[發(fā)明專利]一種高純超細(xì)鈦酸鹽的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410233090.9
• 申請(qǐng)日: 2014-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN105314673A
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 談麗娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 談麗娜
• 主分類號(hào): C01G23/00
• 分類號(hào): C01G23/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高純超細(xì)鈦酸鹽的制備方法，特別是用液相法制備高純超細(xì)鈦酸鹽的方法。

背景技術(shù)

鈦酸鹽是制備電子陶瓷的原料，在當(dāng)代高科技領(lǐng)域中占有重要地位。目前生產(chǎn)鈦酸鹽的方法主要有固相法、氣相法和液相法三種。其中，固相法是將碳酸鹽與二氧化鈦進(jìn)行高溫固相反應(yīng)來(lái)制取，但制得的鈦酸鹽晶粒度較大，純度低，不能滿足高檔電了陶瓷的需要；氣相法是將易揮發(fā)的金屬氧化物或金屬醇鹽氣化，經(jīng)高頻電磁場(chǎng)產(chǎn)生金屬等離子體直接反應(yīng)生成鈦酸鹽超細(xì)顆粒，可以得到粒度細(xì)、純度高、化學(xué)組成均一的產(chǎn)品，但設(shè)備昂貴、操作困難、成本很高，僅適用研究工作需要；液相法是目前應(yīng)用較普遍的一種方法，特別是液相共沉淀法，具有工藝簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，它通常是將兩種可溶性金屬離子溶液混合后；加入沉淀劑，將金屬離子共沉淀出來(lái)，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、得到鈦酸鹽前驅(qū)體產(chǎn)物，然后再經(jīng)高溫?zé)峤獾玫解佀猁}產(chǎn)品，但該法由于在沉淀過(guò)程中因兩種金屬離子與沉淀劑之間的溶度積K_SP的不同，形成沉淀的先后次序和速率亦不同，因此得到的是一類微觀不均勻的兩種金屬離子共沉淀的混合物，即使通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的陳化，仍不能全部轉(zhuǎn)化成均一的化合物。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，提供一種制備高純超細(xì)鈦酸鹽的方法，它通過(guò)一種液相法快速地得到一類與計(jì)量比完全一致的均一的有機(jī)鈦酸鹽化合物，然后在高溫下有機(jī)鈦酸鹽化合物熱解，得到本發(fā)明所說(shuō)的高純超細(xì)鈦酸鹽產(chǎn)品。

本發(fā)明的構(gòu)思是這樣的：

發(fā)明人通過(guò)深入研究各種有機(jī)酸在水相中的離解平衡以及四價(jià)鈦離子在不同pH的有機(jī)酸溶液中存在形式的基礎(chǔ)上，提出了一種將有機(jī)酸首先與TiO²⁺絡(luò)合生成可溶性的鈦配陰離子，然后在一定的pH下，將鈦配陰離子和可溶性金屬鹽在水相中進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，生成均一的與計(jì)量比一致的有機(jī)鈦酸鹽化合物沉淀。它完全克服了以往液相共沉淀法不可避免地存在微觀組分不均勻性的缺點(diǎn)。所得的有機(jī)鈦酸鹽化合物經(jīng)過(guò)濾、洗滌、熱解，即可得到本發(fā)明所說(shuō)的均一高純超細(xì)鈦酸鹽產(chǎn)品。

本發(fā)明亦是這樣實(shí)現(xiàn)的：

1.首先將四氯化鈦配制成濃度為0.5～2.0mol/l的水溶液，然后按照配位比的大小加入過(guò)量的有機(jī)酸絡(luò)合劑，在攪拌的條件下用堿調(diào)控溶液的pH為2～4，此時(shí)溶液中的鈦與絡(luò)合劑以穩(wěn)定的鈦配陰離子的形式存在于水相中。

2.將上述的鈦配陰離子溶液與含有可溶性金屬鹽的溶液同時(shí)注入一反應(yīng)器中，在攪拌下進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，生成均一的有機(jī)鈦酸鹽化合物沉淀，過(guò)濾后用去離子水洗至濾餅中無(wú)Cl^-，然后將濾餅于80～110℃下干燥，得到均一的高純超細(xì)有機(jī)鈦酸鹽化合物。

3.將上述所得的有機(jī)鈦酸鹽化合物置于加熱爐中，以每分鐘1～10℃的速率加熱升溫至700～1000℃熱解，并保溫0.5～2.0hr，然后冷卻至室溫，即得到本發(fā)明所說(shuō)的高純超細(xì)鈦酸鹽產(chǎn)品。

所說(shuō)的有機(jī)酸絡(luò)合劑，可以是檸檬酸、酒石酸、草酸、蘋果酸、水楊酸中的一種或一種以上，其用量視鈦與有機(jī)酸之間的配位比的大小而異，可在摩爾比1.1～3.5范圍內(nèi)選取(有機(jī)酸/鈦＝1.1～3.5)。

所說(shuō)的堿可以是無(wú)機(jī)堿，也可以是有機(jī)堿，常用的堿為KOH、NaOH、NH₃·H₂O、乙醇胺、甲胺中的一種或一種以上。

所說(shuō)的可溶性金屬鹽，可以是鋇鹽、鍶鹽、鈣鹽、錳鹽、鎂鹽、鉛鹽中的一種，其適宜的濃度為1mol/l左右，其用量為鈦摩爾數(shù)的1.0～1.2倍。

為了調(diào)控有機(jī)鈦酸鹽化合物的微粒的大小，并生成超細(xì)的有機(jī)鈦酸鹽化合物沉淀，本發(fā)明采用將含有鈦配陰離子溶液的和可溶性金屬鹽溶液以雙注入法加到帶攪拌器的反應(yīng)器中或通過(guò)快速混合器注入反應(yīng)器中，并為了確保復(fù)分解反應(yīng)的完善性，沉淀宜在攪拌下陳化0.5～1.5hr。

所說(shuō)的濾餅水洗至無(wú)Cl^-，可按常規(guī)的方法用0.1mol/L的AgNO₃溶液檢測(cè)無(wú)AgCl白色沉淀。

按照本發(fā)明的方法制得的高純均一的超細(xì)鈦酸鹽產(chǎn)品，具有組分確定，經(jīng)檢測(cè)，其中金屬組分之間的摩爾比為1.000±0.008，粒度小于0.5μm，比表而大于7m²/g，可完全滿足高檔的電子陶瓷產(chǎn)品對(duì)鈦酸鹽的高質(zhì)量要求。

下而將結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容。

實(shí)施例1