CN106241861A - 一种棒状亚氧化钛粉体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种棒状亚氧化钛粉体及其制备方法，所述亚氧化钛粉体Ti3O5粉体、Ti4O7粉体、Ti5O9粉体、Ti6O11粉体、Ti7O13粉体、Ti8O15粉体或Ti9O17粉体，步骤如下：（1）配料：原料为二氧化钛粉体、碳质还原剂及氯盐，按照各亚氧化钛粉体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算出制备各亚氧化钛粉体原料的摩尔比；（2）混料与干燥；（3）烧结：将将步骤（2）所得混合粉料装入加热炉中，在流动惰性气体的条件下以5～15℃/min的升温速度加热到700℃~1300℃，并在该温度下进行还原反应，还原反应时间为2~8小时，反应时间届满后随炉冷却至室温。（4）洗涤与干燥将步骤（3）所得亚氧化钛‑盐混合粉料用去离子水清洗3~10次后干燥得棒状亚氧化钛粉体。
Description
技术领域
本发明属于亚氧化钛材料领域，特别涉及一种棒状亚氧化钛粉体及其制备方法。
背景技术
Magnéli相亚氧化钛具有基于金红石型TiO2晶格的结构，其几种不同的亚氧化钛化合物都具有较高的导电率，同时化学稳定性极高，在可见光区或是紫外光区都具有较好的光吸收能力，这使其一方面可以成为优异的电化学应用的电极材料及电化学催化剂载体材料，另一方面也是种非常有前途的提高光吸收性能和光电化学性能的材料。Ti6O11是由于电子-晶格耦合产生绝缘体极化，从而具有反铁磁性。TiO在钛的低价氧化物中含有最高的电导率，而Ti4O7在亚氧化钛(Ti3O5、Ti4O7和Ti5O9)中具有最高的电导率，其次是Ti5O9，再其次是Ti3O5。TiO是具有金属光泽的金黄色物质，其色泽美丽、性能优良、价格低廉，可以用于仿金新材料。同时由于其优异的导电性，可以广泛用于电容器的阳极材料。Ti4O7和Ti5O9由于较高的电导率及较高的化学稳定性，成为可替代碳的一种电极材料，解决了燃料电池由于使用Pt/C及PtM/C催化剂，载体C的腐蚀使电池经长时间运行后Pt颗粒迁移长大或脱落导致电池稳定性及寿命降低的问题。
目前制备亚氧化钛粉体主要是二氧化钛还原法，是使用氢气、炭黑、金属钛和一氧化碳等还原剂，在真空或惰性气体气氛下加热到一定温度并保温一定时间还原二氧化钛制备所需粉末样品，由于固-固反应或气-固反应温度偏高，生成的亚氧化钛粉体团聚严重，粉末形貌以类球形或蠕虫状为主，使其在光催化、电化学领域的应用受到限制。一维棒状材料由于其特有的几何特征，大的纵横比可为电荷传输提供直接的通道，因此，改进目前工艺合成棒状亚氧化钛粉体具有重要的研究意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种棒状亚氧化钛粉体及其制备方法。
本发明所述一种棒状亚氧化钛粉体及其制备方法，所述亚氧化钛粉体具有棒状形貌，其中所述亚氧化钛为Ti3O5粉体、Ti4O7粉体、Ti5O9粉体、Ti6O11粉体、Ti7O13粉体、Ti8O15粉体或Ti9O17粉体，工艺步骤如下：
(1)配料
原料为Ti与O的化合物粉体、还原剂及氯盐，按照各亚氧化钛粉体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算出制备各亚氧化钛粉体原料的摩尔比：
a、制备Ti9O17粉体原料的摩尔比
二氧化钛粉末:碳质还原剂：氯盐＝9:(0.8～1.2)：(2～6)
b、制备Ti8O15粉体原料的摩尔比
二氧化钛粉末:碳质还原剂：氯盐＝8:(0.8～1.2)：(2～6)
c、制备Ti7O13粉体原料的摩尔比
二氧化钛粉末:碳质还原剂：氯盐＝7:(0.8～1.2)：(2～6)
d、制备Ti6O11粉体原料的摩尔比
二氧化钛粉末:碳质还原剂：氯盐＝6:(0.8～1.2)：(2～6)
e、制备Ti5O9粉体原料的摩尔比
二氧化钛粉末:碳质还原剂：氯盐＝5:(0.8～1.2)：(2～6)
f、制备Ti4O7粉体原料的摩尔比
二氧化钛粉末:碳质还原剂：氯盐＝4:(0.8～1.2)：(2～6)
g、制备Ti3O5粉体原料的摩尔比
二氧化钛粉末:碳质还原剂：氯盐＝3:(0.8～1.2)：(2～6)；
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料进行湿法球磨，使原料充分混合均匀，湿法球磨后干燥得到混合粉料；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动惰性气体的条件下加热到700℃～1300℃，并在该温度下进行还原反应，还原反应时间为2～8小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，即得棒状亚氧化钛粉末；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得亚氧化钛-盐混合粉料用去离子水清洗3～10次后干燥得棒状亚氧化钛粉体。
上述方法中，所述湿法磨球的操作为：将计量好的原料装入球磨机中，加入磨球和湿磨介质球磨12～72小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比(6～10):1加入，所述湿磨介为无水乙醇、丙酮或去离子水，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限。
上述方法中，所述步骤(3)烧结时升温过程的升温速率为5～15℃/min。
上述方法中，所述步骤(3)烧结时通入的惰性气体为氩气或氮气。
上述方法中，所述二氧化钛粉末为微米二氧化钛粉末或纳米二氧化钛粉末，所述碳质还原剂为炭黑粉、石墨粉、木炭粉、葡萄糖中的任一种，所述氯盐为氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁、氯化锌中的至少一种。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.由于本发明所述方法制备出的亚氧化钛粉体呈棒状形态，丰富了亚氧化钛材料的类型。
2.由于本发明所述方法为熔盐法，在反应过程中，熔融盐贯穿在生成的粉体颗粒之间，阻止了颗粒之间的相互连接，使合成的粉体的分散性好，经溶解洗涤后的产物几乎没有团聚现象存在。
3.由于本发明所述方法的反应体系为液相，因而反应物在液相介质中具有刚快的扩散速度，并且合成产物各组分配比准确，成分均匀。
4.本发明所述一种棒状亚氧化钛粉体及其制备方法，原料易于获取，实验操作简便，便于工业化生产。
附图说明
图1是实施例4所制备的棒状Ti4O7粉体的XRD图。
图2是实施例4所制备的棒状Ti4O7粉体的SEM图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明所述一种棒状亚氧化钛粉体及其制备方法做进一步说明。
下述实施例中，所述原料粉体、使用的烧结炉均以从市场购买。
实施例1
本实施例所述亚棒状亚氧化钛粉体的制备方法如下：
(1)配料
以微米TiO2粉体，纳米炭黑，氯化钠，氯化钾为原料，按照下组分和组分的摩尔比计量各原料：
微米TiO2粉体：纳米炭黑：氯化钠：氯化钠＝9:0.8:1.5:2.5
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料装入球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为球磨介质，球磨72小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比6:1加入，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动氮气气氛下以5℃/min的升温速度升温至700℃保温8小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得混合粉料用去离子水清洗8次，得Ti9O17棒状粉体。
实施例2
本实施例所述亚棒状亚氧化钛粉体的制备方法如下：
(1)配料
以微米TiO2粉体，石墨粉，氯化钠为原料，按照下组分和组分的摩尔比计量各原料：
微米TiO2粉体：石墨粉：氯化钠＝9:1:2
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料装入球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体，加入去离子水为球磨介质，球磨12小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比10:1加入，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动氩气气氛下以10℃/min的升温速度升温至710℃保温2小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得混合粉料用去离子水清洗3次，得Ti9O17棒状粉体。
实施例3
本实施例所述亚棒状亚氧化钛粉体的制备方法如下：
(1)配料
以微米TiO2粉体，木炭粉，氯化锌为原料，按照下组分和组分的摩尔比计量各原料：
微米TiO2粉体：石墨粉：氯化锌＝9:1.2:6
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料装入球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体，加入丙酮为球磨介质，球磨36小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比8:1加入，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动氩气气氛下以15℃/min的升温速度升温至700℃保温4小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得混合粉料用去离子水清洗10次，得Ti9O17棒状粉体。
实施例4
本实施例所述亚棒状亚氧化钛粉体的制备方法如下：
(1)配料
以微米TiO2粉体，石墨粉，氯化钙为原料，按照下组分和组分的摩尔比计量各原料：
微米TiO2粉体：石墨粉：氯化钙＝8:1:2
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料装入球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体，加入丙酮为球磨介质，球磨12小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比10:1加入，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动氩气气氛下以5℃/min的升温速度升温至820℃保温4小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得混合粉料用去离子水清洗3次，得Ti8O15棒状粉体。
实施例5
本实施例所述亚棒状亚氧化钛粉体的制备方法如下：
(1)配料
以纳米TiO2粉体，葡萄糖，氯化镁为原料，按照下组分和组分的摩尔比计量各原料：
纳米TiO2粉体：葡萄糖：氯化镁＝8:0.8:3
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料装入球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体，加入丙酮为球磨介质，球磨24小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比8:1加入，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动氩气气氛下以10℃/min的升温速度升温至800℃保温2小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得混合粉料用去离子水清洗4次，得Ti8O15棒状粉体。
实施例6
本实施例所述亚棒状亚氧化钛粉体的制备方法如下：
(1)配料
以纳米TiO2粉体，木炭粉，氯化钠为原料，按照下组分和组分的摩尔比计量各原料：
微米TiO2粉体：木炭粉：氯化钠＝8:1.2:6
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料装入球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为球磨介质，球磨72小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比6:1加入，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动氩气气氛下以15℃/min的升温速度升温至805℃保温8小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得混合粉料用去离子水清洗10次，得Ti8O15棒状粉体。
实施例7
本实施例所述亚棒状亚氧化钛粉体的制备方法如下：
(1)配料
以纳米TiO2粉体，纳米炭黑，氯化钾为原料，按照下组分和组分的摩尔比计量各原料：
纳米TiO2粉体：纳米炭黑：氯化钾＝7:0.8:2
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料装入球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体，加入丙酮为球磨介质，球磨12小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比10:1加入，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动氩气气氛下以5℃/min的升温速度升温至850℃保温8小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得混合粉料用去离子水清洗3次，得Ti7O13棒状粉体。
实施例8
本实施例所述亚棒状亚氧化钛粉体的制备方法如下：
(1)配料
以微米TiO2粉体，石墨粉，氯化钠为原料，按照下组分和组分的摩尔比计量各原料：
微米TiO2粉体：石墨粉：氯化钠＝7:1:4
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料装入球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体，加入丙酮为球磨介质，球磨36小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比8:1加入，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动氩气气氛下以8℃/min的升温速度升温至840℃保温2小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得混合粉料用去离子水清洗5次，得Ti7O13棒状粉体。
实施例9
本实施例所述亚棒状亚氧化钛粉体的制备方法如下：
(1)配料
以纳米TiO2粉体，木炭粉，氯化钠为原料，按照下组分和组分的摩尔比计量各原料：
纳米TiO2粉体：木炭粉：氯化钠＝7:1.2:6
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料装入球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体，加入去离子水为球磨介质，球磨72小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比6:1加入，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动氩气气氛下以15℃/min的升温速度升温至830℃保温6小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得混合粉料用去离子水清洗10次，得Ti7O13棒状粉体。
实施例10
本实施例所述亚棒状亚氧化钛粉体的制备方法如下：
(1)配料
以纳米TiO2粉体，葡萄糖，氯化钠为原料，按照下组分和组分的摩尔比计量各原料：
纳米TiO2粉体：葡萄糖：氯化钠＝6:0.8:2
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料装入球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体，加入丙酮为球磨介质，球磨12小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比10:1加入，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动氮气气氛下以5℃/min的升温速度升温至880℃保温6小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得混合粉料用去离子水清洗3次，得Ti6O11棒状粉体。
实施例11
本实施例所述亚棒状亚氧化钛粉体的制备方法如下：
(1)配料
以纳米TiO2粉体，石墨粉，氯化钾为原料，按照下组分和组分的摩尔比计量各原料：
纳米TiO2粉体：石墨粉：氯化钾＝6:1:4
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料装入球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体，加入丙酮为球磨介质，球磨24小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比8:1加入，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动氮气气氛下以10℃/min的升温速度升温至900℃保温2小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得混合粉料用去离子水清洗5次，得Ti6O11棒状粉体。
实施例12
本实施例所述亚棒状亚氧化钛粉体的制备方法如下：
(1)配料
以微米TiO2粉体，石墨粉，氯化钾为原料，按照下组分和组分的摩尔比计量各原料：
微米TiO2粉体：石墨粉：氯化钾＝6:1.2:6
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料装入球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体，加入丙酮为球磨介质，球磨72小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比6:1加入，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动氮气气氛下以15℃/min的升温速度升温至890℃保温8小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得混合粉料用去离子水清洗10次，得Ti6O11棒状粉体。
实施例13
本实施例所述亚棒状亚氧化钛粉体的制备方法如下：
(1)配料
以微米TiO2粉体，纳米炭黑，氯化钠为原料，按照下组分和组分的摩尔比计量各原料：
微米TiO2粉体：纳米炭黑：氯化钠＝5:0.8:2
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料装入球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体，加入丙酮为球磨介质，球磨12小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比10:1加入，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动氮气气氛下以5℃/min的升温速度升温至950℃保温8小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得混合粉料用去离子水清洗3次，得Ti5O9棒状粉体。
实施例14
本实施例所述亚棒状亚氧化钛粉体的制备方法如下：
(1)配料
以微米TiO2粉体，石墨粉，氯化钠为原料，按照下组分和组分的摩尔比计量各原料：
微米TiO2粉体：石墨粉：氯化钠＝5:1:4
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料装入球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为球磨介质，球磨24小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比8:1加入，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动氩气气氛下以10℃/min的升温速度升温至930℃保温6小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得混合粉料用去离子水清洗5次，得Ti5O9棒状粉体。
实施例15
本实施例所述亚棒状亚氧化钛粉体的制备方法如下：
(1)配料
以微米TiO2粉体，木炭粉，氯化钠为原料，按照下组分和组分的摩尔比计量各原料：
微米TiO2粉体：石墨粉：氯化钠＝5:1.2:6
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料装入球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为球磨介质，球磨72小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比6:1加入，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动氩气气氛下以15℃/min的升温速度升温至970℃保温2小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得混合粉料用去离子水清洗10次，得Ti5O9棒状粉体。
实施例16
本实施例所述亚棒状亚氧化钛粉体的制备方法如下：
(1)配料
以纳米TiO2粉体，葡萄糖，氯化钠为原料，按照下组分和组分的摩尔比计量各原料：
纳米TiO2粉体：葡萄糖：氯化钠＝4:0.8:2
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料装入球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为球磨介质，球磨12小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比10:1加入，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动氩气气氛下以5℃/min的升温速度升温至1020℃保温8小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得混合粉料用去离子水清洗3次，得Ti4O7棒状粉体。
实施例17
本实施例所述亚棒状亚氧化钛粉体的制备方法如下：
(1)配料
以纳米TiO2粉体，纳米炭黑，氯化钠为原料，按照下组分和组分的摩尔比计量各原料：
纳米TiO2粉体：纳米炭黑：氯化钠＝4:1:4
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料装入球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为球磨介质，球磨24小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比8:1加入，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动氩气气氛下以9℃/min的升温速度升温至1050℃保温4小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得混合粉料用去离子水清洗7次，得Ti4O7棒状粉体。
实施例18
本实施例所述亚棒状亚氧化钛粉体的制备方法如下：
(1)配料
以微米TiO2粉体，纳米炭黑，氯化钾为原料，按照下组分和组分的摩尔比计量各原料：
微米TiO2粉体：纳米炭黑：氯化钾＝4:1.2:6
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料装入球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为球磨介质，球磨72小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比6:1加入，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动氩气气氛下以15℃/min的升温速度升温至1040℃保温2小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得混合粉料用去离子水清洗10次，得Ti4O7棒状粉体。
实施例19
本实施例所述亚棒状亚氧化钛粉体的制备方法如下：
(1)配料
以微米TiO2粉体，纳米炭黑，氯化钾为原料，按照下组分和组分的摩尔比计量各原料：
微米TiO2粉体：纳米炭黑：氯化钾＝3:0.8:2
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料装入球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为球磨介质，球磨72小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比6:1加入，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动氩气气氛下以15℃/min的升温速度升温至1150℃保温8小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得混合粉料用去离子水清洗3次，得Ti3O5棒状粉体。
实施例20
本实施例所述亚棒状亚氧化钛粉体的制备方法如下：
(1)配料
以微米TiO2粉体，纳米炭黑，氯化钠为原料，按照下组分和组分的摩尔比计量各原料：
微米TiO2粉体：纳米炭黑：氯化钠＝3:1:5
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料装入球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为球磨介质，球磨40小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比8:1加入，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动氩气气氛下以8℃/min的升温速度升温至1250℃保温4小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得混合粉料用去离子水清洗8次，得Ti3O5棒状粉体。
实施例21
本实施例所述亚棒状亚氧化钛粉体的制备方法如下：
(1)配料
以微米TiO2粉体，木炭粉，氯化钠为原料，按照下组分和组分的摩尔比计量各原料：
微米TiO2粉体：木炭粉：氯化钠＝3:1.2:6
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料装入球磨机中，加入硬质合金球作为研磨球体，加入无水乙醇为球磨介质，球磨12小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比10:1加入，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动氩气气氛下以5℃/min的升温速度升温至1300℃保温2小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得混合粉料用去离子水清洗10次，得Ti3O5棒状粉体。
Claims (6)
1.一种棒状亚氧化钛粉体及其制备方法，其特征在于所述亚氧化钛粉体具有棒状形貌，其中所述亚氧化钛为Ti3O5粉体、Ti4O7粉体、Ti5O9粉体、Ti6O11粉体、Ti7O13粉体、Ti8O15粉体或Ti9O17粉体。
2.一种棒状亚氧化钛粉体及其制备方法，其特征在于工艺步骤如下：
(1)配料
原料为二氧化钛粉体、碳质还原剂及氯盐，按照各亚氧化钛粉体的化学式及所用原料之间的化学反应，计算出制备各亚氧化钛粉体原料的摩尔比：
a、制备Ti9O17粉体原料的摩尔比
二氧化钛粉末:碳质还原剂：氯盐＝9:(0.8～1.2)：(2～6)
b、制备Ti8O15粉体原料的摩尔比
二氧化钛粉末:碳质还原剂：氯盐＝8:(0.8～1.2)：(2～6)
c、制备Ti7O13粉体原料的摩尔比
二氧化钛粉末:碳质还原剂：氯盐＝7:(0.8～1.2)：(2～6)
d、制备Ti6O11粉体原料的摩尔比
二氧化钛粉末:碳质还原剂：氯盐＝6:(0.8～1.2)：(2～6)
e、制备Ti5O9粉体原料的摩尔比
二氧化钛粉末:碳质还原剂：氯盐＝5:(0.8～1.2)：(2～6)
f、制备Ti4O7粉体原料的摩尔比
二氧化钛粉末:碳质还原剂：氯盐＝4:(0.8～1.2)：(2～6)
g、制备Ti3O5粉体原料的摩尔比
二氧化钛粉末:碳质还原剂：氯盐＝3:(0.8～1.2)：(2～6)；
(2)混料与干燥
将步骤(1)计量好的原料进行湿法球磨，使原料充分混合均匀，湿法球磨后干燥得到混合粉料；
(3)烧结
将步骤(2)所得混合粉料装入加热炉中，在流动惰性气体的条件下加热到700℃～1300℃，并在该温度下进行还原反应，还原反应时间为2～8小时，反应时间届满后随炉冷却至室温，即得亚氧化钛-盐混合粉料；
(4)洗涤与干燥
将步骤(3)所得亚氧化钛-盐混合粉料用去离子水清洗3～10次后干燥得棒状亚氧化钛粉体。
3.根据权利要求2所述一种棒状亚氧化钛粉体及其制备方法，其特征在于步骤(2)中所述湿法磨球的操作为：将计量好的原料装入球磨机中，加入磨球和湿磨介质球磨12～72小时得到混合湿料，所述磨球按球料质量比(6～10):1加入，所述湿磨介为无水乙醇、丙酮或去离子水，湿磨介质的加入量以浸没所述原料和研磨球体为限。
4.根据权利要求2所述一种棒状亚氧化钛粉体及其制备方法，其特征在于步骤(3)烧结时升温过程的升温速率为5～15℃/min。
5.根据权利要求1或2所述一种棒状亚氧化钛粉体及其制备方法，其特征在于步骤(3)烧结时所述惰性气体为氩气或氮气。
6.根据权利要求1或2所述一种棒状亚氧化钛粉体及其制备方法，其特征在于所述二氧化钛粉末为微米二氧化钛粉末或纳米二氧化钛粉末，所述碳质还原剂为炭黑粉、石墨粉、木炭粉、葡萄糖中的任一种，所述氯盐为氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁、氯化锌中的至少一种。
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