CN112830517A - 一种钛铌酸盐的制备方法 - Google Patents
一种钛铌酸盐的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112830517A CN112830517A CN202011605843.6A CN202011605843A CN112830517A CN 112830517 A CN112830517 A CN 112830517A CN 202011605843 A CN202011605843 A CN 202011605843A CN 112830517 A CN112830517 A CN 112830517A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- mixing
- kti
- nbo
- tioso
- 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
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 12
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title abstract description 12
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title abstract description 11
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 114
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 103
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 76
- 229910000349 titanium oxysulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- XNHGKSMNCCTMFO-UHFFFAOYSA-D niobium(5+);oxalate Chemical compound [Nb+5].[Nb+5].[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O XNHGKSMNCCTMFO-UHFFFAOYSA-D 0.000 claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 65
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 41
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 abstract description 54
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 104
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 72
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 72
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 52
- 229910010298 TiOSO4 Inorganic materials 0.000 description 51
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 39
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 35
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 22
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 21
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 20
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 18
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 18
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 16
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 10
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BWLUMTFWVZZZND-UHFFFAOYSA-N Dibenzylamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1CNCC1=CC=CC=C1 BWLUMTFWVZZZND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 3
- HUMNYLRZRPPJDN-UHFFFAOYSA-N benzaldehyde Chemical compound O=CC1=CC=CC=C1 HUMNYLRZRPPJDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Inorganic materials O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- QNGNSVIICDLXHT-UHFFFAOYSA-N para-ethylbenzaldehyde Natural products CCC1=CC=C(C=O)C=C1 QNGNSVIICDLXHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UKDIAJWKFXFVFG-UHFFFAOYSA-N potassium;oxido(dioxo)niobium Chemical compound [K+].[O-][Nb](=O)=O UKDIAJWKFXFVFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G33/00—Compounds of niobium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
Abstract
发明涉及钛铌酸盐制备技术领域,尤其涉及一种钛铌酸盐的制备方法。本发明提供的制备方法,包括以下步骤:将所述草酸铌溶液、硫酸氧钛溶液和氢氧化钾混合后,进行水热反应,得到KTi3NbO9前驱体;所述草酸铌溶液中的草酸铌、硫酸氧钛溶液中的硫酸氧钛和氢氧化钾的摩尔比为0.003:0.01:0.05;将所述KTi3NbO9前驱体进行焙烧,得到所述KTi3NbO9。本发明利用草酸铌和硫酸氧钛的水溶性,使其分别作为铌源和钛源,并以溶液的形式能够保证将其充分混合均匀,进而提高产物产率;同时,能够制备得到纯相KTi3NbO9。
Description
技术领域
本发明涉及钛铌酸盐制备技术领域,尤其涉及一种钛铌酸盐的制备方法。
背景技术
TiO2和Nb2O5作为半导体材料,其禁带宽度分别为3.2eV和3.4eV,只能吸收紫外光,能量利用率低。然而,由他们(以TiO2和Nb2O5为组成单元、通过共边或共角方式连接)形成的钛铌酸盐化合物,具有离子交换能力和可溶胀性,其组成、结构和阳离子等可调,而层板的基本结构不会被破坏。以通过离子交换、有机物插层及剥离重组等方法对其改性,获得的新型功能性材料可以应用于催化剂、电极修饰、能源转化和光致发光等相关领域,为构建复合材料提供了巨大的潜在应用,可以应用于催化剂、电极修饰、能源转化和光致发光等相关领域。
迄今为止,该类材料主要通过传统的高温固相法制备,该方法生成的颗粒较大,成本高,物相不纯。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钛铌酸盐的制备方法。所述制备方法成本低,制备得到的钛铌酸盐粒径小且为纯相KTi3NbO9。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种KTi3NbO9的制备方法,包括以下步骤:
将所述草酸铌溶液、硫酸氧钛溶液和氢氧化钾混合后,进行水热反应,得到KTi3NbO9前驱体;所述草酸铌溶液中的草酸铌、硫酸氧钛溶液中的硫酸氧钛和氢氧化钾的摩尔比为0.003:0.01:0.05;
将所述KTi3NbO9前驱体进行焙烧,得到所述KTi3NbO9。
优选的,所述水热反应的温度为180℃,时间为8~24h。
优选的,所述焙烧的温度为900~1100℃,时间为1~3h。
优选的,升温至所述焙烧的温度的升温速率为4.5~5.5K/min。
优选的,所述草酸铌溶液的浓度为0.1~0.2mol/L。
优选的,所述草酸铌溶液的制备方法为:在搅拌的条件下,将草酸铌溶解于水中。
优选的,所述硫酸氧钛溶液的浓度为0.2~0.6mol/L。
优选的,所述硫酸氧钛溶液的制备方法为:在加热和搅拌的条件下,将硫酸氧钛溶解于水中。
本发明提供了一种KTi3NbO9的制备方法,包括以下步骤:将所述草酸铌溶液、硫酸氧钛溶液和氢氧化钾混合后,进行水热反应,得到KTi3NbO9前驱体;所述草酸铌溶液中的草酸铌、硫酸氧钛溶液中的硫酸氧钛和氢氧化钾的摩尔比为0.003:0.01:0.05;将所述KTi3NbO9前驱体进行焙烧,得到所述KTi3NbO9。本发明利用草酸铌和硫酸氧钛的水溶性,使其分别作为铌源和钛源,并以溶液的形式能够保证将其充分混合均匀,进而提高产物产率;同时,该方法工艺简单,生产成本低,简单易行,重现性好,便于操作和工业化生产。
附图说明
图1为实施例1制备得到的KTi3NbO9和对比例1~3制备得到的钛铌酸钾盐的XRD图;
图2为对比例4和5制备得到的钛铌酸钾盐的XRD图;
图3为实施例1~3制备得到的KTi3NbO9和对比例6~8制备得到的钛铌酸钾盐的XRD图;
图4为实施例1和4制备得到的KTi3NbO9和对比例9~10制备得到的钛铌酸钾盐的XRD图;
图5为实施例1、5和6制备得到的KTi3NbO9和对比例11制备得到的固体产物的XRD图。
具体实施方式
本发明提供了一种KTi3NbO9的制备方法,包括以下步骤:
将所述草酸铌(Nb(HC2O4)5)溶液、硫酸氧钛(TiOSO4)溶液和氢氧化钾混合后,进行水热反应,得到KTi3NbO9前驱体;所述草酸铌溶液中的草酸铌、硫酸氧钛溶液中的硫酸氧钛和氢氧化钾的摩尔比为0.003:0.0045:0.05;
将所述KTi3NbO9前驱体进行焙烧,得到所述KTi3NbO9。
在本发明中,若无特殊说明,所有原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。
本发明将所述草酸铌溶液、硫酸氧钛溶液和氢氧化钾混合后,进行水热反应,得到KTi3NbO9前驱体;所述草酸铌溶液中的草酸铌、硫酸氧钛溶液中的硫酸氧钛和氢氧化钾的摩尔比为0.003:0.01:0.05。
在本发明中,所述草酸铌溶液的浓度优选为0.1~0.2mol/L,更优选为0.15mol/L。在本发明中,所述草酸铌溶液优选通过制备得到。所述草酸铌溶液的制备方法优选为:在搅拌的条件下,将草酸铌溶解于水中。在本发明中,所述水优选为去离子水中;本发明对所述搅拌的速率没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的速率进行即可。本发明对所述搅拌的时间没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的时间并能够保证将所述草酸铌完全溶解于水中即可。在本发明的实施例中,所述搅拌的时间为30min。
在本发明中,所述硫酸氧钛溶液的浓度优选为0.2~0.6mol/L,更优选为0.3~0.55mol/L。在本发明中,所述硫酸氧钛溶液优选通过制备得到。所述硫酸氧钛溶液的制备方法优选为:在加热和搅拌的条件下,将硫酸氧钛溶解于水中。在本发明中,所述水优选为去离子水。在本发明中,所述加热的温度优选为55~65℃,更优选为60℃;所述加热的方式优选为恒温水浴。本发明对所述搅拌的速率没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的速率进行即可;本发明对所述搅拌的时间没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的时间并能够保证将所述硫酸氧钛完全溶解于水中即可。在本发明的实施例中,所述搅拌的时间为10min。在本发明中,当所述硫酸氧钛完全溶解于水中后,本发明还优选包括冷却;本发明对所述冷却的过程没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程并冷却至室温即可。
在本发明中,所述草酸铌溶液中的草酸铌、硫酸氧钛溶液中的硫酸氧钛和氢氧化钾的摩尔比为0.003:0.01:0.05。
在本发明中,所述草酸铌溶液、硫酸氧钛溶液和氢氧化钾混合后得到的混合液中氢氧化钾的浓度优选为(0.8~1.2)mol/L,更优选为1.0mol/L。在本发明中,当将草酸铌溶液、硫酸氧钛溶液和氢氧化钾混合后得到的混合液中的氢氧化钾的浓度不在上述范围内时,优选通过添加去离子水进行调节。在本发明中,所述草酸铌溶液、硫酸氧钛溶液和氢氧化钾的混合优选在搅拌的条件下进行,本发明对所述搅拌的速率没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的速率即可;本发明对所述搅拌的时间也没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的时间并能够保证混合均匀即可。在本发明的实施例中,所述搅拌的时间为1h。
在本发明中,所述水热反应的温度优选为180℃,时间优选为8~24h,更优选为8~12h。在本发明中,所述水热反应优选在不锈钢反应釜中进行。
所述水热反应完成后,本发明还优选包括依次进行的冷却、洗涤和干燥;本发明对所述冷却的过程没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。在本发明中,所述洗涤优选为采用去离子水进行洗涤,本发明对所述洗涤的过程没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程洗涤至中性即可。在本发明中,所述干燥的温度优选为80℃,本发明对所述干燥的时间没有任何特殊的限定,能够保证完全干燥即可。
得到KTi3NbO9前驱体后,本发明将所述KTi3NbO9前驱体进行焙烧,得到所述KTi3NbO9。在本发明中,所述焙烧的温度优选为900~1100℃,更优选为950~1050℃;时间优选为1~3h,更优选为1~2h。在本发明中,升温至所述焙烧的温度的升温速率优选为4.5~5.5K/min,更优选为5K/min。
所述焙烧完成后,本发明还优选包括冷却,本发明对所述冷却没有任何特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
下面结合实施例对本发明提供的KTi3NbO9的制备方法进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将1.6141g Nb(HC2O4)5和20mL去离子水在搅拌的条件下混合30min,得到Nb(HC2O4)5溶液;
将1.72g TiOSO4和20mL去离子水混合,并在60℃的恒温水浴中,搅拌10min至全部溶解,得到TiOSO4溶液;
将所述Nb(HC2O4)5溶液、TiOSO4溶液和2.81gKOH混合后,添加去离子水至混合液的总体积为50mL,搅拌1h得到混合液后,转移至不锈钢反应釜中,在180℃的条件下反应12h,冷却至室温,用去离子水清洗至中性,80℃干燥后,将得到的固体样品以5K/min的升温速率升温至900℃,焙烧1h,冷却至室温,得到KTi3NbO9(粒径为35~120nm,平均粒径为80nm)。
实施例2
将1.6141g Nb(HC2O4)5和20mL去离子水在搅拌的条件下混合30min,得到Nb(HC2O4)5溶液;
将1.72g TiOSO4和20mL去离子水混合,并在60℃的恒温水浴中,搅拌10min至全部溶解,得到TiOSO4溶液;
将所述Nb(HC2O4)5溶液、TiOSO4溶液和2.81gKOH混合后,添加去离子水至混合液的总体积为50mL,搅拌1h得到混合液后,转移至不锈钢反应釜中,在180℃的条件下反应8h,冷却至室温,用去离子水清洗至中性,80℃干燥后,将得到的固体样品以5K/min的升温速率升温至900℃,焙烧1h,冷却至室温,得到KTi3NbO9。
实施例3
将1.6141g Nb(HC2O4)5和20mL去离子水在搅拌的条件下混合30min,得到Nb(HC2O4)5溶液;
将1.72g TiOSO4和20mL去离子水混合,并在60℃的恒温水浴中,搅拌10min至全部溶解,得到TiOSO4溶液;
将所述Nb(HC2O4)5溶液、TiOSO4溶液和2.81gKOH混合后,添加去离子水至混合液的总体积为50mL,搅拌1h得到混合液后,转移至不锈钢反应釜中,在180℃的条件下反应24h,冷却至室温,用去离子水清洗至中性,80℃干燥后,将得到的固体样品以5K/min的升温速率升温至900℃,焙烧1h,冷却至室温,得到KTi3NbO9。
实施例4
将1.6141g Nb(HC2O4)5和20mL去离子水在搅拌的条件下混合30min,得到Nb(HC2O4)5溶液;
将1.72g TiOSO4和20mL去离子水混合,并在60℃的恒温水浴中,搅拌10min至全部溶解,得到TiOSO4溶液;
将所述Nb(HC2O4)5溶液、TiOSO4溶液和2.81gKOH混合后,添加去离子水至混合液的总体积为50mL,搅拌1h得到混合液后,转移至不锈钢反应釜中,在180℃的条件下反应12h,冷却至室温,用去离子水清洗至中性,80℃干燥后,将得到的固体样品以5K/min的升温速率升温至1100℃,焙烧1h,冷却至室温,得到KTi3NbO9。
实施例5
将1.6141g Nb(HC2O4)5和20mL去离子水在搅拌的条件下混合30min,得到Nb(HC2O4)5溶液;
将1.72g TiOSO4和20mL去离子水混合,并在60℃的恒温水浴中,搅拌10min至全部溶解,得到TiOSO4溶液;
将所述Nb(HC2O4)5溶液、TiOSO4溶液和2.81gKOH混合后,添加去离子水至混合液的总体积为50mL,搅拌1h得到混合液后,转移至不锈钢反应釜中,在180℃的条件下反应12h,冷却至室温,用去离子水清洗至中性,80℃干燥后,将得到的固体样品以5K/min的升温速率升温至900℃,焙烧2h,冷却至室温,得到KTi3NbO9。
实施例6
将1.6141g Nb(HC2O4)5和20mL去离子水在搅拌的条件下混合30min,得到Nb(HC2O4)5溶液;
将1.72g TiOSO4和20mL去离子水混合,并在60℃的恒温水浴中,搅拌10min至全部溶解,得到TiOSO4溶液;
将所述Nb(HC2O4)5溶液、TiOSO4溶液和2.81gKOH混合后,添加去离子水至混合液的总体积为50mL,搅拌1h得到混合液后,转移至不锈钢反应釜中,在180℃的条件下反应12h,冷却至室温,用去离子水清洗至中性,80℃干燥后,将得到的固体样品以5K/min的升温速率升温至900℃,焙烧3h,冷却至室温,得到KTi3NbO9。
对比例1
将1.6141g Nb(HC2O4)5和20mL去离子水在搅拌的条件下混合30min,得到Nb(HC2O4)5溶液;
将1.72g TiOSO4和20mL去离子水混合,并在60℃的恒温水浴中,搅拌10min至全部溶解,得到TiOSO4溶液;
将所述Nb(HC2O4)5溶液、TiOSO4溶液和2.81gKOH混合后,添加去离子水至混合液的总体积为50mL,搅拌1h得到混合液后,转移至不锈钢反应釜中,在100℃的条件下反应12h,冷却至室温,用去离子水清洗至中性,80℃干燥后,将得到的固体样品以5K/min的升温速率升温至900℃,焙烧1h,冷却至室温,得到钛铌酸钾盐。
对比例2
将1.6141g Nb(HC2O4)5和20mL去离子水在搅拌的条件下混合30min,得到Nb(HC2O4)5溶液;
将1.72g TiOSO4和20mL去离子水混合,并在60℃的恒温水浴中,搅拌10min至全部溶解,得到TiOSO4溶液;
将所述Nb(HC2O4)5溶液、TiOSO4溶液和2.81gKOH混合后,添加去离子水至混合液的总体积为50mL,搅拌1h得到混合液后,转移至不锈钢反应釜中,在130℃的条件下反应12h,冷却至室温,用去离子水清洗至中性,80℃干燥后,将得到的固体样品以5K/min的升温速率升温至900℃,焙烧1h,冷却至室温,得到钛铌酸钾盐。
对比例3
将1.6141g Nb(HC2O4)5和20mL去离子水在搅拌的条件下混合30min,得到Nb(HC2O4)5溶液;
将1.72g TiOSO4和20mL去离子水混合,并在60℃的恒温水浴中,搅拌10min至全部溶解,得到TiOSO4溶液;
将所述Nb(HC2O4)5溶液、TiOSO4溶液和2.81gKOH混合后,添加去离子水至混合液的总体积为50mL,搅拌1h得到混合液后,转移至不锈钢反应釜中,在150℃的条件下反应12h,冷却至室温,用去离子水清洗至中性,80℃干燥后,将得到的固体样品以5K/min的升温速率升温至900℃,焙烧1h,冷却至室温,得到钛铌酸钾盐。
对比例4
将1.6141g Nb(HC2O4)5和20mL去离子水在搅拌的条件下混合30min,得到Nb(HC2O4)5溶液;
将1.72g TiOSO4和20mL去离子水混合,并在60℃的恒温水浴中,搅拌10min至全部溶解,得到TiOSO4溶液;
将所述Nb(HC2O4)5溶液、TiOSO4溶液和5.62gKOH混合后,添加去离子水至混合液的总体积为50mL,搅拌1h得到混合液后,转移至不锈钢反应釜中,在180℃的条件下反应12h,冷却至室温,用去离子水清洗至中性,80℃干燥后,将得到的固体样品以5K/min的升温速率升温至900℃,焙烧1h,冷却至室温,得到钛铌酸钾盐。
对比例5
将1.6141g Nb(HC2O4)5和20mL去离子水在搅拌的条件下混合30min,得到Nb(HC2O4)5溶液;
将1.72g TiOSO4和20mL去离子水混合,并在60℃的恒温水浴中,搅拌10min至全部溶解,得到TiOSO4溶液;
将所述Nb(HC2O4)5溶液、TiOSO4溶液和8.43gKOH混合后,添加去离子水至混合液的总体积为50mL,搅拌1h得到混合液后,转移至不锈钢反应釜中,在150℃的条件下反应12h,冷却至室温,用去离子水清洗至中性,80℃干燥后,将得到的固体样品以5K/min的升温速率升温至900℃,焙烧1h,冷却至室温,得到钛铌酸钾盐。
对比例6
将1.6141g Nb(HC2O4)5和20mL去离子水在搅拌的条件下混合30min,得到Nb(HC2O4)5溶液;
将1.72g TiOSO4和20mL去离子水混合,并在60℃的恒温水浴中,搅拌10min至全部溶解,得到TiOSO4溶液;
将所述Nb(HC2O4)5溶液、TiOSO4溶液和2.81gKOH混合后,添加去离子水至混合液的总体积为50mL,搅拌1h得到混合液后,转移至不锈钢反应釜中,在180℃的条件下反应2h,冷却至室温,用去离子水清洗至中性,80℃干燥后,将得到的固体样品以5K/min的升温速率升温至900℃,焙烧1h,冷却至室温,得到钛铌酸钾盐。
对比例7
将1.6141g Nb(HC2O4)5和20mL去离子水在搅拌的条件下混合30min,得到Nb(HC2O4)5溶液;
将1.72g TiOSO4和20mL去离子水混合,并在60℃的恒温水浴中,搅拌10min至全部溶解,得到TiOSO4溶液;
将所述Nb(HC2O4)5溶液、TiOSO4溶液和2.81gKOH混合后,添加去离子水至混合液的总体积为50mL,搅拌1h得到混合液后,转移至不锈钢反应釜中,在180℃的条件下反应4h,冷却至室温,用去离子水清洗至中性,80℃干燥后,将得到的固体样品以5K/min的升温速率升温至900℃,焙烧1h,冷却至室温,得到钛铌酸钾盐。
对比例8
将1.6141g Nb(HC2O4)5和20mL去离子水在搅拌的条件下混合30min,得到Nb(HC2O4)5溶液;
将1.72g TiOSO4和20mL去离子水混合,并在60℃的恒温水浴中,搅拌10min至全部溶解,得到TiOSO4溶液;
将所述Nb(HC2O4)5溶液、TiOSO4溶液和2.81gKOH混合后,添加去离子水至混合液的总体积为50mL,搅拌1h得到混合液后,转移至不锈钢反应釜中,在180℃的条件下反应6h,冷却至室温,用去离子水清洗至中性,80℃干燥后,将得到的固体样品以5K/min的升温速率升温至900℃,焙烧1h,冷却至室温,得到钛铌酸钾盐。
对比例9
将1.6141g Nb(HC2O4)5和20mL去离子水在搅拌的条件下混合30min,得到Nb(HC2O4)5溶液;
将1.72g TiOSO4和20mL去离子水混合,并在60℃的恒温水浴中,搅拌10min至全部溶解,得到TiOSO4溶液;
将所述Nb(HC2O4)5溶液、TiOSO4溶液和2.81gKOH混合后,添加去离子水至混合液的总体积为50mL,搅拌1h得到混合液后,转移至不锈钢反应釜中,在180℃的条件下反应12h,冷却至室温,用去离子水清洗至中性,80℃干燥后,将得到的固体样品以5K/min的升温速率升温至500℃,焙烧1h,冷却至室温,得到钛铌酸钾盐。
对比例10
将1.6141g Nb(HC2O4)5和20mL去离子水在搅拌的条件下混合30min,得到Nb(HC2O4)5溶液;
将1.72g TiOSO4和20mL去离子水混合,并在60℃的恒温水浴中,搅拌10min至全部溶解,得到TiOSO4溶液;
将所述Nb(HC2O4)5溶液、TiOSO4溶液和2.81gKOH混合后,添加去离子水至混合液的总体积为50mL,搅拌1h得到混合液后,转移至不锈钢反应釜中,在180℃的条件下反应12h,冷却至室温,用去离子水清洗至中性,80℃干燥后,将得到的固体样品以5K/min的升温速率升温至700℃,焙烧1h,冷却至室温,得到钛铌酸钾盐。
对比例11
将1.6141g Nb(HC2O4)5和20mL去离子水在搅拌的条件下混合30min,得到Nb(HC2O4)5溶液;
将1.72g TiOSO4和20mL去离子水混合,并在60℃的恒温水浴中,搅拌10min至全部溶解,得到TiOSO4溶液;
将所述Nb(HC2O4)5溶液、TiOSO4溶液和2.81gKOH混合后,添加去离子水至混合液的总体积为50mL,搅拌1h得到混合液后,转移至不锈钢反应釜中,在180℃的条件下反应12h,冷却至室温,用去离子水清洗至中性,80℃干燥后,得到固体产物。
测试例
将实施例1~6制备得到的KTi3NbO9和对比例1~11制备得到的产物进行XRD测试,测试结果如图1~5所示;
其中,图1为实施例1制备得到的KTi3NbO9和对比例1~3制备得到的钛铌酸钾盐的XRD图,其中图1中由上至下的XRD曲线依次为实施例1(T=180degrees centigrade)、对比例3(T=150degrees centigrade)、对比例2(T=130degrees centigrade)和对比例1(T=100degrees centigrade);由图1可知,实施例1制备得到的KTi3NbO9与标准卡片的衍射峰一致,说明实施例1制备得到的产物为纯相KTi3NbO9;对比例1~3制备得到的产物为KTiNbO9和KTi3NbO9的混合物;
图2为对比例4和5制备得到的钛铌酸钾盐的XRD图,其中,图2中由上至下的XRD曲线依次为对比例5(3M KOH)和对比例4(2M KOH);由图可知,当氢氧化钾的用量过高会产生除KTi3NbO9以外的其他物质,例如K2Ti6O13或KTiNbO5等;
图3为实施例1~3制备得到的KTi3NbO9和对比例6~8制备得到的钛铌酸钾盐的XRD图,其中,图3中由上至下的XRD曲线依次为实施例3(t=24h)、实施例1(t=12h)、实施例2(t=8h)、对比例8(t=6h)、对比例7(t=4h)和对比例6(t=2h);由图可知,实施例1~3制备得到的是纯相KTi3NbO9,对比例6~8制备得到的是KTiNbO5和KTi3NbO9的混合物;
图4为实施例1和4制备得到的KTi3NbO9和对比例9~10制备得到的钛铌酸钾盐的XRD图,其中,图4中由上至下的XRD曲线依次为实施例4(1100degrees centigrade)、实施例1(900degrees centigrade)、对比例10(700degrees centigrade)和对比例9(500degreescentigrade);由图可知,当焙烧温度为900~1100℃时,能够获得纯相KTi3NbO9;当焙烧温度小于900℃时,制备得到的产物只能够产生KTi3NbO9的部分特征峰;
图5为实施例1、5和6制备得到的KTi3NbO9和对比例11制备得到的固体产物的XRD图,其中,图5中由上至下的XRD曲线依次为对比例11(0h)、实施例6(3h)、实施例5(2h)和实施例11(1h);由图可知,焙烧时间大于1h后可以获得纯相KTi3NbO9。
催化活性测试:
将20mg实施例1制备得到的终产物分别和二苄胺(二苄胺在催化反应体系中的浓度为0.02mmol/L)在2mL乙腈(CH3CN)溶剂中进行催化反应,所述催化反应在紫外光照射的条件下进行;紫外光照射的条件为300mW/cm2,以0.35mL/s速率通入氧气(1atm.O2)1min,反应温度为80℃,时间为12h。其中,二苄胺的转化率为99%,苯甲醛的选择性93%。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种KTi3NbO9的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将所述草酸铌溶液、硫酸氧钛溶液和氢氧化钾混合后,进行水热反应,得到KTi3NbO9前驱体;所述草酸铌溶液中的草酸铌、硫酸氧钛溶液中的硫酸氧钛和氢氧化钾的摩尔比为0.003:0.01:0.05;
将所述KTi3NbO9前驱体进行焙烧,得到所述KTi3NbO9。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述水热反应的温度为180℃,时间为8~24h。
3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述焙烧的温度为900~1100℃,时间为1~3h。
4.如权利要求3所述的制备方法,其特征在于,升温至所述焙烧的温度的升温速率为4.5~5.5K/min。
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述草酸铌溶液的浓度为0.1~0.2mol/L。
6.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述草酸铌溶液的制备方法为:在搅拌的条件下,将草酸铌溶解于水中。
7.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述硫酸氧钛溶液的浓度为0.2~0.6mol/L。
8.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述硫酸氧钛溶液的制备方法为:在加热和搅拌的条件下,将硫酸氧钛溶解于水中。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011605843.6A CN112830517A (zh) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 一种钛铌酸盐的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011605843.6A CN112830517A (zh) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 一种钛铌酸盐的制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112830517A true CN112830517A (zh) | 2021-05-25 |
Family
ID=75925225
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011605843.6A Pending CN112830517A (zh) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 一种钛铌酸盐的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112830517A (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013028484A (ja) * | 2011-07-28 | 2013-02-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 誘電体磁器組成物、コンデンサ、及び誘電体磁器組成物の製造方法 |
CN103649008A (zh) * | 2011-07-13 | 2014-03-19 | 日本特殊陶业株式会社 | 无铅压电陶瓷组合物及其制造方法、使用无铅压电陶瓷组合物的压电元件、超声波加工机、超声波驱动装置和传感装置 |
CN103878005A (zh) * | 2014-03-27 | 2014-06-25 | 常州大学 | 一种碳改性磷酸银/钛铌酸盐复合可见光光催化剂及其制备方法 |
CN105435778A (zh) * | 2015-07-22 | 2016-03-30 | 安徽理工大学 | 一种纳米材料修饰层状钛铌酸钾及其制备方法和应用 |
CN109467444A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-03-15 | 太原理工大学 | 一种铌酸钠柱状粉体及其陶瓷的制备方法 |
CN109502646A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-03-22 | 太原理工大学 | 一种制备化学计量比铌酸锶钾针状微晶粉体的方法 |
-
2020
- 2020-12-30 CN CN202011605843.6A patent/CN112830517A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103649008A (zh) * | 2011-07-13 | 2014-03-19 | 日本特殊陶业株式会社 | 无铅压电陶瓷组合物及其制造方法、使用无铅压电陶瓷组合物的压电元件、超声波加工机、超声波驱动装置和传感装置 |
JP2013028484A (ja) * | 2011-07-28 | 2013-02-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 誘電体磁器組成物、コンデンサ、及び誘電体磁器組成物の製造方法 |
CN103878005A (zh) * | 2014-03-27 | 2014-06-25 | 常州大学 | 一种碳改性磷酸银/钛铌酸盐复合可见光光催化剂及其制备方法 |
CN105435778A (zh) * | 2015-07-22 | 2016-03-30 | 安徽理工大学 | 一种纳米材料修饰层状钛铌酸钾及其制备方法和应用 |
CN109467444A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-03-15 | 太原理工大学 | 一种铌酸钠柱状粉体及其陶瓷的制备方法 |
CN109502646A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-03-22 | 太原理工大学 | 一种制备化学计量比铌酸锶钾针状微晶粉体的方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ZHUOBIN YU ET AL.: "《Catalysis Science & Technology》", 11 August 2020 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103785859B (zh) | 一种纳米介孔材料的制备方法 | |
CN110092414B (zh) | 一类具有特殊微观结构的金属氧化物材料及其制备方法 | |
CN105381813B (zh) | 一种掺杂碳、氮的五氧化二铌纳米片的制备方法及其作为光催化剂的应用 | |
CN102491417A (zh) | 花球形γ-氧化铋粉末的制备方法 | |
CN111054425B (zh) | 一种水滑石/mcm-41介孔硅复合固体碱催化剂及其原位制备方法和应用 | |
CN113461054B (zh) | 一种BiOCl粉体及其制备方法和应用 | |
CN105883910B (zh) | 一种钙钛矿SrTiO3多孔纳米颗粒的制备方法及产物 | |
CN113751080B (zh) | 一种改性氧化铝载体及其制备方法和应用 | |
CN114130410A (zh) | 铋铁钛氧卤化物光催化材料及其制备方法与应用 | |
CN111250074B (zh) | 一种溶剂热法合成的mof衍生物半导体异质结材料的方法 | |
CN112830517A (zh) | 一种钛铌酸盐的制备方法 | |
CN111204812A (zh) | 一种掺杂金属阳离子改性锂离子筛的制备方法 | |
CN107115856A (zh) | 一种片状钛酸铋氯氧铋复合材料的制备方法 | |
CN102963925B (zh) | 一种以锌钛类水滑石为前躯体制备纳米正钛酸锌尖晶石的方法 | |
CN115739004B (zh) | 利用高镁锂比盐湖卤水制备的锂铝吸附材料及其方法 | |
CN109384262B (zh) | 一种片状Li4Mn5O12离子筛前驱体及离子筛的制备方法 | |
CN108435195B (zh) | 一种纳米钴钨酸铯盐的制备方法和应用 | |
CN111389421A (zh) | 一种二维层状氯氧铋和钛铌酸盐复合光催化材料的制备方法与应用 | |
CN114272947B (zh) | 一种无溶剂苯甲醇氧化制备苯甲醛的催化剂及其制备方法与应用 | |
CN114620698B (zh) | 一种大颗粒磷酸锆及其制备方法 | |
CN106824167B (zh) | 五钒酸三钾光催化剂和钒酸铋/五钒酸三钾复合光催化剂及其制备方法与应用 | |
CN111484329B (zh) | 一种液相合成LaxSr1-xCoO3-δ复合氧化物的方法 | |
CN111847474B (zh) | 一种Ti-ITQ-24沸石分子筛及其原位合成方法和应用 | |
CN104328479A (zh) | 利用丙三醇调制的水热过程合成(010)择优取向钒酸铋粉体的方法 | |
CN115970748B (zh) | 一种用于非均相合成哌啶类氮氧自由基的催化剂 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210525 |