[发明专利]铁酸钾及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机材料技术领域，具体涉及一种离子导体及其制备方法。

背景技术

离子导体研究历史悠久，迄今为止已经研究出各种类型的离子导体，由于离子导体具有重要的理论和实际应用价值，已在很多实际应用领域发展成为很有价值的材料或器件。近年来，各国科学家很重视与能源有关的问题，而快离子导体是离子导体的一种，也称超离子导体，有时又叫做固体电解质，区别于一般离子导体的最基本特征是在一定的温度范围内具有能与液体电解质相比拟的离子电导率(0.01Ω·cm)和低的离子电导激活能(≤0.40eV)。可用作钠硫电池、燃料电池新能源材料及氧分析器等研究备受关注。快离子导体在能源冶金环境保护电化学器件等各个领域都有着广泛的应用前景，比如用Na-β-Al₂O₃作电解质的钠-硫电池具有比铅酸电池高4～5倍的能量密度，它既可用作车辆的动力源，也可作为贮能电池使用。用氧化锆和其它快离子导体制成的气体探测器，不仅可以控制汽车发动机和锅炉燃烧室的燃烧过程以节约燃料和减少污染，而且还可以监测一些有害气体从而对环境保护作出贡献。氧离子导体和氢离子导体都可用作燃料电池的电解质隔膜，从而使可燃气体与氧气经电化学方法发生反应转变为电能。用快离子导体制作的固体电池具有自放电小、贮存寿命长和抗振动等优点，已在心脏起搏器电子手表、计算器和一些军用设备上获得应用。近年来用快离子导体制成了超大容量电容器、定时器、库仑计和电色显示器等固体离子器件，引起人们的极大兴趣。对离子导体的研究已成为材料研究中的一个专门领域，从材料的实用性来讲，离子导体必须具备以下特点：较高的离子导电性、使用温度下较高的热稳定性及化学稳定性、大规模生产的可操作性。

发明内容

本发明提供了一种具有三维网状结构的铁酸钾(K₂Fe₄O₇)及其制备方法。本发明采用的技术方案是，以硝酸铁和氢氧化钾为反应原料，经水热反应制得具有三维网状结构的K₂Fe₄O₇。

本发明采用的具体的技术方案是：

一种铁酸钾，分子式为K₂Fe₄O₇；其特征是，具有三维网状的晶体结构。

所述的铁酸钾，形貌为片状六边形体，粒径为260～1000μm。

一种K₂Fe₄O₇的制备方法，将九水合硝酸铁加入去离子水中，溶解后加入氢氧化钾并搅拌2～3个小时，冷却后移至反应釜中，填充度为80％，密封后于235～245℃反应36～48小时；自然冷却至室温，过滤得到粗产物，粗产物在超声振荡下用蒸馏水洗涤至洗涤液为中性，干燥得到铁酸钾；九水合硝酸铁、去离子水和氢氧化钾的质量比为4～4.1∶32～34∶65～78。

所述的干燥，是于70℃干燥5～6个小时。