[发明专利]一种正钛酸锌粉体的制备方法

说明书

本发明提供一种正钛酸锌粉体的制备方法。为了解决现有技术中正钛酸锌粉体的制备方法周期长、操作繁琐且安全性不高、原料复杂、成本高等问题，本申请首次提出采用湿化学包覆制备正钛酸锌粉体的方法，采用的技术方案是将表面包覆氢氧化锌的二氧化钛颗粒经煅烧、研磨得到所述的正钛酸锌粉体。该方法使用的原料来源广，原料简单、来源广、无毒无害，该方法制备周期短且安全性高，制备的正钛酸锌粉体物相单一、纯度高，极其适合大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及无机非金属粉体材料技术领域，具体涉及一种正钛酸锌粉体的制备方法。

背景技术

正钛酸锌尖晶石是一种被广泛应用的无机非金属材料，最早主要是用作白色颜料或涂料，后来发现钛酸锌在髙温脱硫吸附剂、微波介电陶瓷、催化剂载伓及紫外屏蔽等领域具有重要的应用潜力。日前制备该类尖晶石的方法主要有固相法，溶胶-凝胶法，液相沉积法等。但是固相煅烧法的高温热处理过程暴露岀许多缺点：如扩散路径长，粉体均匀性差，晶粒尺寸不易控制等，固相法需要较高的煅烧温度，不利于生产和节能；煅烧时产物容易团聚，整体均匀性差，比表面积小。溶胶-凝胶法一般使用昂贵的金属醇盐作为反应起始物，使得制备的成本较髙，将含钛源的溶液和含锌源的溶液形成溶胶凝胶后进行煅烧，所需煅烧温度高、时间长，煅烧过程较为危险，需要相应的保护措施，对环境的影响大。液相沉积法具有易于控制，设备简单，制备成本低的特点，但由于各组分沉淀速度和沉淀平衡浓度积不可避免的存在差异，易导致组分的偏离和化学均匀性部分丧失。

例如：公开号1为CN 1884095A，公开了一种屏蔽紫外线纳米正钛酸锌粉体及制备方法。该制备方法以工业偏钛酸、硫酸锌、硫酸、氨水为原料，原材料及制备成本都非常高，制备周期长、效率低，不利于大规模工业化生产。

公开号2为CN 102963925B，公开了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。该制备方法以二价锌盐、四价钛盐和脲为原料，所用的锌盐和钛盐都属于工业危险品，有剧毒，不适应于工业化生产。

公开号3为CN107827151A，公开了一种正钛酸锌粉体的制备方法及应用。该制备方法将锌源、钛源、含氧弱酸进行反应，其中的锌源为氯化锌易挥发、毒性较高，制备工艺复杂，制备周期长，不利于工业化生产。

目前，正钛酸锌研究的重点是开发新工艺，使制备出的钛酸锌性能更优良且成本低。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的正钛酸锌粉体的制备方法，原料简单、来源广、无毒无害，制备周期短且安全性高，适用于大规模工业化生产。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种正钛酸锌粉体的制备方法，将表面包覆氢氧化锌的二氧化钛颗粒经煅烧、研磨得到所述的正钛酸锌粉体。

本发明首次提出采用湿化学及颗粒包覆的形式制备正钛酸锌粉体，使用表面包覆氢氧化锌的二氧化钛颗粒进行煅烧，有助于高温条件下氢氧化锌与二氧化钛颗粒发生充分的化学反应，促进正钛酸锌反应生成物的煅烧合成，得到性能优异的正钛酸锌粉体。并且煅烧过程更加安全，能耗更低。

优选地，所述氢氧化锌由乙酸锌在尿素存在的条件下发生水解反应生成。

乙酸锌通过水解反应生成的氢氧化锌以凝胶状包覆在二氧化钛颗粒的表面，通过添加尿素，有助于控制乙酸锌的水解速率，使得其水解反应产生的Zn(OH)₂凝胶颗粒能充分吸附包裹在二氧化钛表面，保证高温条件下氢氧化锌与二氧化钛颗粒发生充分的化学反应。

优选地，所述的二氧化钛为锐钛矿晶型，粒径D50＜0.5μm，D100＜2μm。进一步优选粒径D50＜0.4μm，D100＜2μm，在进一步优选粒径D50＜0.38μm，D100＜2μm。