[發明專利]一種粒徑可控的具有分級結構的鈦酸鹽、鈦酸以及二氧化鈦的制備方法

在審

• 申請號: 201811001862.0
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109264774A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 李建明;金旭;劉合;劉曉丹;王曉琦;孫亮
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C01G23/00
• 分類號: C01G23/00;C01G23/047;C01G23/053;H01M4/485;H01G9/20;H01L51/42;B01J23/04;B01J21/06;B82Y40/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮

1.一種粒徑可控的具有分級結構的鈦酸鹽的制備方法，其特征在于，該制備方法包括以下步驟：

S1、制備含有鈦的過氧絡合物溶液；

S2、向所述含有鈦的過氧絡合物溶液中加入堿性金屬化合物形成混合溶液；

S3、向所述混合溶液中添加聚合物形成前驅物分散液；所述聚合物包括聚乙烯醇、羥丙基甲基纖維素、聚乙二醇中的一種；

S4、將所述前驅物分散液經熱液反應獲得具有分級結構的鈦酸鹽。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述鈦酸鹽包括鈦酸鋰、鈦酸鈉、鈦酸鉀中的一種或者幾種的組合。

3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述分級結構包括納米片狀顆粒組成的球形分級結構、納米管狀顆粒組成的球形分級結構、納米線狀顆粒組成的球形分級結構中的一種或者幾種的組合。

4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：在S1中，制備含有鈦的過氧絡合物溶液的方法為將鈦源分散于過氧化氫水溶液中形成溶液；優選地，所述鈦源與過氧化氫的摩爾濃度比為1:3-1:6；

優選地，所述鈦源選自金屬鈦、乙醇鈦、丙醇鈦、鈦酸四丁酯、乙二醇鈦、丙三醇鈦、硫酸鈦、硫酸氧鈦、四氯化鈦、四氟化鈦、氟鈦酸銨、氮化鈦、二氧化鈦、偏鈦酸和正鈦酸中的一種或者幾種的組合；

優選地，所述分散的方式選自攪拌分散、超聲分散中一種或者幾種的組合；更優選地，所述分散的溫度為10攝氏度至100攝氏度；

優選地，所述過氧化氫水溶液選自酸性過氧化氫水溶液、中性過氧化氫水溶液、堿性過氧化氫水溶液中的一種；所述酸性過氧化氫水溶液采用硫酸、鹽酸、硝酸、醋酸中的一種或者幾種的組合將溶液調節至酸性；所述堿性過氧化氫水溶液采用氨水、氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化鉀、有機胺中的一種或者幾種的組合將溶液調節至堿性。

5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述鈦源選自水合鈦酸；所述水合鈦酸由含鈦化合物經水解反應獲得；

優選地，所述含鈦化合物選自乙醇鈦、丙醇鈦、鈦酸四丁酯、乙二醇鈦、丙三醇鈦、硫酸鈦、硫酸氧鈦、四氯化鈦、四氟化鈦和氟鈦酸銨中的一種或者幾種的組合；

優選地，所述水解反應為將所述含鈦化合物分散在純水中直接水解生成水合鈦酸，或者，所述水解反應為將所述含鈦化合物分散在含有堿性物質的水溶液中水解生成水合鈦酸；更優選地，所述堿性物質選自氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、乙二胺、二乙胺、三乙胺、乙胺、乙醇胺和二乙醇胺中的一種或幾種的組合；

優選地，所述含鈦化合物經水解反應后進行提純獲得所述水合鈦酸；更優選地，所述提純用于去除雜質離子，得到純度在97％以上的水合鈦酸；所述提純方式采用水洗-離心分離、水洗-膜分離、水洗-過濾和滲析中的一種或者幾種方式的組合。

6.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于：在S2中，所述混合溶液中，堿性金屬化合物的濃度為0.05摩爾/升至0.4摩爾/升；優選濃度為0.10摩爾/升至0.35摩爾/升；

優選地，所述鈦源與堿性金屬化合物的摩爾比為1:100-1:1；

優選地，所述堿性金屬化合物選自堿性金屬氧化物、堿性金屬過氧化物、堿性金屬超氧化物、堿性金屬氫氧化物中的一種或者幾種的組合；

優選地，所述堿性金屬化合物以固體或者水溶液的形式加入；

優選地，所述堿性金屬化合物中的金屬元素選自鋰、鈉、鉀中的一種。

7.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：在S3中，以質量計，所述前驅物分散液中，所述聚合物的含量為萬分之一至百分之十；優選含量為千分之一至百分之一。

8.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：在S4中，所述熱液反應的溫度為80攝氏度至200攝氏度；所述熱液反應時間為1小時至24小時。

9.權利要求1-8任一項所述的制備方法制備得到的具有分級結構的鈦酸鹽。