CN102951683A - 一种稳定的铌前驱体的制备及应用 - Google Patents

一种稳定的铌前驱体的制备及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN102951683A
CN102951683A CN2011102491305A CN201110249130A CN102951683A CN 102951683 A CN102951683 A CN 102951683A CN 2011102491305 A CN2011102491305 A CN 2011102491305A CN 201110249130 A CN201110249130 A CN 201110249130A CN 102951683 A CN102951683 A CN 102951683A
Authority
CN
China
Prior art keywords
niobium
solution
tartrate
preparation
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011102491305A
Other languages
English (en)
Inventor
王艳芹
张宇
卢冠忠
刘晓晖
任家文
刘慧慧
郭耘
郭杨龙
王筠松
张志刚
龚学庆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
East China University of Science and Technology
Original Assignee
East China University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by East China University of Science and Technology filed Critical East China University of Science and Technology
Priority to CN2011102491305A priority Critical patent/CN102951683A/zh
Publication of CN102951683A publication Critical patent/CN102951683A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及一种稳定的水溶性铌前驱物的制备方法。以五氧化铌为原料，将其溶于氢氟酸水溶液中获得氟化铌溶液，而后用碱液将铌以水合铌酸的形式沉淀下来，将沉淀溶于酒石酸溶液中获得稳定的可溶性铌的酒石酸盐前驱液，该溶液呈弱酸性。酒石酸铌溶液的浓度可以通过调控前期加入的五氧化二铌的量来控制，此稳定的酒石酸铌溶液可以用于合成介孔氧化铌，介孔磷酸铌和介孔铌硅材料，表现出和商业五氯化铌可溶性盐一样优异的性质。本发明从廉价原料出发，通过一种简便可行的合成路径，获得极其稳定的水溶性酒石酸铌前驱体。

Description

一种稳定的铌前驱体的制备及应用
技术领域
本发明涉及一种可溶性铌前驱体溶液的制备方法及其在含铌多孔材料中的应用，尤其是应用于含铌多孔孔材料的制备。
背景技术
铌材料是一类新型功能性材料，在酸催化，氧化，水解反应中有着良好的应用，同时在电化学，超导材料，光学材料中也有潜在的应用。相对应地在材料制备过程中可以应用的铌的可溶性盐却只有卤素化合物中有限的几种，最常用的是五氯化铌，其是通过金属铌和氯气或氯化氢气体作用或是在碳存在的条件下通过无水Nb2O5和氯气作用而制备的，因而成本很高，不能满足工业生产的要求。寻找可以替代的廉价可溶性铌盐是突破的关键。
在已有的研究中发现铌易于和有机化合物生成络合物，重要的有机配体有有机含氧酸(草酸，柠檬酸，酒石酸)，多元酚，胺等，铌的有机配合物很稳定，一般比无机络合物更稳定，且大多数络合物易溶于水，而且溶解度大大高于HF以外的所有无机酸的溶解度，因而在冶金，分析，材料合成等方面占有越来越重要的地位。其中关于可溶性铌盐研究多数都在可溶性有机酸中，如中国专利(CN 1935772)等利用草酸为配位有机酸制备出了草酸铌可溶性铌前躯体，但是其制备过程复杂，所得草酸铌前驱体为工业级、纯度不高。因此寻找价格低廉且配位稳定的新的有机酸配体以制备高纯度的铌的可溶性盐成为研究的重点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可溶性铌溶液的制备方法，并将其应用于多孔含铌材料的制备中。本发明的目的还在于提供原料成本低，工艺制备简单，便于工业化的工艺过程。
本发明的具体技术方案如下：
本发明的可溶性铌盐的制备方法，其特征包括以下步骤：按氢氟酸与铌化合物的摩尔比为5-10∶1加入含铌化合物，控制反应温度60-100℃，控制反应时间12-24小时或至溶液完全变澄清。将上述溶液用碱液滴定至碱性，得到氢氧化铌沉淀，过滤洗涤至中性后，干燥称重作为定量的基准。
按照酒石酸和铌摩尔比5-15∶1配置一定浓度的酒石酸溶液。控制溶液pH在1-2的范围内。之后将干燥的氢氧化铌沉淀加入到上述酒石酸溶液中，分散均匀。进一步的将上述铌酒石酸悬浊液，控制在温度70-100℃范围内，加热24-48h，或直到溶液变澄清。所得到的酒石酸铌溶液浓度可调，酸度可以调，配位状态可调，并且可以长期稳定存在。关于其浓度的定量可以通过电感耦合等离子发射光谱(ICP)完成。
本发明的主旨在于通过简单的后续处理将五氧化二铌原料转变为不同浓度的铌的可溶性前驱液，以作为价格昂贵的可溶性铌盐的替代品(如五氯化铌)。前躯体成分单一，结构稳定，应用广泛，具有较好的工业应用前景。用此前躯体可以制备出多种铌材料，其中在孔材料制备中的表现尤为突出。
下面用实例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此。
具体实施方式
实施例1利用酒石酸铌制备介孔铌硅材料。
用去离子水配制pH＝1的盐酸水溶液；称取1-2g P123溶于上述盐酸溶液中，待P123完全溶解后加入一定浓度的酒石酸铌溶液，其中酒石酸溶液中铌含量固定但是酒石酸的量可调。连续搅拌1h后逐滴加入正硅酸乙酯(TEOS)，保证Nb/模板剂/TEOS/溶剂的摩尔比在1/0.2-0.5/1-5/20-100的比例下，35℃下搅拌24h后，将浆液转移至带聚四氟乙烯衬里的不锈钢压力釜内，于100℃晶化24h。经离心分离后，将沉淀物用去离子水洗涤至pH＝7，然后在60℃干燥过夜，研磨，再置于马弗炉中于550℃焙烧6小时，即制得所需的Nb-SBA-15介孔硅基含铌材料，铌硅材料的比表面积在450-650m2.g-1范围内可调。并且不同铌含量的酒石酸前驱体最终得到的Nb-SBA-15中铌含量也不同。
实施例2利用酒石酸铌制备介孔氧化铌材料
称取有机表面活性剂(P123，F127，CTAB)1-2g，溶于水(或乙醇)溶液中，待表面活性剂完全溶解后调节溶液pH值在1-2的范围内，之后量取一定浓度的酒石酸铌溶液，可以加入氨水调节铌前驱的pH值，逐滴将铌前驱体溶液加入到上述溶液中，保证Nb/模板剂/溶剂的摩尔比在1/0.2-0.5/20-100的比例范围。之后在80℃连续搅拌24h，然后将浆液转移至带聚四氟乙烯衬里的不锈钢压力釜内，于100-180℃晶化24h。经离心分离后将沉淀物用去离子水洗涤至pH＝7，然后在60℃干燥过夜，研磨，再置于马弗炉中于550℃焙烧6小时，即制得所需的介孔氧化铌材料。其中酒石酸铌可以在不同的pH和不同的浓度，进而可以得到不同比表面积和孔结构的介孔氧化铌材料。比表面积在80-170m2.g-1范围内。
实施例3利用酒石酸铌制备介孔磷酸铌材料
用去离子水配制酒石酸铌和磷酸氢钠的混合水溶液，其中铌前驱体的配位状态可以通过加入草酸铵来调控。将有机模板剂(P123，CTAB，F127)溶于水(乙醇)溶液中，待表面活性剂完全溶解后调节溶液pH值在1-10的范围内。在连续搅拌下，将Nb，P混合溶液滴加至到模板剂溶液中，Nb/P/模板剂/溶剂的摩尔比控制在1/1-5/0.1-0.6/20-100的比例范围。待滴加完毕，将浆液转移至带聚四氟乙烯衬里的不锈钢压力釜内，于100-160℃晶化24h。经离心分离后将沉淀物用去离子水洗涤至pH＝7，然后在60℃干燥过夜，研磨，再置于马弗炉中于550℃焙烧6小时，即制得所需的介孔磷酸铌材料，其中关于铌前驱体可以通过加入酸碱调控pH值以达到获得不同配位状态的铌前驱体，进而可以制备出不同比表面积和酸分布的介孔磷酸铌材料。
实施例4利用酒石酸铌制备介孔含铌碳材料
用去离子水配制酒石酸铌和糖(葡萄糖，果糖，麦芽糖)的混合水溶液，其中铌前驱液的pH在2-10范围内可调，将有机模板剂(P123，CTAB，F127)溶于水(乙醇)溶液中，待表面活性剂完全溶解后调节溶液pH值在1-2的范围内。在连续搅拌下，将Nb和糖混合溶液滴加至到模板剂溶液中，可以调控pH在2-10范围内。保持Nb/碳源/模板剂/溶剂的摩尔比在1/1-10/0.1-0.6/20-100的比例范围。待滴加完毕，将浆液转移至带聚四氟乙烯衬里的不锈钢压力釜内，于180℃晶化24h。经离心分离后将沉淀物用去离子水洗涤至pH＝7，然后在60℃干燥过夜，研磨，再置于氮气炉中于550℃焙烧3小时，即制得所需的介孔含铌碳材料，其中关于铌前驱体可以通过加入酸碱调控pH值，进而可以目标明确的制备出不同铌碳比例的含铌碳材料。

Claims (4)

1.一种可溶性铌盐的制备方法，其特征在于，利用酒石酸为配合物制备出酒石酸铌溶液，其浓度可调，配位状态可调，溶液pH可调，并且溶液可以长期稳定存在。
2.根据权利要求1所述的可溶性铌盐的制备方法，其特征包括以下步骤：按氢氟酸与铌化合物的摩尔比为5-10∶1加入含铌化合物，控制反应温度60-100℃，控制反应时间12-24小时或至溶液完全变澄清。将上述溶液用碱液滴定至pH值在10以上，得到氢氧化铌沉淀，过滤洗涤至中性后，干燥称重作为定量的基准。
按照酒石酸和铌摩尔比5-15∶1配置一定浓度的酒石酸溶液。控制溶液pH在1-2的范围内。之后将干燥的氢氧化铌沉淀加入到上述酒石酸溶液中，分散均匀。进一步的将上述铌酒石酸悬浊液，在温度70-100℃范围内24-48小时，或直至溶液变澄清。
3.根据权利要求2所述的铌的化合物其特征在于：可以是五氧化二铌，铌酸，铌酸钾，氟铌酸，铌的醇盐中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求2所述的酒石酸溶液其特征在于：可以是酒石酸的水溶液，或是酒石酸在有机溶剂形成的有机溶液(如乙醇溶液，甲醇溶液)，或是上述几种溶剂的混合溶液，其中去离子水为优选溶剂。
CN2011102491305A 2011-08-26 2011-08-26 一种稳定的铌前驱体的制备及应用 Pending CN102951683A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102491305A CN102951683A (zh) 2011-08-26 2011-08-26 一种稳定的铌前驱体的制备及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102491305A CN102951683A (zh) 2011-08-26 2011-08-26 一种稳定的铌前驱体的制备及应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102951683A true CN102951683A (zh) 2013-03-06

Family

ID=47761151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011102491305A Pending CN102951683A (zh) 2011-08-26 2011-08-26 一种稳定的铌前驱体的制备及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102951683A (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104130122A (zh) * 2014-06-26 2014-11-05 天津大学 一种水溶性含铌化合物的制备方法
CN105536832A (zh) * 2015-12-10 2016-05-04 大连交通大学 介孔磷酸铌催化剂的制备方法及其在山梨醇制异山梨醇中的应用
CN106735303A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 西安交通大学青岛研究院 一种3D打印用NbSi合金粉的制备方法
CN107469844A (zh) * 2016-06-08 2017-12-15 中国石油化工股份有限公司 一种具有脱氧加氢功能的催化剂及其制备方法和羰基化合物的脱氧加氢方法
CN107469806A (zh) * 2016-06-08 2017-12-15 中国石油化工股份有限公司 水溶性铌组合物及其制备方法和用途
CN107469805A (zh) * 2016-06-08 2017-12-15 中国石油化工股份有限公司 水溶性铌组合物及其制备方法和用途
CN107469848A (zh) * 2016-06-08 2017-12-15 中国石油化工股份有限公司 一种具有脱水加氢功能的催化剂及其制备方法以及糖和/或糖衍生物的脱水加氢方法
CN108033933A (zh) * 2017-12-07 2018-05-15 中国科学院广州能源研究所 一种协同催化纤维素一步转化为1,4-去水山梨醇的方法
CN114853777A (zh) * 2022-06-14 2022-08-05 华北电力大学 一种制备lgo的催化热解方法
CN115920934A (zh) * 2022-12-22 2023-04-07 天津大学 一种磷酸铌催化剂的制备方法及用于高密度燃料合成的用途

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1935772A (zh) * 2006-10-19 2007-03-28 宁夏东方钽业股份有限公司 草酸铌的制备方法
CN101041465A (zh) * 2007-04-23 2007-09-26 山东大学 一种制备铌酸锌纳米材料的方法
JP2009242230A (ja) * 2008-03-14 2009-10-22 Nagoya Institute Of Technology アルカリニオブ酸ペロブスカイト結晶の製造方法
CN101921111A (zh) * 2010-07-12 2010-12-22 陕西科技大学 一种利用水热法制备MnNb2O6微波介质陶瓷粉体的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1935772A (zh) * 2006-10-19 2007-03-28 宁夏东方钽业股份有限公司 草酸铌的制备方法
CN101041465A (zh) * 2007-04-23 2007-09-26 山东大学 一种制备铌酸锌纳米材料的方法
JP2009242230A (ja) * 2008-03-14 2009-10-22 Nagoya Institute Of Technology アルカリニオブ酸ペロブスカイト結晶の製造方法
CN101921111A (zh) * 2010-07-12 2010-12-22 陕西科技大学 一种利用水热法制备MnNb2O6微波介质陶瓷粉体的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ARPITA SARKAR ETAL.: ""Synthesis of mesoporous niobium oxophosphate using niobium tartrateprecursor by soft templating method"", 《MICROPOROUS AND MESOPOROUS MATERIALS》 *

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104130122A (zh) * 2014-06-26 2014-11-05 天津大学 一种水溶性含铌化合物的制备方法
CN105536832B (zh) * 2015-12-10 2017-12-29 大连交通大学 介孔磷酸铌催化剂的制备方法及其在山梨醇制异山梨醇中的应用
CN105536832A (zh) * 2015-12-10 2016-05-04 大连交通大学 介孔磷酸铌催化剂的制备方法及其在山梨醇制异山梨醇中的应用
CN107469848B (zh) * 2016-06-08 2020-08-07 中国石油化工股份有限公司 一种具有脱水加氢功能的催化剂及其制备方法以及糖和/或糖衍生物的脱水加氢方法
CN107469806A (zh) * 2016-06-08 2017-12-15 中国石油化工股份有限公司 水溶性铌组合物及其制备方法和用途
CN107469805A (zh) * 2016-06-08 2017-12-15 中国石油化工股份有限公司 水溶性铌组合物及其制备方法和用途
CN107469848A (zh) * 2016-06-08 2017-12-15 中国石油化工股份有限公司 一种具有脱水加氢功能的催化剂及其制备方法以及糖和/或糖衍生物的脱水加氢方法
CN107469844A (zh) * 2016-06-08 2017-12-15 中国石油化工股份有限公司 一种具有脱氧加氢功能的催化剂及其制备方法和羰基化合物的脱氧加氢方法
CN107469844B (zh) * 2016-06-08 2020-08-07 中国石油化工股份有限公司 一种具有脱氧加氢功能的催化剂及其制备方法和羰基化合物的脱氧加氢方法
CN106735303B (zh) * 2016-12-30 2019-03-22 西安交通大学青岛研究院 一种3D打印用NbSi合金粉的制备方法
CN106735303A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 西安交通大学青岛研究院 一种3D打印用NbSi合金粉的制备方法
CN108033933A (zh) * 2017-12-07 2018-05-15 中国科学院广州能源研究所 一种协同催化纤维素一步转化为1,4-去水山梨醇的方法
CN108033933B (zh) * 2017-12-07 2020-05-12 中国科学院广州能源研究所 一种协同催化纤维素一步转化为1,4-去水山梨醇的方法
CN114853777A (zh) * 2022-06-14 2022-08-05 华北电力大学 一种制备lgo的催化热解方法
CN114853777B (zh) * 2022-06-14 2024-03-01 华北电力大学 一种制备lgo的催化热解方法
CN115920934A (zh) * 2022-12-22 2023-04-07 天津大学 一种磷酸铌催化剂的制备方法及用于高密度燃料合成的用途

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102951683A (zh) 一种稳定的铌前驱体的制备及应用
US7763232B2 (en) Methods for production of titanium oxide particles, and particles and preparations produced thereby
CN104003443B (zh) 一种加晶种制备偏钒酸铵的方法
CN102951680B (zh) 一种硫酸氧钒的制备方法
CA2354918A1 (en) Process for the preparation of vanadyl/vanadous sulphate crystal products or solutions
CN103626230B (zh) 一种制备硫酸氧钒的方法
CN104190423A (zh) 一种圆球状α-Fe2O3的制备方法
CN101798120B (zh) 利用废酸洗液回收的氯化亚铁生产纳米氧化铁红的方法
CN103041795A (zh) 一种二氧化钛光催化剂的制备方法
CN105502492B (zh) 一种非水沉淀法制备稳定氧化锆超细粉体的方法
CN102408102A (zh) 一种纳米磷酸铁的制备方法
CN103566949A (zh) 由草酸二甲酯加氢制乙二醇及乙二醇单甲醚的铜基催化剂及其制备方法
CN104098137B (zh) 一种偏钒酸铵的制备与纯化方法
CN102219255B (zh) 一种制备高稳定性混晶型纳米二氧化钛混悬液的方法
CN104399484A (zh) 用于顺丁烯二酸二甲酯加氢制备γ-丁内酯的催化剂及其制备方法
CN103754923B (zh) 超细氧化铈的制备方法
CN102977135A (zh) 一种铌配合物水溶液的制备方法
CN101624216A (zh) 一种纳米氧化镍的制备方法
RU2490209C1 (ru) Способ получения основных углекислых солей цинка
CN106698461B (zh) 一种原位晶化制备纳米NaY分子筛的方法
CN103043721B (zh) 一种制备硫酸氧钒的方法
CN109502639A (zh) 一种制备二氧化钛与五氧化三钛的复合混晶粉体的方法
CN105622518B (zh) 一种1h-咪唑-4-甲酸的制备方法
CN101100444B (zh) 一种二苯基重氮甲烷的合成方法
CN103877928B (zh) 一种具有大孔、大比表面积的SiO2-Al2O3材料的合成方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130306