[发明专利]一种改性铌钛氧化物及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种改性铌钛氧化物，其特征在于，所述改性铌钛氧化物包含C和Ti_1-zNb_x-yAl_zZr_yO₇，其中，x选自1.9-2，y选自0-0.1，z选自0-0.1，所述改性铌钛氧化物为多孔结构，所述改性铌钛氧化物中C包覆在Ti_1-zNb_x-yAl_zZr_yO₇颗粒的表面形成C层。

2.如权利要求1所述的改性铌钛氧化物，其特征在于，所述多孔结构的平均孔径为5-25nm。

3.如权利要求1或2所述的改性铌钛氧化物，其特征在于，所述C层的厚度为2-10nm。

4.如权利要求1-3任一项所述的改性铌钛氧化物，其特征在于，所述改性铌钛氧化物中，以Ti_1-zNb_x-yAl_zZr_yO₇的质量为100％计，C的质量百分含量为1-10wt％，优选为3-6wt％。

5.如权利要求1-4任一项所述的改性铌钛氧化物，其特征在于，所述改性铌钛氧化物的比表面积为30-80m²/g，优选为40-60m²/g；

优选地，所述改性铌钛氧化物的二次颗粒的平均粒径为2-15μm，优选为3-8μm。

6.如权利要求1-5任一项所述的改性铌钛氧化物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将铌源、钛源、锆源、铝源、溶剂和碳源混合，进行球磨，得到浆料；

(2)将步骤(1)中的浆料进行干燥，得到前驱体粉末；

(3)将步骤(2)中得到的前驱体粉末在保护气氛下进行热处理，得到所述改性铌钛氧化物。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述铌源选自Nb₂O₅、Nb(OH)₅、草酸铌、(NH₄)₃[NbO(C₂O₄)]或Nb(C₂H₅O)₅中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述钛源选自二氧化钛和/或氢氧化钛；

优选地，所述锆源选自氧化锆；

优选地，所述铝源选自氧化铝和/或氢氧化铝；

优选地，所述碳源选自能热分解的含碳有机物；

优选地，所述溶剂选自水；

优选地，所述能热分解的含碳有机物选自葡萄糖、纤维素、淀粉、柠檬酸或蔗糖中的任意一种或至少两种的组合。

8.如权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述球磨的转速为2000-3500r/min；

优选地，步骤(1)所述球磨的时间为2-12h；

优选地，步骤(1)所述浆料中颗粒粒径分布在40-500nm；

优选地，步骤(2)所述干燥的方法选自喷雾干燥；

优选地，所述喷雾干燥的温度为200-300℃；

优选地，所述喷雾干燥的进风量为2-4m³/min；

优选地，所述喷雾干燥的进料速度为1-3L/h；

优选地，步骤(3)所述保护气氛选自惰性气体或氢气与惰性气体的混合气；

优选地，所述惰性气体选自氮气、氩气或氦气中的至少一种；

优选地，步骤(3)所述热处理包括两步热处理，其中，第一步热处理的温度为300-800℃，第一步热处理的保温时间为1-4h，第二步热处理的温度为900-1400℃，第二步热处理的保温时间为6-20h。