[发明专利]一种λ-Ti3

说明书

本发明提供了一种λ‑Ti₃O₅粉体制备方法，所述制备方法包括：在加热条件下，将钛酸丁酯或钛酸丙酯加入搅拌的无水乙醇中，持续搅拌至均匀混合，得到第一混合物；将聚乙二醇加入搅拌的第一混合物中，并持续搅拌至均匀混合，得到第二混合物；将第二混合物干燥，得到凝胶；在惰性气氛下，将凝胶在1050℃～1100℃下烧结2小时～6小时后在空气中冷却至室温，研磨破碎后得到λ‑Ti₃O₅粉体。本发明的制备方法工艺简单、安全可靠且生产效率高，能够在一个较宽的碳含量范围内制备得到λ‑Ti₃O₅粉体。

技术领域

本发明涉及粉体材料制备技术领域，更具体地讲，涉及一种λ-Ti₃O₅粉体制备方法。

背景技术

λ-Ti₃O₅作为一种新型的相变材料，在接受的一定的外部刺激(如光、热、压力、电流)下能与β-Ti₃O₅发生双稳态金属-半导体相变。相变过程伴随着材料物理性能如电导率、磁性能的变化以及伴随着能量的吸收和释放，因此材料在数据存储、热存储以及光电器件等领域有着广泛的应用前景。但是 Ti₃O₅是一类具有多种晶型的金属氧化物，包括α、β、γ、δ和λ相五种结构，而且这五种相的晶体结构相似，因此要制备出高纯的单相的λ-Ti₃O₅是很困难的。此外，λ-Ti₃O₅作为一种室温亚稳相，要在室温保持须保持纳米结构，但是纳米结构本身具有高的表面能的特性以及在高温环境下晶粒的长大大大增加了制备纳米晶粒的难度。文章(Synthesis of a metal oxide with a room temperature photoreversible phasetransition,Nature Chemistry,2010,2(7): 539-545)首次报道了通过高温氢气还原纳米二氧化钛粉末制备出λ-Ti₃O₅粉体，但氢还原制备成本高，危险性大，且操作复杂，产量低，因此其生产效率偏低。文章(Preparation and characterization ofλ-Ti₃O₅ bycarbothermal reduction of TiO₂,Journal of Alloys and Compounds,2015,621:404-410)报道了通过用碳热还原法制备出λ-Ti₃O₅粉体，但该方法操作复杂，需要在纳米二氧化钛表面包覆一层无机材料，工艺繁琐，成本过高。因此需要寻求更安全可靠、工艺过程简单、低成本、生产效率较高的方法来实现系列λ-Ti₃O₅粉体的制备。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一中工艺简单，生产效率高的λ-Ti₃O₅粉体制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种λ-Ti₃O₅粉体制备方法，所述制备方法可以包括以下步骤：在加热条件下，将钛酸丁酯或钛酸丙酯加入搅拌的无水乙醇中，持续搅拌至均匀混合，得到第一混合物；将聚乙二醇加入搅拌的第一混合物中，并持续搅拌至均匀混合，得到第二混合物；将第二混合物干燥，得到凝胶；在惰性气氛下，将凝胶在1050℃～1100℃下烧结2小时～6 小时后在空气中冷却至室温，研磨破碎后得到λ-Ti₃O₅粉体。

在本发明的λ-Ti₃O₅粉体制备方法的一个示例性实施例中，所述加热可以为水浴加热，加热温度可以为50℃～70℃。