CN106800308A - 钛酸钾纳米纤维的制备方法及其应用 - Google Patents

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CN106800308A CN201611213607.3A CN201611213607A CN106800308A CN 106800308 A CN106800308 A CN 106800308A CN 201611213607 A CN201611213607 A CN 201611213607A CN 106800308 A CN106800308 A CN 106800308A
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郭继光
林鑫
於玉华
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本申请公开了一种钛酸钾纳米纤维的制备方法，包括：(1)、将氧化钛前驱物、氢氧化钾矿化剂放入聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应，氢氧化钾浓度为10～15mol/L；(2)、水热反应完成后采用去离子水对产物进行清洗至中性，生成钛酸钾纳米纤维。本发明通过控制矿化剂的浓度，可以获得转化率高的纳米钛酸钾纤维，所制备的纳米钛酸钾纤维表面光滑，直径约为10～20nm，长度为1～2μm左右。本发明采用水热法，成本低，能耗低，结晶质量高。

Description

钛酸钾纳米纤维的制备方法及其应用
技术领域
本申请涉及无机功能材料领域，特别是涉及一种钛酸钾纳米纤维的制备方法及其应用。
背景技术
钛酸钾纤维的制备方法主要包括溶体法、熔融法、助融剂法、急冷烧结结晶法烧结法、慢冷烧结结晶法、KDC法和水热法。
烧结法工艺粗糙、晶体的结晶性不好；熔融法得到的晶体质量变高了，但是因为要熔融，所以反应温度高，能耗也高；助融剂法得到晶体的结晶性好，但是助融剂成本高，限制大规模生产；慢冷烧结法也存在能耗高的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钛酸钾纳米纤维的制备方法及其应用，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本申请实施例公开一种钛酸钾纳米纤维的制备方法，包括：
(1)、将氧化钛前驱物、氢氧化钾矿化剂放入聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应，氢氧化钾浓度为10～15mol/L；
(2)、水热反应完成后采用去离子水对产物进行清洗至中性，生成钛酸钾纳米纤维。
优选的，在上述的钛酸钾纳米纤维的制备方法中，所述步骤(1)中，加入去离子水使得反应容器的填充度控制在其溶剂的65～75％。
优选的，在上述的钛酸钾纳米纤维的制备方法中，所述步骤(1)中，水热反应温度为160～200℃，反应时间18～24小时。
优选的，在上述的钛酸钾纳米纤维的制备方法中，所述氧化钛前驱物选自金红石型二氧化钛、锐钛矿型二氧化钛中的一种或其混合物。
本申请还公开了一种钛酸钾纳米纤维在隔热材料、复合材料增强剂、滤膜、隔膜材料和耐磨材料中的应用。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明通过控制矿化剂的浓度，可以获得转化率高的纳米钛酸钾纤维，所制备的纳米钛酸钾纤维表面光滑，直径约为10～20nm，长度为1～2μm左右。
本发明采用水热法，成本低，能耗低，结晶质量高。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
以锐钛矿型二氧化钛作为前驱物，放入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，加入氢氧化钾作为矿化剂，加入去离子水使得反应容器的填充度控制在其溶剂的65％，氢氧化钾浓度为10mol/L，水热反应温度为160℃，反应时间24小时，水热反应完成后采用去离子水对产物进行清洗至中性，生成纤维表面光滑，直径约为20nm，长度为2μm左右的纤维。
该纳米钛酸钾纤维可应用于隔热材料、复合材料增强剂、滤膜、隔膜材料和耐磨材料等。
实施例2
以金红石型二氧化钛作为前驱物，放入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，加入氢氧化钾作为矿化剂，加入去离子水使得反应容器的填充度控制在其溶剂的70％，氢氧化钾浓度大于14mol/L，水热反应温度为180℃，反应时间24小时，水热反应完成后采用去离子水对产物进行清洗至中性，生成纤维表面光滑，直径约为10nm左右，长度为1μm左右的纤维。
该纳米钛酸钾纤维可应用于隔热材料、复合材料增强剂、滤膜、隔膜材料和耐磨材料等。
实施例3
以锐钛矿型二氧化钛作为前驱物，放入聚四氟乙烯内衬的反应釜中，加入氢氧化钾作为矿化剂，加入去离子水使得反应容器的填充度控制在其溶剂的75％，氢氧化钾浓度为15mol/L，水热反应温度为200℃，反应时间24小时，水热反应完成后采用去离子水对产物进行清洗至中性，生成纤维表面光滑，直径约为17nm，长度为2μm左右的纤维。
该纳米钛酸钾纤维可应用于隔热材料、复合材料增强剂、滤膜、隔膜材料和耐磨材料等。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (5)

1.一种钛酸钾纳米纤维的制备方法，其特征在于，包括：
(1)、将氧化钛前驱物、氢氧化钾矿化剂放入聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应，氢氧化钾浓度为10～15mol/L；
(2)、水热反应完成后采用去离子水对产物进行清洗至中性，生成钛酸钾纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的钛酸钾纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，加入去离子水使得反应容器的填充度控制在其溶剂的65～75％。
3.根据权利要求1所述的钛酸钾纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，水热反应温度为160～200℃，反应时间18～24小时。
4.根据权利要求1所述的钛酸钾纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述氧化钛前驱物选自金红石型二氧化钛、锐钛矿型二氧化钛中的一种或其混合物。
5.权利要求1至4任一所述的钛酸钾纳米纤维在隔热材料、复合材料增强剂、滤膜、隔膜材料和耐磨材料中的应用。
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