[发明专利]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

权利要求书

1.一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，其特征在于，该方法包括如下步骤：

（1）锌钛类水滑石前驱体的制备

按Zn²⁺：Ti⁴⁺的摩尔比为2~4、CO(NH₂)₂：(Zn²⁺+Ti⁴⁺)的摩尔比为3～6，首先量取液态四氯化钛溶解于去离子水中，然后称取固态二价锌盐和固态CO(NH₂)₂溶解于四氯化钛溶液中得到混合盐溶液，使混合盐溶液中二价锌盐浓度为0.07~0.48mol/L；将所述的混合盐溶液转移到三口瓶中，70℃～110℃加热并不断搅拌6～24小时，保持70℃～110℃温度下静置3～48小时后冷却到室温，过滤并用去离子水冲洗，将滤饼在60℃～80℃下干燥6～24小时，研磨得到锌钛类水滑石前驱体晶粒状粉体；

（2）纳米正钛酸锌尖晶石的制备

当步骤（1）中混合盐溶液中Zn²⁺：Ti⁴⁺的摩尔比为2时，将所得到的锌钛类水滑石前驱体置于马弗炉中，以3～15℃/分钟的速度升温至600～1000℃，煅烧1～5小时，随炉温自然冷却到室温，即得本发明纯相的纳米正钛酸锌尖晶石粉体；

或者，当步骤（1）中混合盐溶液中2＜Zn²⁺：Ti⁴⁺的摩尔比≤4时，将所得到的锌钛类水滑石前驱体置于马弗炉中，以3～15℃/分钟的速度升温至600～1000℃，煅烧1～5小时，随炉温自然冷却到室温，得到含ZnO的纳米正钛酸锌尖晶石粉体；将所得含ZnO的纳米正钛酸锌尖晶石粉体用摩尔浓度为5～15mol/L的碱溶液在25～35℃处理24～96小时，然后用去离子水洗涤到中性除去高分散的ZnO，即得本发明纯相的纳米正钛酸锌尖晶石粉体。

2.根据权利要求1所述的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，其特征在于，所述的步骤（1）盐混合溶液中二价锌盐和四价钛盐的酸根离子选自Cl^-、NO₃^-或SO₄^2-，二价锌盐和四价钛盐的酸根离子相同或者不同。

3.根据权利要求1所述的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，其特征在于，所述的步骤（1）中二价锌盐为Zn(NO₃)₂·6H₂O或ZnCl₂。

4.根据权利要求1所述的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，其特征在于，所述的步骤（1）中混合盐溶液的加热温度为100℃。

5.根据权利要求1所述的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，其特征在于，所述的步骤（1）中混合盐溶液转移到三口瓶中后，在70℃～110℃油浴中进行加热。

6.根据权利要求1所述的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，其特征在于，所述的步骤（1）中研磨得到的锌钛类水滑石前驱体晶粒状粉体的颗粒粒径范围为20~100nm。

7.根据权利要求1所述的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，其特征在于，所述的步骤（2）中马弗炉的煅烧温度为800～900℃。

8.根据权利要求1所述的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，其特征在于，所述的步骤（2）中的碱溶液中的碱是为NaOH或KOH。