideI, Simple Lanthanide Sulphides
Die amorphen Oxjrkarbonate LapOpCO-,,, Pr0O0OO^ und Nd0O0GO, führen durch Behandlung mit.reinem und trockenemThe amorphous oxy-carbonates LapOpCO - ,,, Pr 0 O 0 OO ^ and Nd 0 O 0 GO, lead by treatment with pure and dry
c-c-Jc-c-J
Scüwefelwaniiersboff bei bis auf 550 bis 650 0 steigenderScüwefelwaniiersboff at up to 550 to 650 0 increasing
ι a\i -I- I . : ■- iι a \ i -I- I. : ■ - i
Temperatur, auf welcher sie 2 h lang gehalten werden, zu den entsprechenden Polysulfiden LapS^, PrpS^Temperature at which they are kept for 2 hours the corresponding polysulfides LapS ^, PrpS ^
Die mit reinem und trockenem Schwefelwasserstoff bei einer "bis auf 1OOO°C steigenden Temperatur behandelten und 5 h auf derselben gehaltenen amorphen Oxykarbonate führen bezüglich der Lanthanoide La, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy zu den # -Anderthalbsulfiden der lOrmelThose treated with pure and dry hydrogen sulphide at a temperature which rises up to 100 ° C and amorphous carbonates held on the same for 5 h lead with respect to the lanthanoids La, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy to the # -And and a half sulfides of lOrmel
Die mit einem trockenen Schwefelwasserstoff/Wasserstoff-Gasgemisch mit einem Schwefelwasserstoff/Wasserstoff-Volumenverhältnis von 1 bei einer bis auf 600 bis 700° C wachsenden Temperatur behandelten amorphen Oxykarbonate führen bezüglich derselben Lanthanoide La, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy zu den QC -Anderthalbsulfiden der FormelThose with a dry hydrogen sulfide / hydrogen gas mixture with a hydrogen sulfide / hydrogen volume ratio of 1 at up to 600 to 700 ° C increasing temperature treated amorphous carbonates lead to the same lanthanoids La, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy to the QC one-and-a-half sulfides of the formula
Das amorphe Europiumoxykarbonat E^C^CO^ führt durch Behandlung mit reinem und trockenem Schwefelwasserstoff bei einer bis auf 350 bis 450° C wachsenden Temperatur, auf welcher das Oxykarbonat 2 h lang gehalten wird, zur Phase Eu^S^. Diese Sulfurierung führt jedoch dann, wenn die Temperatur bis über 550° C erhöht wird, zur Phase EuS, und man erhält ein Gemisch dieser beiden Phasen, wenn bei einer Temperatur zwischen 450 und 550° C gearbeitet wird.The amorphous europium oxycarbonate E ^ C ^ CO ^ leads by treatment with pure and dry hydrogen sulphide at a temperature increasing to 350 to 450 ° C, on which the oxycarbonate is held for 2 hours, to phase Eu ^ S ^. However, this sulphuration will lead if the temperature is increased to over 550 ° C, to phase EuS, and a mixture of these two phases is obtained when working at a temperature between 450 and 550 ° C.
II. LanthanoidoxysulfideII. Lanthanide oxysulfides
Die amorphen Oxykarbonate LnpOpCO-, führen durch Behandlung mit. einem Schwefelwasserstoff/Wasser-Gasgemisch mit einem Wassergehalb von etwa 6 Vol% über eine Zeitdauer von .iuif/a 10 h und bei Temperaturen, welche mit der Ordnungszahl des jeweiligen Laiith-anoids wachsen und a-wischen 500The amorphous oxycarbonates LnpOpCO- lead by treatment with. a hydrogen sulfide / water gas mixture with a water content of about 6% by volume over a period of .iuif / a 10 h and at temperatures which grow with the atomic number of the respective Laiith-anoid and a-wipe 500
ι t'i 9 j : ί -'ihi ηι t'i 9 j : ί -'ihi η
für Lanthan und 800 C für Ytterbium und Lutetium liegen, bezüglich sämtlicher Lanthanoide mit Ausnahme von Europium und Cer, zu den Oxysulfiden Ln2OpS mit gemischter Struktur.for lanthanum and 800 C for ytterbium and lutetium are, with regard to all lanthanides with the exception of europium and cerium, to the oxysulfides Ln 2 OpS with a mixed structure.
III. MischsulfideIII. Mixed sulfides
Zur Herstellung derjenigen Sulfide, welche ein Lanthanoid Ln und ein anderes dreiwertiges Metall M, wie Al, Ga, Mn oder V, enthalten, wobei' das Ln/M-Atomverhältnis gleich 1 ist,, müssen amorphe I1IiSchoxykarbonate mit einem Ln/M-Verhältnis = 15 h lang bei Temperaturen zwischen 700 und 900° C mit reinem und trockenem Schwefelwasserstoff behandelt werden. Die erhaltenen Mischsulfide kristallisieren im hexagonalen System. Ihre Strukturen sind in den folgenden Veröffentlichungen abgehandelt:For the production of those sulfides which contain a lanthanoid Ln and another trivalent metal M, such as Al, Ga, Mn or V, where the Ln / M atomic ratio is 1, amorphous I 1 I-carbonates with an Ln / M -Ratio = treated with pure and dry hydrogen sulfide for 15 hours at temperatures between 700 and 900 ° C. The mixed sulfides obtained crystallize in the hexagonal system. Their structures are dealt with in the following publications:
DAHUTA de St GINIEZ, P. LARUELLE, J. KLAHAUT Comptes rendus Ac. Sc. 267, 1968, p. 1029; M. PATRIE, M. GUITTARD - Comptes rendus Acad. Sc. 268, 1969-, P* 1136.DAHUTA de St GINIEZ, P. LARUELLE, J. KLAHAUT Comptes rendus Ac. Sc. 267, 1968, p. 1029; M. PATRIE, M. GUITTARD - Comptes rendus Acad. Sc. 268, 1969-, P * 1136.
Diese Verbindungen, welchen die Formel Ln^-M-, x*0^ (M = Al (III), Ga (III)) zugeschrieben wird, sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren leicht herzustellen.These compounds, to which the formula Ln ^ -M-, x * 0 ^ (M = Al (III), Ga (III)) is ascribed, can be easily prepared using the process according to the invention.
Zur Herstellung der Mischsulfide der Formel 2 welche ein Lanthanoid Ln (von Lanthan bis Dysprosium einschließlich) und ein zweiwertiges Metall, insbesondere Kalzium, Strontium, Barium, Blei, Kadmium, Mangan oder Zink, enthalten, müssen amorphe Mischoxykarbonate mit einem Ln/M-Verhältnis gleich 2 mit reinem und trockenem Schwefelwasserstoff 5 bis 8 h lang bei Temperaturen unterhalb 800° G be-To produce the mixed sulfides of formula 2, which contain a lanthanoid Ln (from lanthanum to dysprosium inclusive) and a divalent metal, in particular calcium, strontium, barium, lead, cadmium, manganese or zinc, amorphous mixed oxycarbonates with an Ln / M ratio equal to 2 with pure and dry hydrogen sulfide for 5 to 8 h at temperatures below 800 ° G
1 ü 9 e ·: ": / 11 ü 9 e ·: ": / 1
handelt werden.act.
Die erhaltenen Verbindungen weisen eine kubische Struktur vom Typ Th5P^ auf.The compounds obtained have a cubic structure of the Th 5 P ^ type.
IV. Feste Lösungen von Sulfiden und OxysulfidenIV. Solid solutions of sulfides and oxysulfides
Durch Sulfurierung der amorphen Oxykarbonate zweier oder mehrerer Lanthanoide unter denselben Bedingungen, wie sie auch zur Herstellung der einfachen Sulfide einzuhalten sind, können feste Lösungen vom Typ Ln'o „Ln" Sy, (mit Ln1 und Ln1' « La, Pr oder Kd) oder vom Typ Ln12^xIaI1 'χ^ζ ^η Ok- oder JfclOrm mit Ln1 und Ln11 = La, Pr, Nd, Sm, Gd oder Dy) hergestellt werden.Solid solutions of the type Ln ' o "Ln" Sy, (with Ln 1 and Ln 1 ', La, Pr or Kd) or of the type Ln 1 2 ^ x IaI 1 ' χ ^ ζ ^ η Ok- or JfclOrm with Ln 1 and Ln 11 = La, Pr, Nd, Sm, Gd or Dy).
Durch Sulfurierung von amorphen Mischoxykarbonaten mit einem Eu/M-Atomanzahlverhältnis von (1-x)/x mit reinem und trockenem Schwefelwasserstoff bei Temperaturen zwischen 600 und 700° G erhält man die feste Lösung der Formel (M Eux. )S$ wobei M ein zweiwertiges Ga-, Sr-, Ba-, Pb-, Cd-, Zn- oder Mn-Kation darstellt und χ zwischen O und 1 liegt. Diejenigen dieser festen Lösungen, bei denen M Blei oder Kadmium darstellt, stellen neue Stoffe dar.The solid solution of the formula (M Eu x .) S $ where M represents a divalent Ga, Sr, Ba, Pb, Cd, Zn or Mn cation and χ is between 0 and 1. Those of these solid solutions in which M represents lead or cadmium are new substances.
Durch Sulfurierung der Mischoxykarbonate mit einem Schwefelwasserstoff/Wasser-Gemisch können auch die festen Lösungen der Oxysulfide erhalten werden, d. h. Phasen des Typs Lnl 2_xLn"xO2S (mit Ln1 und Ln" - La, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy i Ho, Er, Lu oder Tb).The solid solutions of the oxysulfides can also be obtained by sulfurizing the mixed oxycarbonates with a hydrogen sulfide / water mixture, ie phases of the type Ln l 2 _ x Ln " x O 2 S (with Ln 1 and Ln" - La, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy i Ho, Er, Lu or Tb).
Schließlich können durch Sulfurierung mittels reinem und trockenem Schwefelwasserstoff aus Oxykarbonaten, Finally, sulfurization using pure and dry hydrogen sulfide from oxycarbonates,
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welche mehrere Lanthanoide und mehrere dreiwertige Metalle, beispielsweise Al und Ga, enthalten, feste Lösungen von Mischsulfiden der allgemeinen Formel (Ln1,, Ln1 ' )(- (M1,, , M" ι), „ Sx,^ gewonnen werden (mit Ln1 und Ln11 = La, Pr, Nd, Sm und M1 sowie M" » Al, Ga, Mn, V).which contain several lanthanoids and several trivalent metals, for example Al and Ga, solid solutions of mixed sulfides of the general formula (Ln 1 ,, Ln 1 ') ( - (M 1 ,,, M "ι)," S x , ^ obtained (with Ln 1 and Ln 11 = La, Pr, Nd, Sm and M 1 as well as M "» Al, Ga, Mn, V).
Wie bei allen Reaktionen zwischen einer gasförmigen und einer festen Phase hängt die Geschwindigkeit der Sulfurierung der Oxykarbonate von der zur Durchführung verwendeten Einrichtung ab. Es können verschiedene Einrichtungen verwendet werden. Beispielsweise kann eine Einrichtung verwendet werden, in welcher das Ausgangsmaterial durch das Sulfurierungs-Gasgemisch bestrichen wird. In einer solchen Einrichtung können in der Regel nur geringe Stoffmengen behandelt werden. Bei einer anderen Einrichtung wird das Ausgangsmaterial vollständig vom Sulfurierungs-Gasgemisch durchsetzt, wobei mit 'Fest- oder Fließbett gearbeitet wird.As with all reactions between a gaseous and a solid phase, the rate of sulfurization depends of the oxycarbonates depend on the device used to carry them out. Various facilities can be used will. For example, a device can be used in which the starting material is passed through the sulfurizing gas mixture is coated. As a rule, only small amounts of substance can be treated in such a facility will. In another facility, the raw material is completely permeated by the sulfurization gas mixture, where 'fixed or fluidized bed is used.
Bei "der Herstellung des amorphen Oxykarbonats kann zunächst ein einfaches oder gemischtes Komplex hergestellt werden, welches verschiedene Lanthanoide mit unterschiedlichen Anteilsmengen enthält, die entsprechend denjenigen gewählt sind, welche man im Endprodukt wünscht. Als Komplexe sind am besten die Zitrate geeignet, jedoch können auch andere verwendet werden. Danach wird eine Pyrolyse in Luftoder COo-Atmosphäre mit dem so gewonnenen Komplex durchgeführt, und zwar unter solchen Temperatur- und Zeitbedingungen, daß ein gegenüber Röntgenstrahlen amorphes Oxykarbonat erhalten wird.In "the preparation of the amorphous carbonate, a simple or mixed complex can be prepared first which contains various lanthanoids with different proportions selected according to those are what you want in the end product. The most suitable complexes are the citrates, but others can also be used. Then a pyrolysis in air or COo atmosphere carried out with the complex obtained in this way, under such temperature and time conditions, that an X-ray amorphous oxycarbonate is obtained.
Bei der Gewinnung eines amorphen Mischoxykarbonats, welches ein Lanthanoid Ln und ein Metall M, beispielsweise Aluminium, Gallium, Mangan oder Vanadium, oder ein MetallWhen obtaining an amorphous mixed oxycarbonate, which is a lanthanoid Ln and a metal M, for example aluminum, gallium, manganese or vanadium, or a metal
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M1, beispielsweise Kalzium, Strontium, Barium, Blei, Kadmium, Mangan oder Zink, enthält, wird zunächst ein Mischzitrat hergestellt, welches die Metalle Ln und M oder M1 im gewünschten Verhältnis enthält, beispielsweise ein Ln/M-Verhältnis von 1 oder ein Ln/M1-Verhältnis von 2 aufweist. Dabei wird auf bekannte Art und Weise vorgegangen, beispielsweise wie in der Französischen Patentschrift Nr. 1 ^MA- 155 beschrieben. Die Mischzitrate werden dann pyrolisiert, so daß man ein amorphes Mischoxykarbonat erhält. Dieses wird dann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt.M 1 , for example calcium, strontium, barium, lead, cadmium, manganese or zinc, a mixed citrate is first produced which contains the metals Ln and M or M 1 in the desired ratio, for example an Ln / M ratio of 1 or has an Ln / M 1 ratio of 2. This is done in a known manner, for example as described in French Patent No. 1 ^ MA- 155. The mixed citrates are then pyrolyzed, so that an amorphous mixed oxycarbonate is obtained. This is then treated according to the method according to the invention.
Auf die erfindungsgemäße Art und Weise lassen sich sowohl bestimmte bekannte sulfurierte Stoffe erzeugen, als auch neue Produkte gewinnen.In the manner according to the invention produce certain known sulfurized substances as well as also win new products.
Die nachstehenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung.The following examples serve to illustrate the invention.
Dieses Beispiel betrifft Lanthanpolysulfid (La2S Es wird zunächst das Zitrat LaCgH1-On, 3 H^O hergestellt. Dazu wird in der Wärme handelsübliches Lanthanoxyd ^ (99»9 %) in 1 N Salpetersäure gelöst. Das erhaltene Nitrat wird mehreren Rekristallisationen unterworfen. Anschließend wird es in Wasser gelöst und eine durch Ammoniak neutralisierte Ammoniumzitrat-Lösung in solcher Menge zugegeben, daß je Lanthanatom ein Mol Zitrat vorliegt. Das so erhaltene Präzipitat an hydratisierbem Lanthanzitrat wird gefiltert, mit destilliertem Wasser gewaschen und bei einer Temperatur von 40° C getrocknet, so daß LaC6H5O7, 3 H2O anfällt.This example relates to lanthanum polysulphide (La2S The citrate LaCgH 1 -On, 3 H ^ O is first produced. For this purpose, commercial lanthanum oxide ^ (99 »9%) is dissolved in 1 N nitric acid in the heat. The nitrate obtained is subjected to several recrystallizations. It is then dissolved in water and an ammonium citrate solution neutralized by ammonia is added in such an amount that one mole of citrate is present for each lanthanum atom so that LaC 6 H 5 O 7 , 3 H 2 O is obtained.
1 0 9 8 S 1 / 1 6 1 01 0 9 8 S 1/1 6 1 0
Dann wird das hydratisierte Zitrat an der Luft pyrolisiert, indem die Temperatur fortschreitend mit 15O°C/h bis auf 65O0C erhöht wird. Aus der Pyrolyse erhält man das amorphe OxykarbonatThen the hydrated citrate is pyrolyzed in air by raising the temperature is gradually increased to 15O ° C / h down to 65O 0 C. The amorphous oxycarbonate is obtained from pyrolysis
Dieses wird dann einer Sulfurierung unterworfen. Dabei wird ein Strom reinen und. trockenen Schwefelwasserstoffes H2S über das Oxykarbonat geleitet, welches als dünne Schicht auf einem flachen Schiffchen aufgebracht ist, wobei· die Temperatur langsam mit 150° 0/h bis auf 550° C erhöht wird.This is then subjected to sulfurization. Thereby a stream becomes pure and. dry hydrogen sulfide H 2 S passed over the oxycarbonate, which is applied as a thin layer on a flat boat, the temperature being slowly increased at 150 ° 0 / h up to 550 ° C.
Nach Abkühlung des das Schiffchen enthaltenden Rohres an der Luft unter Aufrechterhaltung des Schwefelwasserstoff-Stromes erhält man-ein gelb-braunes Pulver an kubischem Polysulfid La2S. mit einem Siebmaschenparameter von 8,20 A, dessen Analyse der in Beispiel 3 angegebenen Tabelle zu entnehmen ist.After cooling the tube containing the boat in air while maintaining the flow of hydrogen sulfide, a yellow-brown powder of cubic polysulfide La 2 S. with a sieve mesh parameter of 8.20 Å is obtained is.
Dieses Beispiel betrifft Praseodymsulfid Pr2S.. Das Zitrat PrCV-H1-O7, 3 H2O wird hergestellt i wie in Beispiel 1 beschrieben. Das Zitrat wird dann in einer Lösung neutralen Ammoniumzitrats gelöst. Diese Lösung wird eingedampft, so daß man einen gegenüber Röntgenstrahl en amorphen Feststoff erhält, welcher je nach den bei der Trocknung eingehaltenen Bedingungen mehr oder weniger hydratisiert ist und der Formel (NH^), (PrGgH1-Or7) XH2O entspricht. Dieses Lanthanid/Ammonium-Mischzitrat. ist in der Hegel den einfachen Zitraten vorzuziehen, da seine Pyrolyse regelmäßiger zu den Oxykarbonat en führt*This example relates to Praseodymsulfid Pr 2 S .. The citrate PRCV H-1 -O 7, 3 H 2 O is produced as described in Example i. 1 The citrate is then dissolved in a solution of neutral ammonium citrate. This solution is evaporated so that a solid which is amorphous with respect to X-rays is obtained, which is more or less hydrated depending on the conditions observed during drying and corresponds to the formula (NH ^), (PrGgH 1 -Or 7 ) XH 2 O. This lanthanide / ammonium mixed citrate. is in the Hegel to be preferred to the simple citrates, since its pyrolysis leads to the oxycarbonates more regularly *
109851/1810109851/1810
Die Pyrolyse des angegebenen Zitrats wird unter Erhöhung der Temperatur mit 150° C/h bis auf 560° C durchgeführt und führt zum amorphen Oxykarbonat Pr2O2CO;,, welches dann der Sulfurierung mit reinem und trockenem H2S unterworfen wird, und zwar unter den in Beispiel 1 angegebenen Bedingungen, wobei jedoch die Temperatur bis auf 640° C erhöht wird.The pyrolysis of the specified citrate is carried out by increasing the temperature at 150 ° C./h up to 560 ° C. and leads to the amorphous oxycarbonate Pr 2 O 2 CO; ,, which is then subjected to sulfurization with pure and dry H 2 S, and although under the conditions given in Example 1, but the temperature is increased to 640.degree.
Nach Abkühlung des das Schiffchen enthaltenden Rohres an der Luft unter Aufrechterhaltung der Schwefelwasserstoff-Atmosphäre erhält man ein braunes Pulver an Polysulfid Pr0S4 mit einem Siebmaschenparameter von 8,08 A, dessen Analyse in der in Beispiel 3 aufgeführten Tabelle angegeben ist·After the tube containing the boat has cooled down in air while maintaining the hydrogen sulfide atmosphere a brown powder of polysulphide Pr0S4 with a sieve mesh parameter of 8.08 Å is obtained Analysis is given in the table listed in Example 3
Dieses Beispiel betrifft Neodympolysulfid Nd2S^. Es wird vorgegangen, wie in Beispiel 1 beschrieben, um Nd2O2CO herzustellen. Nach Sulfurierung desselben durch reinen und trockenen Schwefelwasserstoff bei Temperaturen bis 650°C er hält man im Schiffchen ein braunes Polysulfid-Pulver 2 mit einem Siebmaschenparameter von 8,04 A, dessen Analyse in folgender Tabelle angegeben ist.This example concerns neodymium polysulfide Nd 2 S ^. The procedure described in Example 1 is used to produce Nd 2 O 2 CO. After sulfurization of the same with pure and dry hydrogen sulfide at temperatures of up to 650 ° C., a brown polysulfide powder 2 with a sieve mesh parameter of 8.04 A, the analysis of which is given in the table below, is kept in the boat.
109851/1610109851/1610
analyseElementary
analysis
(gefunden)Weight%
(found)
(theore
tisch)Weight %
(theore
table)
Dieses Beispiel betrifft die Europiumsulfide EuS und ^S^. Es wird vorgegangen, wie in Beispiel 2 bezüglich Pr^ OpCO-, beschrieben, um das amorphe Oxykarbonat zustellen.This example concerns the europium sulfides EuS and ^ S ^. The procedure is as in Example 2 with respect to Pr ^ OpCO-, described to the amorphous oxycarbonate to deliver.
Das amorphe Oxykarbonat Eu^OpCO, führt nach Behandlung mit reinem und trockenem Schwefelwasserstoff bei steigender Temperatur, zwei Stunden langem Verweilen bei einer Temperatur von 4200C und Abkühlung in Schwefelwasserstoff-Atmosphäre zu einem schwarz-rötlichen Sulfidpulver Eu,S^ mit einem Siebmaschenparameter von 8,537 A (kubische Struktur vom Typ Th^P^,), dessen Analyse in der folgenden Tabelle angegeben ist.The amorphous oxycarbonate Eu ^ OpCO, after treatment with pure and dry hydrogen sulphide at increasing temperature, staying for two hours at a temperature of 420 0 C and cooling in a hydrogen sulphide atmosphere leads to a black-reddish sulphide powder Eu, S ^ with a sieve mesh parameter of 8.537 A (cubic structure of the type Th ^ P ^,), the analysis of which is given in the table below.
Dasselbe amorphe Oxykarbonat Eu^O^CO-, führt nach Behandlung durch reinen und trockenen Schwefelwasserstoff bei einer bis auf 7000C anwachsenden Temperatur zu einem schwär-The same amorphous Oxykarbonat Eu ^ O ^ CO-, leading to treatment by pure and dry hydrogen sulfide at 0 to 700 C at a temperature increasing blackening
10 9 8 51/161010 9 8 51/1610
zen Sulfidpulver EuS mit einem Siebmaschenparameter von
5,969 A (kubische Struktur vom Typ NaCl), dessen Analyse
in der folgenden Tabelle angegeben ist.zen sulfide powder EuS with a sieve mesh parameter of
5.969 A (cubic structure of the NaCl type), its analysis
is given in the table below.
analyseElementary
analysis
(gefunden)Weight %
(found)
(theoretisch)Weight %
(theoretically)
Dieses Beispiel betrifft die OC-Phase von La2S^. Das
amorphe Oxykarbonat La2O2CO, wird mit bis auf 600°C steigender
Temperatur während 3 h sulfuriert, und zwar mit einem
trockenen HpS/Hp-Gasgemisch (Hp/HpS-Volumenverhältnis = 1).
Man erhält die bisher nicht bekannte OC-Phase La2S-,, welche
isotypisch den OC-^aseo· ^η2^χ ist, die für Praseodym, Neodym, Samarium, Gadolinium und Dysprosium bekannt sind.
This example concerns the OC phase of La 2 S ^. The amorphous oxycarbonate La 2 O 2 CO is sulfurized with a temperature rising to 600 ° C for 3 h, with a
dry HpS / Hp gas mixture (Hp / HpS volume ratio = 1). One obtains the previously unknown OC phase La 2 S- ,, which is isotypically the OC- ^ aseo · ^ η 2 ^ χ, which are known for praseodymium, neodymium, samarium, gadolinium and dysprosium.
Letztere können leicht durch Sulfurierung der entsprechenden amorphen Oxykarbonate mittels eines HpS/Hp-Gasgemisches gewonnen werden, wobei die Temperatur während der Sulfurierung bis auf 600° C (Pr; Nd) bzw. 700° C (Sm) bzw» 750° C (Gd; Dy) erhöht wird.The latter can easily be achieved by sulfurizing the corresponding amorphous oxycarbonates using an HpS / Hp gas mixture obtained, whereby the temperature during the sulfurization up to 600 ° C (Pr; Nd) or 700 ° C (Sm) or » 750 ° C (Gd; Dy) is increased.
1 09851 /16101 09851/1610
Dieses Beispiel "betrifft Gallium/Dysprosium-Misch.-sulfid DygGa^ ^S^. Es wird ein hydratisiertes Mischzitrat DyGa (CgH1-Or7^ n ^O hergestellt, indem man eine ammoniakalische Lösung äquimdlarer Mengen der Ziträte Dy (CgHnOn) und Ga (C^HcOn) eindampft. Das Mischzitrat wird einer Pyrolyse ausgesetzt, indem die Temperatur schrittweise mit 150° 0/h bis auf 4000C erhöht wird. Daraus geht ein amorphes Oxykarbonat hervor.This example "relates to gallium / dysprosium mixed sulfide DygGa ^ ^ S ^. A hydrated mixed citrate DyGa (CgH 1 -Or 7 ^ n ^ O is prepared by adding an ammoniacal solution of equidistant quantities of the citrates Dy (CgHnOn) and Ga (C ^ HCON) is evaporated. the Mischzitrat is subjected to pyrolysis by raising the temperature gradually to 150 ° 0 / h is increased up to 400 0 C. This shows an amorphous Oxykarbonat.
Dieses wird mit reinem und trockenem Schwefelwasserstoff sulfuriert, wobei die Temperatur bis auf 10000C erhöht wird. Das so erhaltene neue Produkt ist das gesuchte Mischsulfid, welches in einem hexagonalen Gitter kristallisiert, das zu den bekannten Thiogallaten isotypisch ist und folgende Parameter aufweist:This is sulfurized with pure and dry hydrogen sulphide, wherein the temperature is up to 1000 0 C increased. The new product obtained in this way is the sought-after mixed sulfide, which crystallizes in a hexagonal lattice that is isotypic to the known thiogallates and has the following parameters:
ο ο , a = 9,68 Ai c- 6,08 Aj c/a « 0,628.ο ο, a = 9.68 Ai c- 6.08 Aj c / a «0.628.
Dieses Beispiel betrifft die Thiomanganite des Lanthans, Praseodyms und Neodyms, ferner Lanthanthiovanadit. Durch Sulfurierung dero enigen Mischoxykarbonate, welche durch Pyrolyse der Mischzitrate unter den in Beispiel 6 angegebenen Bedingungen analogen Bedingungen erhalten werden, gewinnt man die neuen Verbindungen, deren Parameter in folgender Tabelle angegeben sind.This example concerns the thiomanganites of the lanthanum, Praseodymium and neodymium, also lanthanum thiovanadite. By sulfurization of the mixed oxycarbonates, which by Pyrolysis of the mixed citrates are obtained under the conditions analogous to the conditions given in Example 6, one wins the new compounds, the parameters of which are given in the following table.
10 9 8 51/161010 9 8 51/1610
a(A)O
a (A)
9,9110.00
9.91
6,046.04
6.04
0,6090.604
0.609
Dieses Beispiel betrifft feste Lösungen von Sulfiden und Oxysulfiden des Lanthans und Praseodyms· Die Herstellung eines Mischzitrats zweier Lanthanoide, beispielsweise (NH^), (LaQ gPr0 ^CgH1-O7) χ HpO, kann ausgehend von einfachen Zitraten erfolgen, und zwar analog der in Beispiel 2 angegebenen Art und Weise.This example concerns solid solutions of sulfides and oxysulfides of lanthanum and praseodymium.The production of a mixed citrate of two lanthanides, for example (NH ^), (La Q gPr 0 ^ CgH 1 -O 7 ) χ HpO, can be carried out starting from simple citrates, and although analogous to the manner indicated in Example 2.
Die Pyrolyse des Mischzitrats bei Temperaturen bisThe pyrolysis of the mixed citrate at temperatures up to
zu 500° C führt zum amorphen Oxykarbonat La,, 0^1O 8^2^ Vat 500 ° C leads to the amorphous oxycarbonate La ,, 0 ^ 1 O 8 ^ 2 ^ V
Dieses Oxykarbonat führt nach Sulfurierung unter
den in Beispiel 1 angegebenen Bedingungen, jedoch mit einer Temperatursteigerung bis auf 600° C, und nach Abkühlung
zu einem braunen Pulver, welches die feste Lösung der Poly- ·
sulfide des Lanthans und Praseodyms darstellt, nämlich La^ ρ
Pr0,8S4·This oxycarbonate leads under after sulfurization
the conditions given in Example 1, but with a temperature increase up to 600 ° C, and after cooling to a brown powder, which is the solid solution of the polysulfides of lanthanum and praseodymium, namely La ^ ρ Pr 0.8 S 4 ·
109851/1610109851/1610
Dasselbe Oxykarbonat wird einer Sulfidierung mit reinem und trockenem Schwefelwasserstoff unterworfen, wobei die Temperatur schrittweise mit I50 C/h. bis auf etwa 1000° C erhöht wird. Nach Abkühlung erhält man ein beiges Pulver, welches die feste Lösung der f-Anderthalbsulfide des Lanthans und Praseodyms darstellt, nämlich La,, 0^1O 8^VThe same oxycarbonate is subjected to sulphidation with pure and dry hydrogen sulphide, the temperature gradually increasing at 150 C / h. is increased up to about 1000 ° C. After cooling, a beige powder is obtained which is the solid solution of the f-one-and-a-half sulfides of lanthanum and praseodymium, namely La ,, 0 ^ 1 O 8 ^ V
Ebenfalls dasselbe Oxykarbonat ergibt nach einer Sulfurierung unter den in Beispiel 5 angegebenen Bedingungen und nach Abkühlung ein braunes Pulver, welches die feste Lösung der Ot-Anderthalbsulfide des Lanthans und Praseodyms darstellt, nämlich La,, o^o 8^3*The same oxycarbonate is also obtained after sulfurization under the conditions given in Example 5 and after cooling a brown powder, which is the solid solution of the Ot-one-and-a-half sulfides of lanthanum and praseodymium represents, namely La ,, o ^ o 8 ^ 3 *
Dasselbe Oxykarbonat wird einer Sulfurierung mit feuchtem Schwefelwasserstoff (6 Vol% Wasserdampf) unterworfen, wobei die Temperatur mit I5O0 C/h bis auf etwa 500° C erhöht und 7 k lang auf diesen 500° G gehalten wird. Nach Abkühlung erhält man ein gelbes Pulver* welches die feste Lösung der Oxysulfide des Lanthans und des Praseodyms darstellt, nämlich La^, p^rO 8^2^·The same Oxykarbonat is subjected to a sulfurization with moist hydrogen sulfide (6 vol% of water vapor), the temperature being with I5O 0 C / up to about 500 ° C increases h and 7 k maintained at this 500 ° G long. After cooling, a yellow powder * is obtained which is the solid solution of the oxysulfides of lanthanum and praseodymium, namely La ^, p ^ r O 8 ^ 2 ^ ·
Dieses Beispiel betrifft die feste Lösung von Mischsulfiden der Formel (LaQ QPr0 2)g C-A-1Q 5Gao 5)3 33S14# I)urcn Eindampfen einer ammoniakalischen Lösung der einfachen Zitrate von Lanthan, Praseodym, Aluminium und Gallium, welche in geeigneten Anteilsmengen eingesetzt werden, erhält man ein hydratisiertes Mischzitrat entsprechend der Formel LaQ g^Q A1O,5GaO,5 (06Η5°7>2This example relates to the solid solution of mixed sulfides of the formula (La QQ Pr 0 2 ) g CA- 1 Q 5 Ga o 5) 3 33 S 14 # I) by evaporation of an ammoniacal solution of the simple citrates of lanthanum, praseodymium, aluminum and gallium which are used in suitable aliquots, one obtains a hydrated Mischzitrat corresponding to the formula laq g ^ Q A1 O, Ga 5 O 5 (0 ° 6 5 7 Η> 2
10 9 8 5 1/16 1010 9 8 5 1/16 10
Dieses bei bis auf 400° C erhöhten Temperaturen pyrolysierte
Mischzitrat führt zu einem amorphen Mischoxykarbonat. Dieses wird mit reinem und trockenem HpS sulfuriert,
wobei die Temperatur mit 150° C/h bis auf 700° C erhöht wird.
Nach Abkühlung in Schwefelwasserstoffatmosphäre ergibt sich eine hexagonale feste Lösung von Mischsulfiden, welche die
"kristallographische" Formel (LaQ gPiQ 2)g (A1Q c&a0 ,-)-x 33
S^ aufweist.This mixed citrate, which is pyrolyzed at temperatures up to 400 ° C., leads to an amorphous mixed oxycarbonate. This is sulfurized with pure and dry HpS, the temperature being increased at 150 ° C / h up to 700 ° C. After cooling in a hydrogen sulfide atmosphere, a hexagonal solid solution of mixed sulfides results, which the
"Crystallographic" formula (La Q gPiQ 2 ) g (A1 Q c & a 0 , -) -x 33 S ^.
Dieses Beispiel betrifft die Herstellung von Mischsulfiden der Formel MLn2S^, wobei M:Ca, Sr, Ba oder Pb bedeutet,
ferner Ln ein Lanthanoid, nämlich La, Pr, Nd, Sm,
Gd oder Dy. Zunächst wird ein Zitrat der Formel M5. (CgH1-Or;)
η H^O hergestellt, indem das Chlorid MCl2 einer Diammoniumzitratlösung,
neutralisiert durch Ammoniak, zugegeben wird. Durch Erwärmen auf etwa 40° C erhält man eine reichliche
Ausfällung. Das erhaltene Zitrat wird gefiltert, gewaschen
und getrocknet. Es entspricht einer der Formeln Ca^(CgH^On)
4 H2Oj Sr5(C6H5O7)2, 6 H2Oj Ba^C^O^, 7 H2Oj Pb5 (C6H5
O7)2, 5 H2O.This example relates to the production of mixed sulfides of the formula MLn 2 S ^, where M is Ca, Sr, Ba or Pb, and Ln is a lanthanoid, namely La, Pr, Nd, Sm,
Gd or Dy. First, a citrate of the formula M 5 . (CgH 1 -Or;) η H ^ O produced by adding the chloride MCl 2 to a diammonium citrate solution, neutralized by ammonia. Warming it to around 40 ° C gives an ample
Precipitation. The citrate obtained is filtered, washed
and dried. It corresponds to one of the formulas Ca ^ (CgH ^ On) 4 H 2 Oj Sr 5 (C 6 H 5 O 7 ) 2 , 6 H 2 Oj Ba ^ C ^ O ^, 7 H 2 Oj Pb 5 (C 6 H 5
O 7) 2 5 H 2 O.
Außerdem wird das Lanthanoxdzitrat Ln (CgHc-Or7), η
HpO hergestellt, und zwar auf die in Beispiel 1 für das Lan thanzitrat La(CgHj-Or7), 3 H2O angegebene Art und Weise. Dann
wird das Zitrat des zweiwertigen Metalls mit dem Lanthanoid zitrat in einer ammoniakalisehen Lösung gelöst, und zwar in
solchen Mengen, daß sich ein Ln/M-Verhältnis von 2 ergibt.
Diese Lösung wird eingedampft, um das feste Mischzitrat zu
erhalten. Letzteres wird langsam mit I5O0 C/h bis auf eine
Temperatur von 600° C (Ca) bzw. 6J0° C (Sr) bzw. 650° C (BaIn addition, the lanthanum oxide citrate Ln (CgHc-Or 7 ), η
HpO prepared in the manner indicated in Example 1 for the Lan thanzitrrat La (CgHj-Or 7 ), 3 H 2 O. Then the citrate of the divalent metal is dissolved with the lanthanoid citrate in an ammoniacal solution, in such amounts that an Ln / M ratio of 2 results.
This solution is evaporated to give the solid mixed citrate
obtain. The latter is slow with I50 0 C / h except for one
Temperature of 600 ° C (Ca) or 6J0 ° C (Sr) or 650 ° C (Ba
10 9 8 5 1/16 1010 9 8 5 1/16 10
und Pb) erwärmt.and Pb) heated.
Diese Pyrolyse führt zu einem gemischten Oxykarbonat, welches sich gegenüber Röntgenstrahlen amorph zeigt und dann 5 bis 8 h lang bei Temperaturen zwischen 700 und 800° C mit Schwefelwasserstoff behandelt wird, so daß man das Mischsulfid MLn2S4 erhält, wie die.chemische Analyse zeigt. Dieses Mischsulfid weist ein kubisches Gitter vom Typ ThJP4 auf, dessen je nach dem eingesetzten Erdalkalimetall und Lanthanoid gegebene Siebmaschenparameter in der folgenden Tabelle in Angström angegeben ist.This pyrolysis leads to a mixed oxycarbonate which is amorphous to X-rays and is then treated with hydrogen sulfide for 5 to 8 hours at temperatures between 700 and 800 ° C, so that the mixed sulfide MLn 2 S 4 is obtained, as the chemical analysis shows. This mixed sulfide has a cubic lattice of the ThJP 4 type, the sieve mesh parameters of which, depending on the alkaline earth metal and lanthanoid used, are given in angstroms in the table below.
Von diesen Mischsulfiden sind die Verbindungen SrDy2S4, BaSm2S4, PbNd2S4, PbSm5S4 und PbGd3S4 bisher nicht bekannt geworden.Of these mixed sulfides, the compounds SrDy 2 S 4 , BaSm 2 S 4 , PbNd 2 S 4 , PbSm 5 S 4 and PbGd 3 S 4 have not yet become known.
Dieses Beispiel betrifft feste Lösungen von Sulfiden des Bleis und des Europiums der Formel (Pb Eu* )S, wobei χ zwischen 0 und 1 liegt.This example concerns solid solutions of sulfides of lead and europium of the formula (Pb Eu *) S, where χ is between 0 and 1.
10 9 8 5 1/161010 9 8 5 1/1610
Es werden gemischte Oxykarbonate von Blei und Europium auf die in Beispiel 10 angegebene Art und Weise hergestellt, welche verschiedene (1-x)/x-Verhältnisse aufweisen. Sie werden mit reinem und trockenem Schwefelwasserstoff 8 hThere are mixed oxycarbonates of lead and europium prepared in the manner indicated in Example 10, which have different (1-x) / x ratios. They are treated with pure and dry hydrogen sulfide for 8 h
lang bei etwa 600 C behandelt.treated at about 600 C for a long time.
Man erhält bisher nicht bekannte kubische feste Lösungen (PbxEu^x)S vom Typ NaCl, deren Parameter a in Angström
in der folgenden Tabelle in Abhängigkeit vom Wert χ
angegeben ist.So far unknown cubic solid solutions (Pb x Eu ^ x ) S of the NaCl type are obtained, the parameters of which are a in Angstrom in the following table as a function of the value χ
is specified.
Dieses Beispiel betrifft die feste Lösung des Sulfids des Kadmiums und des Europiums (Cd^ c^an c)S.This example concerns the solid solution of the sulphide of cadmium and europium (Cd ^ c ^ a n c) S.
Das Kadmiumzitrat kann durch Umsetzen von Diammonium
zitrat, neutralisiert durch Ammoniak, mit Kadmiumsulfat in
Lösung und bei etwa 400° C hergestellt werden.The cadmium citrate can be converted into diammonium citrate, neutralized by ammonia, with cadmium sulfate
Solution and at about 400 ° C.
Aus den Mischzitraten werden auf die in Beispiel 11 angegebene Art und Weise die gemischten Oxykarbonate gewon- ■ nen, welche sulfuriert werden, um die kubische feste Lösung (CdQ cEuq c)S mit einem Parameter a » 5,905 A zu erhalten.The mixed oxycarbonates are obtained from the mixed citrates in the manner indicated in Example 11 and are sulfurized in order to obtain the cubic solid solution (Cd Q cEuq c) S with a parameter a >> 5.905 A.
109851/16IQ109851 / 16IQ
Es gibt viele Airwendungsmöglichkeiten für die erfindungsgemäßen schwefelhaltigen Produkte, beispielsweise können sie beim Bau von feuerfesten Behältern, wie Schmelztiegeln, als Katalysatoren und als lumineszierende Stoffe verwendet werden, welch letztere beispielsweise bei Fernsehschirmen Verwendung finden.There are many uses for the invention sulfur-containing products, for example they are used in the construction of refractory containers, such as crucibles, as catalysts and as luminescent materials the latter, for example, on television screens Find use.
10 9 8 51/16 1010 9 8 51/16 10
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1971
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