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Patent 1235910 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 1235910
(21) Application Number: 454595
(54) English Title: REDUCTION PROCESS OF METAL COMPOUNDS BY MEANS OF POLYOLS, AND METAL POWDERS THUS PRODUCED
(54) French Title: PROCEDE DE REDUCTION DE COMPOSES METALLIQUES PAR LES POLYOLS, ET POUDRES METALLIQUES OBTENUES PAR CE PROCEDE
Status: Expired
Bibliographic Data
(52) Canadian Patent Classification (CPC):
  • 53/347
(51) International Patent Classification (IPC):
  • B22F 9/00 (2006.01)
(72) Inventors :
  • FIGLARZ, MICHEL (France)
  • LAGIER, JEAN-PIERRE (France)
  • FIEVET, FERNAND (France)
(73) Owners :
  • UNIVERSITE PARIS VII (Not Available)
(71) Applicants :
(74) Agent: ROBIC, ROBIC & ASSOCIES/ASSOCIATES
(74) Associate agent:
(45) Issued: 1988-05-03
(22) Filed Date: 1984-05-17
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data: None

Abstracts

French Abstract


PRECIS DE LA DIVULGATION:

L'invention concerne un procédé de réduction
en phase liquide d'un composé solide choisi parmi les oxydes,
les hydroxydes ou les sels métalliques, caractérisé par
le fait que l'on soumet à une réduction par un polyol ledit
composé solide d'un métal choisi dans le groupe consti-
tué par l'or, le palladium, le platine, l'irridium, l'os-
mium, le cuivre, l'argent, le nickel, le cobalt, le plomb
et le cadmium, par chauffage d'une suspension du produit
de départ dans un polyol ou un mélange de polyols, et que
l'on isole le précipite métallique formé. L'invention
concerne également des poudres métalliques obtenues par
ce procédé.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.



Les réalisations de l'invention, au sujet des-
quelles un droit exclusif de propriété ou de privilège
est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Procédé de réduction en phase liquide d'un
composé solide choisi dans le groupe constitué par les
oxydes, les hydroxydes et les sels métalliques, caractérisé
par le fait que l'on soumet à une réduction un composé
solide d'un métal choisi dans le groupe constitué par l'or,
le palladium, le platine, l'irridium, l'osmium, le cuivre,
l'argent, le nickel, le cobalt, le plomb et le cadmium,
par chauffage d'une suspension du produit de départ dans
un polyol ou un mélange de polyols, et que l'on isole le
précipité métallique formé.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que l'on opère à une température d'au moins
85° C.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que l'on opère à une température d'au moins
100° C.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que l'on opère à une température comprise entre
100 et 350° C.

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le polyol est un glycol aliphatique ou
un polyéther de glycol correspondant liquide à la tempéra-
ture réactionnelle.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé
par le fait que le glycol est un alkylèneglycol ayant jusqu'à
6 atomes de carbone dans la chaîne principale ou un polyal-
kylèneglycol dérivant de ces alkylèneglycols.

14


7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé
par le fait que le glycol est choisi dans le groupe cons-
titué par l'éthylèneglycol, les propylèneglycols, les
butanediols, le dipropylèneglycol et les polyéthylène-
glycols liquides à la température réactionnelle.


8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé
par le fait que le polyéthylèneglycol est choisi dans
le groupe constitué par le diéthylèneglycol, le triéthylène-
glycol, le tétraéthylèneglycol et le polyéthylèneglycol
300.


9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le polyol est le glycérol.



10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le produit de départ est choisi dans le
groupe constitué par l'hydroxyde de nickel Ni(OH)2, l'oxyde
de nickel NiO et les sels de nickel.


11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le produit de départ est choisi dans le
groupe constitué par l'hydroxyde de cuivre Cu(OH)2, l'oxyde
de cuivre CuO, l'oxyde de cuivre Cu20 et les sels de
cuivre.


12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le produit de départ est un sel d'argent.

13. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le produit de départ est choisi dans le
groupe constitué par l'hydroxyde de cobalt Co(OH)2, l'oxyde
de cobalt Co304 et les sels de cobalt.



14. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le produit de départ est l'oxyde de plomb
PbO ou un sel de plomb.

15. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que le produit de départ est choisi dans le
groupe constitué par l'hydroxyde de cadmium Cd(OH)2 et
les sels de cadmium.

16

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


Procédé de réduction de composés métalliques par les polyols,
et poudres métalliques obtenues par ce procédé.
La présente invention a pour objet un procédé de réduction en phase liquide
de composés métalliques solides, ainsi que les poudres métalliques obtenues
par ce procédé.

On sait que les métaux sont couramment utilisés sous forme de poudres dans de
nombreuses applications telles que la préparation d'alliages frittés, de piècesporeuses frittées (filtres, coussinets auto-lubrifiants), de pièces composites
(cermets, ..) ou encore dans la préparation de colles conductrices de l'électri-cité (par exemple colles conductrices à l'argent ou autres métaux) ou dans
la préparatiOn de catalyseurs. En outre les métaux magnétiques sous forme de
poudres sont utilisables notamment dans la fabrication de bandes7 cartes, tickets
ou disques magnétiques.
On a maintenant découvert qu'il est possible d'obtenir certains métaux sous forme
-de poudres microniques par réduction de divers composés de ces métaux par des polyols.
On a en effet découvert que les polyols possédaient un pouvoir réducteur suffisant
pour réduire les composés de départ jusqu'au stade du métal (degré d'oxydation=O).
2~
Le procédé de l'invention apparaît donc interessant, notamment dans le domaine
de la metallurgie des poudres, en raison de sa simplicit6, de son caractère
économique et de sa transposition aisée à l'échelle industrielle en vue de
l'obtention de métaux purs.
En outre, comme le montrera la lecture de la partie expérimentale ci-après, la
taille et la forme des particules, de même que leur degré d'homogénéité, peuventdans certains cas être contrôlés en jouant sur la nature du composé de départ
et/ou du polyol utilisé.
Le procédé de l'invention est également applicable de façon intéressante dans le do-
maine de la métallurgie extractive de certains métaux, en particulier dans le cas
du nickel, du cuivre et du cobalt
~,
Le procéde de la présente demande possède un certain nombre de caractères
surprenants :

- malgré la faible solubilite des composes solides de depart la reduction
s'effectue suivant le mecanisme general suivant : dissolution, reduction en
solution, germination et croissance du metal à partir de la solutions ce
mecanisme peut être deduit du fait qu'il n'existe pas de parente directe
entre la forme des particules du compose de depart et celle des particules
du metal forme; en outre,dans quelques exemples particuliers,la dissolution
complète du produit de depart precède l'apparition de la phase metallique et
cette dissolution peut ainsi être observee directement;

- les polyols utilises dans les conditions du procede ont un pouvoir reducteur
suffisant pour permettre non seulement l'obtention de metaux peu electropositifsmais aussi l'obtention de metaux relativement electropositifs comme le nickel,
le.cobalt ou le plomb; il est egalement surprenant de constater que le procede
permet d'obtenir le plomb mais non l'etain, alors que ces deux metaux ont cepen-
dant une electropositivite comparable.

La presente invention a pour objet un procédé de réduction en phase liquided'un compose solide choisi parmi les oxydes, les hydroxydes ou les sels metal-
liques, caracterisé par le fait que l'on soumet à une réduction par un polyol
ledit composé solide d'un métal choisi dans le groupe constitué par l'or, le
palladium, le platine, l'irridium, l'osmium, le cuivre, l'argent, le nickel, le
cobalt, le plomb et le cadmium, par chauffage d'une suspension du produit de départ
dans un polyol ou un mélange de polyols liquide à la température réactionnelle,
et que l'on isole le precipité métallique formé.
~5
Il convient d'insister sur le fait que le procédé de l'invention est réalisable
sans qu'il soit nécessaire de prendre des mesures spéciales destinees à solubiliser
au préalable le composé solide de départ (celui-ci, même s'il est très peu soluble,
se solubilise progressivement dans le polyol). En particulier, on opère en l'absence
d'eau ajoutée, sans toutefois que le procédé de l'invention necessite pour autant
l'utilisation de produits de départ rigoureusement anhydres.

On a observé en outre que, dans certains cas, la poudre metallique obtenue comporte
des-insertions de carbone, soit sous la forme de solution solide, soit SOU5 la forme
d'un carbure bien defini.

- J -
~3~

C'est ainsi qu'en traitant l'hydroxyde de nickel crist~llise RIEDEL de HAEN
dans le diethylène~lycol, le triethylèneglycol ou le tetraethylèneglycol, à
l'ebullition, on obtient un compose noir non magnétique iden~ifié d'après
son spectre aux Rayons X co~me étant le carbure Ni3C. Il faut signaler que
le traitement de poudre de nickel dans ces glycols à l'ébullition conduit
également à la formation de ce carbure. Avec l'hydroxyde de cobalt, on peut
observer aussi une carburation, mais moins importante.

Les carbures de nickel et de cobalt sont utilisables notamment comme charges
dans des matières plastiques.

Dans des modes d'exécution particuliers, le procedé de la présente demande peut
~ncore présenter les caractéristiques suivantes, prises isolément ou en combinaison:

- on opère generalement à temperature superieure à 85C,et en particulier à
temperature superieure à 100C.On peut par exemple effectuer la reaction à la
temperature d'ebullition du polyol, notamment entre 100 et 350C, ou bien dans
d'autres cas entre 150 et 350~C; on peut aussi operer à temperature inferieure
à la temperature d'ebullition; il est possible soit de mettre en suspension le
2~ produit de depart à froid dans le polyol puis de chauffer, soit de mettre en
suspension le produit de depart dans le polyol dejà chauffe;

- le polyol est soit un glycol aliphatique,soit un polyether de glycol correspon-
dant, liquide à la temperature reactionnelle; ledit glycol aliphatique est par
2S exemple un alkylène glycol ayant sur la chaîne principale jusqu'à 6 atomes de
carbone~c'est-à-dire l'ethanediol, un propanediol, un butanediol, un pentanediolou un hexanediol, alnsi que les polyalkylèneglycols dérivant de ces alkylèneglycols;

- ledit polyol est choisi dans le groupe constitue par l'ethylèneglycol, le
3~ diethylèneglycol, le triethylëneglycol, les propylène3lycols, les butanediols,
le dipropylèneglycol et les polyethylèneglycols liquides a la temperature
reactionnelle/ par exemple le polyéthylèneglycol 300;

- ledit polyol est le glycérol;
- on effectue la reaction de reduction pendant un temps suffisant pour que la
réaction soit complète ou que le taux de conversion ait atteint une limite minimum
preQcterminee; generalement ce temps varie de quelques dizaines de minutes à
quelques jours;

~Lf~3~
- on peut dans certains cas favoriser la réaction en faisant barboter dans le
milieu reactionnel un ga~ réducteur, comme par exemple l'hydrogene;

- on isole en fin de reaction le precipite metallique forme, par exemple par
filtration ou par centrifugation.

Parmi les polyols particulièrement interessants on citera plus specialement
la serie des diols suivants: ethylèneglycol, diethylèneglycol, triethylène-
glycol, tetraethylèneglycol, propanediol-1,2, dipropylèneglycol, butanediol-1,2,
10 butanediol-1,3, butanediol-1,4 et butanediol-2,3. L'utilisation de ces glycols
s'est averee particulièrement avantageuse en raison de leur pouvoir reducteur
important, de leur temperature d'ebullition s'echelonnant entre 185 et 328C,
de leur bonne stabilite thermique et de leur faible prix de revient. En outre
ces glycols posent peu de problèmes de toxicite.

Lorsque la reaction de reduction est difficile avec l'ethylèneglycol il est souvent
possible d'obtenir des meilleurs resultats, avec des temps de reaction moins
importants, en utilisant les homologues supérieurs (diéthyleneglycol, triethy-
leneglycol, etc...). Cela est vrai par exemple dans le cas du plomb et du
cadmium. On notera toutefois que cette règle n'est pas genérale.

Il convient de noter que~dans de bonnes conditions, on peut produire 100g de
métal avec environ 1 a 2 litres de polyol.

~'un point de vue économique, il est interessant de noter que les solvants
peuvent etre réutilises de deux manieres : soit directement apres séparation
de la poudre à la suite de la reaction, soit en retraitant ce résidu liquide
par distillation fractionnée.

Il faut également retenir qu'il est possible de faire varier pour un même metal
les caracteristiques morphologiques des echantillons obtenus en jouant sur diffe-
rents paramètres par exemple :

- température de réduction,
- nature du polyol utilisé,
- nature du composé de départ.


~3~
L'utilisation rationnelle de ces facteurs, en liaison avec l'observation
expérimentale, permet d'obtenir des grains de formes et tailles très variées.
Cela est illustré par la partie experimentale ci-après

En outre, la masse volumique apparente (M.V.A.) qui est une caracteristique
importante dans le domaine des poudres, peut varier elle aussi avec la méthode
de préparation utilisee.

C'est ainsi qu'avec le cuivre et le nickel, on a pu obtenir les valeurs
suivantes :
- cuivre : M.V.A. variant de 0,7 à 3,1g/cm
- nickel : ~I.V.A. varlant de 0,35 à 1,6g/cm3
r~r ailleurs~ il est interessant de noter que sur toutes les poudres obtenues,
bien qu'elles soient souvent très fines, on n'a jamais observe de phenomène de
1~ pyrophoricite (point interessant particulièrement dans les cas du cobalt et du
nickel où, par voie sèche, la pyrophoricite est souvent la règle).

L'invention a en particulier pour objet un procede tel que decrit ci-dessus
dans lequel :

- le produit de depart est l'hydroxyde de nickel Ni(OH)2, l'oxyde de nickel Nio
ou un sel de nickel, par exemple l'acetate;

- le produit de départ est l'hydroxyde de cuivre Cu(OH)2, un oxyde de cuivre
-5 (CuO ou Cu20) ou un sel de cuivre tel que par exemple l'acetate cuivrique ou
le sulfate cuivrique;

- le produit de depart est un sel d'argent tel que l'acetate;
.~
_ le produit de depart est l'hydroxyde de cobalt Co(OH)2, l'oxyde de cobalt
Co304 ou un sel de cobalt;

- le produit de depart est l'oxyde de plomb PbO ou un sel de plomb;

- le produit de depart est l'hydroxyde de cadmium Cd(OH)2 ou un sel de
cadmium.




.

L'invention a également pour objet les poudres métalliques obtenues par
le procédé décrit ci-dessus, et en particulier les poudres métalliques
décrites ci-après dans la partie expérimentale.

Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois la limiter~

EXEMPLE 1
On utilise comme produit de départ l'hydroxyde de nickel Ni(OH)2 de qualité
technique commercialisé par la firme RIEDEL de HAEN; 12g de ce produit sont mis en
suspension dans 200cm3 d'éthylèneglycol dans un ballon en verre reposant sur
un chauffe-ballon muni d'un système d'a~itation magnétique. Le ballon est
surmonté par un réfrigérant classique refroidi par une circulati`on d'eau. On
maintient la solution a l'ébullition à reflux. L1ébullition es~ prolongée durant68 heures, puis on arrête le chauffage et laisse reroidir. Par centrifugation,on
separe ensuite la poudre noire précipitée de la solution~elle-même de couleur
noiratre. Le précipité est lavé plusieurs fois a l'alcool avec centrîfugat~ons
intermédiaires. Le produit solide obtenu après séchage se présente sous la forme`d'une poudre noire, fine, magnétique. L'examen aux R.X. montre qu'il s'agit
du nickel métallique. L'examen au microscope électronique à balayage montre que
les particules métalliques sont des disques sensiblement hexagonaux avec un dia-mètre moyen de 0,3 micromètre. La transformation est pratiquement quantitative.

E~E~IPLE 2
De fa~on analogue, en traitant un hydroxyde de nickel cristallisé preparé à
l'autoclave selon le procédé décrit dans la référence (1), on obtient après
6 jours à l'ébullition dans l'éthylèneglycol une poudre de nickel métallique
sous la forme de particules sphériques ayant un diamètre moyen de 2 micromètres.Réference (1) : S. LE BIHAN, M. FIGLARZ9 Thermochimica Acta, 6 (1973) p.319-326.
3Q E~E~IPL _
De fa~on analogue, l'hydroxyde de nickel turbostratique,préparé suivant le
procédé de la référence (2)J et traité a l'ébullition dans l'éthylèneglycol
pendant 42 heures~ donne une poudre de nickel sous la forme de particules
spheriques assez homogènes présentar~t un diamètre moyen de 1 micromètre; ces
particules ont tendance à s'agglomérer en filaments.
Référence (2) : S. LE BIHAN, J. G11ENOT~ ~. FIGLARZ, C.R. Acad.Sci.Paris
série C, t270, p.2131-2133 (1970).


~, . .

3~
E~E~IPLE 4
De fa~on analogue, en chau~fant à l'ébullition dans l'éthylèneglycol durant
6 jours un oxyde de nickel NiO très fin préparé suivant le procédé de la réfé-
rence (3), on observe la précipitation de nickel sous forme de particules irré-
gulières à texture lamellaire (diamètre moyen de particules : 0,1 micromètre)
S qui s'agglomèrent en amas.
Reference (3) : F. FIEVET, ~. FIGLARZ, J. Catalysis, 39 (1975) p. 350-356-


EXE~IPLE 5
De facon analogue, en traitant à l'ébullition à reflux dans l'éthylène-glycol
en excès durant 24 heures de l'hydroxyde de cobalt Co(OH)2, con~nercialisé par
la firme RIEDEL DE HAENs on obtient des particules de cobalt sensiblement
spheriques de diamètre moyen 1 micromètre; ces particules ont tendance à
s'agglomerer en filaments.
EXEMPLE 6
`De facon analogue, l'oxyde de cobalt Co304 commercial(PROLABO) traite 3 jours
~ l'ebullition dans l'ethylèneglycol, conduit egalement à l'obtention de cobalt
sous la forme de particules sphériques hérissées de pointes. Ces particules ont
un diamètre moyen de 5 micromètres.

Il faut souligner la très basse température de réduction de Co304 par cette
methode alors que par voie sèche la réduction par l'hydrogène necessite pour
une reactio~ complète des températures plus elevees.
~5
EXE~IPLE 7
De fa~on analogue, on traite un hydroxyde de cuivre commercial Cu (OH)2 de
la firme KEK à l'ebullition à reflux dans l'ethylèneglycol durant 1 heure 30 min.
et l'on obtient de très fines particules de cuivre grossièrement spheriques et
assez homogènes (diamètre moyen = 0,3 microm~tre).
EXEMPLE 8
En traitant de fa,con analogue l'acetate de cuivre (CH3C00)2Cu,H20~commmercialisé
par MERCKJà l'ébullition dans l'ethylèneglycol durant 2 heures 30 min. on obtient
des particules de cuivre de diamètre moyen 1,3 micromètre environ.



~ .
.




.

- 8 ~ 5~

EXE~IPLE 9
De facon analogue, on traite du CuO commercial (MERCK) a l'ébullition dans
l'ethylèneglycol durant 3 hellres. On obtient des particules de cuivre de
forme hexagonale et de dimensions heterogènes (de 0,5 à 2 micromètres)
presentant des facettes. Sur les grosses particules on observe fréquemment
des sortes de "crevasses" géométriques.

EXEMPI.E 10
De facon analogue, du sulfate de cuivre CuSO4, 5H20 (PROLABO) traité
pendant 25 min,à l'ébullition à reflux dans le glycérol donne un précipité
de cuivre sous la forme d'un mélange de particules grossièrement sphériques~
de diamètre moyen 5 micromètres environ~et de batonnets d'environ 10 micromètresde longueur et de quelques micrometres de largeur.
. .
EXE~IPLE 11
De facon analogue, l'hydroxyde Cu(OH)2 co~nercial (KEK) traité a l'ébullition
à reflux dans le glycérol durant I heure 30 min.est transformé en cuivre
` metallique. Les particules obtenues sont sensiblement plus grosses que celles
obtenues avec l'éthylèneglycol; le diametre moyen observé des particules est
d'environ I micromètre. On note sur les plus grosses particules des facettes avec
des "crevasses".

EXE~tPLE 12
De fac,on analogue, l'oxyde de plomb PbO (PROLABO) traité à l'ébullition dans
le triethylèneglycol pendant Ih30min.donne une poudre de plomb sous forme de
~S batonnets ayant environ 0,5 micrometre de long et moins de 0,1 micromètre de
large, ayant tendance a s'agglomerer en amas spheriques de diamètre moyen
d'environ 2 micrometres, chaque amas étant formé de bâtonnets imbriqués.

E~E~IPLE 13
De facon analogue, l'hydroxyde de cadmium Cd(OH)2 (CARLO ERBA) traité dans
le diéthyleneglycol à l'ébullition pendant 3h30min. donne naissance a une
suspension contenant du cadmium métallique.

EXE~IPLE 14
En operant de facon analogue, au départ de Co(OH)2, dans le diéthylèneglycol, lareaction de transformation en cobalt métallique est pratiquement complète au bout
d'l heure 30 min.

~ 9 ~ ~ 3

E~EMPLE 15
En operant de facon analogue, on traite l'acetate d'argent (PROLABO) a
l'ebullition dans l'ethylèneglycol pendant quelques heures et on obtient
une poudre d'argent sous la forme de grains grossièrement spheriques ayant
un diamètre moyen d'environ 2 micromètres.




EXEMPLE 16
En operant de facon analogue, au depart d'acetate de nickel Ni(CH3C00)2,
4H20 (VENTRON) que l'on traite pendant 2h30min. dans l'éthylèneglycol à l'ébul-
lition,on obtient une poudre de nickel sous la forme de particules quasi-
spheriques et homogènes ayant un diamètre moyen d'environ 0,3 micromètre.

.
EXEMPLE 17
. .
L'oxyde de plomb PbO (PROLABO) traite pendant 2h dans le tetraethylèneglycol
à l'ebullition donne des particules de plomb metallique ayant des formes très
geometriques : sphères, tetraèdres et octaèdres melanges, mesurant I à 2
micromètres selon leur plus grande dimension.

EXE~PLE 18
Si on effectue la reduction de PbO dans le diethylèneglycol, on obtient des
2~ particules spheriques très crevassées, ayant un diamètre de 2 micromètres environ.

EXEMPLE 19
Dans 100 cm3 de polyethelèneglycol 300, en traitant 2g de CuO MERK durant
~S 3 heures à l'ebullition, on obtient du cuivre metallique sous forme de grains
de quelques dixièmes de micromètre.

EXEMPLE 20
Dans 100 cm de propylèneglycol (propane diol-1,2) (T.E. - 183C)
(T.E. = temperature d'ebullition) on ajoute 5g de PbO en maintenant l'ebullition20 heures.On obtient du Pb metal. Les particules obtenues sont très originales :Il s'agit d'un melange de longs filaments étroits (0,5 micromètre sur 10 ou plusieurs
aizaines de micrometres3 avec des petites plaquettes plus ou moins compactes de
diamètre 0,5 micromètre environ.
EXEMPLE 21
Le maintien, dans 100 cm de dipropylèneglycol (T.E. = 230C), à l'ébullition,
de ~Ig de Ni(oH)2 RIEDEL de HAEN, durant 22 heures, produit du nickel métallique.




. ~ ' . . - .
: ' ' ' , .

~ ~3~
E~EMPLE 22
Utilisation des divers butanediols.
a) Réduction de Ni(OH)2 RIEDEL de H~EN.
Utilisation de butanediol-1,2 ~T.~ 1 C)
2g de Ni(oH)2, traités dans 100 cm3 de ce solvant et maintenus durant 68 heures
a l'ebullition, produisent du nickel metallique.

Utilisation de butanediol-1,3 (T.E. = 207C)
Dans les mêmes conditions (2g - 100 cm3 - 68 heures) la poudre obtenue est
ici vert clair et ne contient pas de nickel.
1~
Utilisa ion de butanediol-1,4 (T.E. = 230C)
On opère comme précedemment,mais on reduit le temps de chauffe (18 heures). La
reaction produit une poudre de nickel.

Utilisation de butanediol-2,3 (T.E. = 185C)-
Dans les mêmes conditions (2g - 100 cm3 - 18 heures) on obtient le même
résultat qu'avec le butanediol-1,4.

b) Reduction de Ni(oH)2 turbostratique.
2a On a observe que cet hydroxyde par~iculier est plus difficile a réduireen metal. En utilisant les mêmes conditions (2g - 100cm -68 heuresj, pour les
quatre butanediols on observe que seul, le butanediol-2,3 permet une production
notable de nickel.

c) Conclusion sur l'utilisation des butanediols.
On observe avec ces quatre isomeres que la reduction depend des positions
relatives des 2 fonctions alcool, et le meilleur reducteur est, de fac~on
surprenante,celui qui a la '~.E. la plus basse (butanediol-2,3). Le moins bon
reducteur des quatre s'avère être le butanediol-l,3 ; on relevera cependant
que ce dernier permet la réduction de CuO en Cu. On notera aussi que le facteur
temperature n'est pas forcement celui qui prédomine si l'on considère le pouvoirreducteur d'un diol.

EXEMPLE 23
Utilisation d'un mélange éthylèneglycol-glycérol.
Dans un ballon de 10 litres on traite 325g de CuO technique PROL~BO dans 5 litres
de solution formés avec 3 litres d'éthylèneglycol et 2 litres de glycérol.

Ce melange est a~ite ; après unc montée en tempcra~ure d'environ 1 heure, puis
le m~intien pendant 1 heure de laditc solution à une tcmpérature de 196- ~ C~
on laisse re~roidir en agitant jusqu'a 170C et on laisse cnfin le refroidissement
se terminer sans agitation. Par lavage à l'alcool on recueille 25~g de cuivre dont
les grains elementaires ont un diamètre moyen compris entre 1 et l~ micromètreS-
EX~IPLE 24
. .
Exemple comparatif
On voit à partir des exemples precedents que de nombreux polyols, ainsi que des
poly~thers de ces polyols (ceux de l'ethylèneglycol et du prolylèneglycol par
exemple), peuvent être utilisés selon le procédé de l'invention.

Les monoalcools ne semblent pas convenir : à titre comparatif, on a traité durant
I h 30 à l'ébullition du Cu(OH)2 dans de l'octanol qui présente une température
d'ebullition sensiblement égale a celle de l'éthyleneglycol : au lieu de cuivre
métallique, on obtient alors un mélange CuO + Cu20 ; la réduction n'est que trèspartielle la Oa elle est complete avec l'éthylèneglycol. Notons aussi que le même
octanol, après plus de 50 heures à l'ébullition,ne réduit pas le Ni(OH)2
(RIEDEL de HAEN~. -
EXE~1PLE 25
Production d'ar~ent à 86C.
On met 1g d'acétate d'argent dans 150 cm3 de glycérol ; la temperature de la
solution agitée est maintenue a 86C et cela durant environ 22 heures. On obtient
alors d~e l'argent avec des grains en forme de galets ronds, de diamètre moyen
compris entre 1 et 3 micromè~res.

EXEMPLE 26
Production de cuivre à 155C.
q
2g de CuO NERCK sont agités avec 100 cm~ d'éthylèneglycol durant 17 heures
svec une température maintenue à 155C. Les grains du cuivre obtenu (exempt
de CuO) sont des polyèdres irréguliers de 5 à 10 micromètres qui ont tendance
a former des agrégats compacts. Par contre, le traitement du CuO à 127C est
inefficace.
EXEMPLE 27
Utilisation d'un gaz réducteur auxiliaire
L'utilisation d'un ga~ réducteur auxiliaire peut améliorer le rendement de la
réduction et accélérer la cinétique de réduction.

On ~eut par exemple utiliser l'hydrogene. L'e~licacité de cet adjuvant est
illustree sur l'exemple suivant.

On traite à 150C durant environ 10 heures une solution de 200 cm3 d'éthylène-
S glycol contenant 4g de Ni(OH)2 RIEDEL de HAEN en faisant barboter de l'hydrogène
gazeux bulle à bulle. Après ce traitement la poudre obtenue se révèle constituéesurtout de Ni métal avec un reste d'hydroxyde.

Il faut noter le caractère général des effets produits par l'utilisation d'un
gaz réducteur auxiliaire qui a été illustré sur un eY~emple ; on peut éventuel-
lement utiliser des ga~ réducteurs autres que l'hydrogène.

E~IPLE 28
Influence de la température sur la taille des grains.
Pour illustrer cet effet on a traité 2g de CuO dans 100cm3 de polyol à diverses
temperatures :
. l'éthylèneglycol à 150C - (taille 7,5 micromètres)
. l'ethylèneglycol (TE = 197C) à l'ebullition - (taille 2,5 micromètres)
. le diéthylèneglycol (TE = 245C) à l'ébullition - (taille 0,2 micromètre)
. le triétylèneglycol (TE = 278C) à l'ébullition - (taille 0,2 micromètre)
. le tetraéthylèneglycol ~TE = 328C) à l'ébullition - (taille 0,3 micromètre)
. le polyéthylèneglycol 300 à l'ébullition (taille 0,3 micromètre)

On observe que le diamètre moyen des particules obtenues est plus grand lorsque
la tempërature-de réaction est plus basse.

EXEMPLE 29

On traite 170g d'oxyde Cu2O (KOCH LIGHT~ dans un mélange de 450cm d'éthylène-
glycol + 300cm de glycérol. Cette solution est maintenue à l'ébullition durant
21 heures. On obtient dans ces conditions du cuivre métallique sous formè de
grains fins melangés avec des amas beaucoup plus gros.
. _
EXEMPLE 30
Dans 100cm de diéthylèneglycol à l'ébullition on traite 1g d'oxalate de cobalt
CoC2O4,2H2O ; après 69 heures on obtient du cobalt métallique (phases cubique et
hexagonale mélangées).

~, - 13 -

E~E~IPLE 31
Obtention de carbures

Dans 200cm de triethylèneglycol on traite 2g de Ni(oH)2 RIEDEL de HAEN.
On maintient l'agitation et l'ebullition durant 140 heures. Le résidu solide
extrait est constitué par un mélange Ni3C + Ni(oH)2. On peut isoler Ni3C en
dissolvant sélectivement l'hydroxyde par action de l'acide chlorhydrique.

Dans le cas de l'hydroxyde de cobalt RIEDEL de HAEN on observe aussi,bien
que moins nette, une carburation. En effet, cet hydroxyde traité dans le triéthy-
lèneglycol à l'ébullition permet d'obtenir une phase magnétique noire contenant
du cobalt et du carbone dans un rapport pondéral voisin de 10.

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Forecasted Issue Date 1988-05-03
(22) Filed 1984-05-17
(45) Issued 1988-05-03
Expired 2005-05-03

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Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Drawings 1993-10-29 1 17
Claims 1993-10-29 3 83
Abstract 1993-10-29 1 19
Cover Page 1993-10-29 1 20
Description 1993-10-29 13 535