[发明专利]一种含有高配位数硅原子的磷硅酸盐固体的制备方法

权利要求书

1.一种磷硅酸盐固体的制备方法，其特征在于，在溶剂存在下，将磷前驱体和硅前驱体混合配制成凝胶前驱体溶胶溶液；将配制的凝胶前驱体溶胶溶液在室温下放置直到凝胶，并经过陈化、烧结、煅烧得到磷硅酸盐固体。优选地，在前驱体混合时还加入碱金属前驱体或碱土金属前驱体，例如钙前驱体、钠前驱体、钾前驱体、镁前驱体和锌前驱体等。

2.根据权利要求1的制备方法，其特征在于，在溶剂存在下，将磷前驱体，硅前驱体和钙前驱体混合配制成凝胶前驱体溶胶溶液；将配制的凝胶前驱体溶胶溶液在室温下放置直到凝胶，并经过陈化、烧结、煅烧得到磷硅酸盐固体。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述陈化步骤包括在一定温度下，优选30-100℃，更优选40-60℃下，陈化一段时间，优选在1天以上，更优选3-10天，还更优选5-7天。

4.根据权利要求1-3任一项的方法，其特征在于，所述烧结步骤包括，将陈化后的凝胶放入烘箱中进行烧结，优选在120℃左右的烘箱中烘烤一段时间，优选10分钟-20天，更优选2-14天，还更优选7-14天，使其中的溶剂全部挥发。

5.根据权利要求1-4任一项的方法，其特征在于，所采用的溶胶凝胶法得到的样品在300～700℃下煅烧。优选的煅烧步骤包括，将烧结后的凝胶降至室温，然后再由室温升温至温度为300～700℃，优选300-400℃进行煅烧，获得干凝胶。任选所述煅烧步骤还进一步包括，将上述干凝胶在温度为300～700℃，优选300-400℃下，如在管式炉中恒温进行煅烧至少10分钟，优选1-5小时，更优选2-3小时后自然冷却，从而获得磷硅酸盐固体。

6.根据权利要求1-5任一项的方法，其特征在于，所述磷前驱体选自磷酸、磷酸丁酯、磷酸三乙酯、五氧化二磷、植酸。优选地，所述磷前驱体还可以在磷酸、磷酸丁酯、磷酸三乙酯、五氧化二磷或植酸中单独或混合引入多元醇，如肌醇、半乳糖醇、甘露醇、山梨醇、阿糖醇、木糖醇、戊五醇、赤藓糖醇或苏糖醇，从而将其形成的反应物作为磷前驱体。更优选磷前驱体选自磷酸，植酸、磷酸与肌醇的反应物或者五氧化二磷与肌醇的反应物。

7.根据权利要求1-6任一项的方法，其特征在于，所述硅前驱体选自正硅酸乙酯(TEOS)或正硅酸甲酯。

8.根据权利要求1-7任一项的方法，其特征在于，所述钙前驱体选自四水硝酸钙、硝酸钙、氯化钙。

9.根据权利要求1-8任一项的方法，其特征在于，所述反应溶剂为水，乙醇，或乙醇和水的混合物。

10.根据权利要求1-9任一项的方法，其特征在于，以磷硅酸盐固体中的P₂O₅、SiO₂和CaO的摩尔百分含量为基准，所得到的磷硅酸盐固体中的P₂O₅的摩尔百分含量为15％～90％，优选25％-70％，更优选30-60％。SiO₂的摩尔百分含量为10％～60％，优选15％-55％，更优选20-50％。CaO的摩尔百分含量为0～55％，优选0％-45％，更优选0-35％。更优选P₂O₅/SiO₂的摩尔比值为0.2-15，优选0.5～9。