含钾的钛基氧化物K₂Ti₈O₁₇的制备方法及其产品和应用

摘要

本发明公开了含钾的钛基氧化物K₂Ti₈O₁₇的制备方法及其产品和应用。本发明以钛酸四丁酯、氢氧化钾、乙二醇和去离子水为反应物通过溶剂热方法辅助以煅烧制备合成了具有微米级的K₂Ti₈O₁₇。该方法具有很多优点：(1)操作简便，采用溶剂热方法并辅以煅烧，容易合成；(2)反应温度比较低，相对温和，且产率高；(3)原料为化学性质稳定的钛酸四丁酯、氢氧化钾、乙二醇和去离子水，成本低；(4)反应过程没有有害气体产生，无污染。通过多种方法表征，所得产物形貌均一，物相纯净无杂质。并且本发明将具有微米级刺球状形貌的含钾的钛基氧化物K₂Ti₈O₁₇应用于钾离子电池负极材料，经测试发现其电化学性能好。

主权项

含钾的钛基氧化物K₂Ti₈O₁₇的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a、以质量体积比(mL：g：mL：mL)为1:1～8:5～50:5～50称取钛酸四丁酯、氢氧化钾、乙二醇和去离子水，将钛酸四丁酯与乙二醇溶液混合呈均匀溶液并标记为溶液I，将氢氧化钾与去离子水混合呈均匀溶液并标记为溶液II，然后将溶液I与溶液II混合至均匀得到溶液III；b、将步骤a所得溶液III在150‑240℃恒温条件下水热反应6‑72h得反应溶液；c、将步骤b所得反应溶液冷却至20～25℃，过滤溶液得固体，并用乙醇和去离子水清洗固体，将固体在温度为20～100℃条件下真空干燥6～72h，得到白色粉末状前驱体；d、将步骤c所得前驱体在马弗炉里空气氛围下400～800℃下煅烧3～72h，即得K₂Ti₈O₁₇。