[發明專利]一種棒狀亞氧化鈦粉體及其制備方法

有效

• 申請號: 201610574406.X
• 申請日: 2016-07-19
• 公開（公告）號: CN106241861B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 葉金文;劉穎;王廣瑞
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C01G23/04
• 分類號: C01G23/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于亞氧化鈦材料領域，特別涉及一種棒狀亞氧化鈦粉體及其制備方法。

背景技術

Magnéli相亞氧化鈦具有基于金紅石型TiO₂晶格的結構，其幾種不同的亞氧化鈦化合物都具有較高的導電率，同時化學穩定性極高，在可見光區或是紫外光區都具有較好的光吸收能力，這使其一方面可以成為優異的電化學應用的電極材料及電化學催化劑載體材料，另一方面也是種非常有前途的提高光吸收性能和光電化學性能的材料。Ti₆O₁₁是由于電子-晶格耦合產生絕緣體極化，從而具有反鐵磁性。TiO在鈦的低價氧化物中含有最高的電導率，而Ti₄O₇在亞氧化鈦(Ti₃O₅、Ti₄O₇和Ti₅O₉)中具有最高的電導率，其次是Ti₅O₉，再其次是Ti₃O₅。TiO是具有金屬光澤的金黃色物質，其色澤美麗、性能優良、價格低廉，可以用于仿金新材料。同時由于其優異的導電性，可以廣泛用于電容器的陽極材料。Ti₄O₇和Ti₅O₉由于較高的電導率及較高的化學穩定性，成為可替代碳的一種電極材料，解決了燃料電池由于使用Pt/C及PtM/C催化劑，載體C的腐蝕使電池經長時間運行后Pt顆粒遷移長大或脫落導致電池穩定性及壽命降低的問題。

目前制備亞氧化鈦粉體主要是二氧化鈦還原法，是使用氫氣、炭黑、金屬鈦和一氧化碳等還原劑，在真空或惰性氣體氣氛下加熱到一定溫度并保溫一定時間還原二氧化鈦制備所需粉末樣品，由于固-固反應或氣-固反應溫度偏高，生成的亞氧化鈦粉體團聚嚴重，粉末形貌以類球形或蠕蟲狀為主，使其在光催化、電化學領域的應用受到限制。一維棒狀材料由于其特有的幾何特征，大的縱橫比可為電荷傳輸提供直接的通道，因此，改進目前工藝合成棒狀亞氧化鈦粉體具有重要的研究意義。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種棒狀亞氧化鈦粉體及其制備方法。

本發明所述一種棒狀亞氧化鈦粉體及其制備方法，所述亞氧化鈦粉體具有棒狀形貌，其中所述亞氧化鈦為Ti₃O₅粉體、Ti₄O₇粉體、Ti₅O₉粉體、Ti₆O₁₁粉體、Ti₇O₁₃粉體、Ti₈O₁₅粉體或Ti₉O₁₇粉體，工藝步驟如下：

(1)配料

原料為Ti與O的化合物粉體、還原劑及氯鹽，按照各亞氧化鈦粉體的化學式及所用原料之間的化學反應，計算出制備各亞氧化鈦粉體原料的摩爾比：

a、制備Ti₉O₁₇粉體原料的摩爾比

二氧化鈦粉末:碳質還原劑：氯鹽＝9:(0.8～1.2)：(2～6)

b、制備Ti₈O₁₅粉體原料的摩爾比

二氧化鈦粉末:碳質還原劑：氯鹽＝8:(0.8～1.2)：(2～6)

c、制備Ti₇O₁₃粉體原料的摩爾比

二氧化鈦粉末:碳質還原劑：氯鹽＝7:(0.8～1.2)：(2～6)

d、制備Ti₆O₁₁粉體原料的摩爾比

二氧化鈦粉末:碳質還原劑：氯鹽＝6:(0.8～1.2)：(2～6)

e、制備Ti₅O₉粉體原料的摩爾比

二氧化鈦粉末:碳質還原劑：氯鹽＝5:(0.8～1.2)：(2～6)

f、制備Ti₄O₇粉體原料的摩爾比

二氧化鈦粉末:碳質還原劑：氯鹽＝4:(0.8～1.2)：(2～6)

g、制備Ti₃O₅粉體原料的摩爾比

二氧化鈦粉末:碳質還原劑：氯鹽＝3:(0.8～1.2)：(2～6)；