3236-82-6 / 乙氧醇鈮的制備

背景及概述^[1][2]

乙氧醇鈮主要用作金屬有機(jī)化合物氣相沉積技術(shù)(MOCVD)制備大面積Nb2O5電致變色薄膜和鈮酸鹽(LiNbO3、KNbO3等)薄膜材料的原料。乙氧醇鈮是極具發(fā)展前景的陰極著色薄膜，乙氧醇鈮具有優(yōu)異的壓電、熱電、光電、光彈性、電光和非線性光學(xué)特性，廣泛用于集成光學(xué)、光通信、光學(xué)波導(dǎo)等領(lǐng)域，如集成光路(IntegratedOptics)、表面聲波(SurfaceAcousticWave，SAW)裝置的鐵電陶瓷材料。乙氧醇鈮還用于Sol-Gel法制備活性好、彌散度和純度高的超微細(xì)球形Nb2O5。

乙氧醇鈮

制備^[2]

現(xiàn)行制取乙氧醇鈮主要采用金屬鹵化物與醇反應(yīng)的合成方法，該工藝過程需加入大量的有毒稀釋劑——苯，對(duì)設(shè)備要求高，操作環(huán)境差，且由于合成時(shí)生成大量顆粒細(xì)小的鹵鹽沉淀，降低了金屬的回收率。近年來，國(guó)內(nèi)外采用電化學(xué)方法研究直接合成乙氧醇鈮取得了顯著進(jìn)展，該工藝比現(xiàn)行工藝縮短了流程，減少了污染，具有產(chǎn)能大，設(shè)備投資省和原料便宜等優(yōu)點(diǎn)。目前已有電化學(xué)合成乙氧醇鈮的報(bào)道，研究工作集中在導(dǎo)電劑的選擇和用量，電解參數(shù)的影響等方面。

具體方法：

電化學(xué)合成在裝有冷凝回流管的密封無隔膜電解槽中進(jìn)行，電解槽采用硬質(zhì)PVC板，槽體尺寸為95mm×115mm×125mm，體積約1.3L。鈮陽極板有效面積為10.0cm×6.0cm；不銹鋼板有效面積為10.0cm×8.0cm。每次固定無水乙醇1.3L，導(dǎo)電劑濃度為0.04mol/L，電流1.8~2.0A(電流密度300~330A/m2)，極距2.5cm。在合成過程中，電解液溫度快速升高至沸點(diǎn)80℃，要想控制合成在低于電解液沸點(diǎn)的溫度下進(jìn)行很難實(shí)現(xiàn)?？紤]到溫度升高對(duì)提高電解液的導(dǎo)電率非常有效，如：導(dǎo)電劑濃度為0.04mol/L，電解液在25℃時(shí)的電導(dǎo)率是0.08×104µS·cm-1；80℃時(shí)，電導(dǎo)率升高至0.2×104µS·cm-1。此外，沸騰形成的攪拌作用對(duì)降低陽極的濃差極化有利。因此，沒有采用降溫措施，整個(gè)合成過程中電解液都處在沸騰狀態(tài)，產(chǎn)生的已醇?xì)怏w經(jīng)冷凝管回流入電解槽，合成時(shí)間76~80h。合成得到乙氧醇鈮和乙醇的混合溶液，在80℃蒸餾出多余的乙醇，將溫度升高至190℃，再進(jìn)行減壓蒸餾得到淡黃色粘稠狀液體產(chǎn)物乙氧醇鈮。

主要參考資料

[1]鄭平. (1999). 乙醇鈮、乙醇鉭的制備和乙醇鈮、乙醇鉭、乙醇鉀混合溶液的性質(zhì). 湖北第二師范學(xué)院學(xué)報(bào)(2), 52-53.

[2] 楊向榮, 顧豪爽, 胡永明, 尤晶, 袁穎, & 胡正龍. (2007). 溶膠-凝膠法制備0.1bifeo3-0.9srbi2nb2o9鐵電薄膜的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)研究. 功能材料, 038(009), 1437-1439.

[3] 陳藝鋒, 王宇菲, 夏志美, 符金開, & 陳濱. (2009). 電化學(xué)合成乙醇鈮工藝研究. 湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 23(3), 42-45.