[发明专利]一种铌配合物水溶液的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学试剂制备技术领域，尤其涉及一种铌配合物水溶液的制备方法。

背景技术

铌作为新型光电功能材料的重要组成元素，发挥着日益重要的作用，如：铌酸锂（LiNbO₃）晶体是光学领域中无可替代的电光、非线性光学材料；含铌的铅基钙钛矿结构弛豫铁电陶瓷Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃、Pb(Cd_1/3Nb_2/3)O₃、Pb(In_1/2Nb_1/2)O₃、Pb(Sc_1/2Nb_1/2)O₃、Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃、Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃、Pb(Fe_1/2Nb_1/2)O₃及其与PbZrO₃和PbTiO₃形成的固溶体，均具有较高的介电常数、铁电和压电特性；有文献报道铌酸钾钠无铅陶瓷的压电特性可媲美锆钛酸铅（PZT）压电陶瓷。并且在催化、铌钽陶瓷电容器等领域均离不开铌元素。

制备含铌陶瓷材料通常采用传统的固相反应法，但采用固相反应法生产的粉体存在化学组分不均匀、颗粒较粗且粒径分布较宽、粉体烧结活性低、纯度低等缺点。湿化学法如溶胶-凝胶法、共沉淀法、水（溶剂）热法等，可在原子、分子层面控制反应，其制备的粉体具有烧结活性高、分散性好、拥有精确的化学计量比且纯度高等优点，从而成为制备含铌材料的必然趋势。

但是，铌的盐类中只有草酸铌有且仅有有限的水溶性，其溶解度较低，仅为5g/L左右，因此湿化学法合成含铌材料中常使用的前躯体材料为高纯铌醇盐，高纯铌醇盐的制备条件苛刻、工艺复杂、生产成本高。如公开号为CN1951891A的中国专利公开了一种电化学合成与醇化生产高纯铌醇盐的方法，其中所述方法需经历含导电剂的无水醇中电解，200℃左右、10~500Pa下减压精馏等步骤，耗能大、污染大。

目前，一般需要使用氢氟酸溶解铌化合物，其腐蚀性强、污染大，不适宜大规模生产应用，且氟离子在后续的制备过程中很难去除干净，导致产品性能下降。公开号为CN1539747A的中国专利公开了一种正铌酸稀土盐粉体材料的化学共沉淀合成方法，将摩尔比为3:1的K₂CO₃和粉末Nb₂O₅混合均匀后，在950℃以上共熔反应1~2h，得到可溶性的K₃NbO₄溶液，但是其反应温度高，需要特殊的坩埚才能胜任，且其得到的金属铌是以铌酸形式存在的。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种铌配合物水溶液的制备方法，该方法制备得到的是一种稳定的铌离子配合物水溶液。

本发明提供了一种铌配合物水溶液的制备方法，包括以下步骤：

A）将正铌酸钾或正铌酸钠溶解后，加入酸性试剂反应，得到水合五氧化二铌沉淀；

B）将所述水合五氧化二铌沉淀溶于草酸水溶液中，加入铵离子反应，得到澄清的反应液；

C）采用氨水调节所述澄清的反应液的pH值，得到沉淀后加入α-羟基酸进行配位反应，得到铌配合物水溶液。

优选的，所述酸性试剂选自浓硝酸、草酸和乙酸中的一种。

优选的，所述步骤B具体为：

将所述水合五氧化二铌沉淀溶于草酸水溶液中，加热至60℃~100℃，加入铵离子反应，得到澄清的反应液。

优选的，所述加入铵离子按照以下步骤进行：

加入氨水，调节pH值至4~6，再加入硝酸调节pH值至1~3。

优选的，所述加入铵离子按照以下步骤进行：

加入草酸铵。

优选的，所述α-羟基酸选自柠檬酸、羟基乙酸、乳酸和苹果酸中的一种。

优选的，所述α-羟基酸与反应液中铌离子的摩尔比为2~5:1。

优选的，所述铌酸钾或铌酸钠按照以下步骤进行制备：

将五氧化二铌与氢氧化钾或氢氧化钠加热进行熔盐反应，得到正铌酸钾或正铌酸钠。

优选的，所述五氧化二铌与氢氧化钾或氢氧化钠的摩尔比为1:5~15。