一種兩層rp相層狀鈣鈦礦化合物層間有機直鏈醇分子的修飾方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物層間有機直鏈醇分子的修飾方法，通過Li2CO3、CaCO3和Ta2O研磨、煅燒后，再置于硝酸溶液中得到H2CaTa2O7，接著和甲胺通過水熱法得到C1A-H2CaTa2O7，以甲醇置換甲胺得到C1O-H2CaTa2O7，依次以正丙醇、正己醇、正癸醇、正十八醇相互置換得到C18O-H2CaTa2O7。本發(fā)明通過以大換小的方式，逐步地替換出層間的小分子，用大分子將層間撐開，從而使得更多的活性面暴露出來，提高了其催化活性，實現(xiàn)了有機直鏈醇分子對兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物的層間修飾，而且節(jié)能環(huán)保。
【專利說明】一種兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物層間有機直鏈醇分子的 修飾方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及化學合成【技術領域】，尤其涉及一種兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物層間 有機直鏈醇分子的修飾方法。

【背景技術】
[0002] 層狀鈣鈦礦氧化物作為一種重要的功能材料，本身具有獨特的層狀結構（鈣鈦礦 和其他結構交叉生長）和層間化學反應活性，目前主要應用在超導、巨磁阻、電學、光催化 等方面。依據(jù)鈣鈦礦結構基元組成的二維平面層之間插入陽離子或者帶正價的結構單元 的不同形式可以將層狀媽鈦礦分為三類：Dion_Jacobson相，Ruddlesden-Popper相（簡稱 RP相）以及Aurivillius相。Dion-Jacobson相層狀媽鈦礦是每個單位化學式中層間只 有1個陽離子，分子式可表達為A' [AlriBnO3nJ;RP相層狀鈣鈦礦每個單位化學式中層間 有2個陽離子，分子式可表達為A'JAlriBnOart] ;Aurivillius相層狀媽鈦礦中典型的物質(zhì) 是Bi2W2O9(或?qū)憺锽i2O2DV2O7])，其鈣鈦礦結構層之間存在的是鉍氧層，也就是由鈣鈦礦層 和鉍氧層交叉生長的結構，鈣鈦礦層之間的Bi2O22+網(wǎng)絡結構是由共價鍵形成的。
[0003] 拓撲化學（或叫周部化學）作為當前一種重要的軟化學處理方法，因其較低的反 應溫度以及能合成出傳統(tǒng)方法無法制備的材料，而受到材料合成界的廣泛關注。應用這種 方法的前提是需要主體化合物具有某些特殊的結構特征，包括相異鍵作用（共價鍵、離子 鍵、范德華力、氫鍵）。由于存在這些鍵合作用，主體化合物會形成一維、二維或三維的結構 碎片，而這種獨特的碎片結構特別適合進行拓撲化學處理。
[0004] H2CaTa2O7是將其母體Li2CaTa207進行離子交換的軟化學合成法合成的RP相化合 物。H2CaTa2O7和Li2CaTa207均具有兩層鈣鈦礦結構。其中H2CaTa2O7是由帶負電荷的鈣坦層 和置于層間的H+構成的。沿著鈣鉭層堆積的方向，每層有兩個TaO6八面體薄片，在TaO6片 之間有Ca2+陽離子?？恐o態(tài)力，相鄰的兩層結合起來。而這種靜態(tài)力正是層間修飾所用 的拓撲化學方法最需要的前提條件。鈣鉭層按照偏移（a+b)/2的順序堆積，c軸變?yōu)樵瓉?的兩倍。垂直于c軸，質(zhì)子和鈣鉭層因為氫鍵作用而規(guī)律的排列在層間。通過對H2CaTa2O7 結構的觀察分析，往層間插入其他的材料來擴大層間距離應該是可以實現(xiàn)的。
[0005] 現(xiàn)已經(jīng)有各種通過對層狀鈣鈦礦進行拓撲化學處理而制備出的新型材料，這些新 型材料具有特殊的性質(zhì)的同時又保持了鈣鈦礦所特有的的層狀結構。典型的新型材料包括 各種夾層化合物、柱撐型化合物、有機無機雜化化合物、剝離成二維納米片和納米卷及其組 裝而成的納米材料。
[0006] 但目前大量的研宄仍致力于氫離子形態(tài)Dion-Jacobson相固態(tài)酸的插層反應，正 烷基胺、嘧啶以及苯胺等各種形式的有機胺類可以通過嫁接形式的拓撲化學方法而插入到 氫離子形態(tài)的Dion-Jacobson相化合物中。相對于Dion-Jacobson相化合物的結構而言， 因為RP相化合物的層間電荷是Dion-Jacobso相的兩倍。RP相鈣鈦礦的質(zhì)子化形式與堿性 有機分子反應的動力學與Dion-Jacobso相的不同，這使得反應過程變得復雜一些。RP相隹$ 鈦礦插層的難度增加的同時也使得插層后的產(chǎn)物的相關性能更加出色。已有對RP相化合 物的插層反應的研宄中，有部分報道是可以將小分子的有機胺類可以插入到部分RP相化 合物，但是大分子的有機物始終很難進入層間。雖然大多數(shù)RP相化合物本身有催化活性， 但是由于難以插入大分子物質(zhì)，很難將層間空間打開，所以實際上暴露出的活性面有限，很 難有進一步的改進。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 基本【背景技術】存在的技術問題，本發(fā)明提出了一種兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物 層間有機直鏈醇分子的修飾方法，通過以大換小的方式，逐步地替換出層間的小分子，用大 分子將層間撐開，從而使得更多的活性面暴露出來，提高了其催化活性，實現(xiàn)了有機直鏈醇 分子對兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物的層間修飾，而且節(jié)能環(huán)保。
[0008] 本發(fā)明提出的一種兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物層間有機直鏈醇分子的修飾方 法，包括如下步驟：
[0009] S1、按摩爾份將1份Li2CO3U份CaCOjP1份Ta205研磨30-35min后進行第一次 煅燒，第一次煅燒時間為2-4h，第一次煅燒溫度為1000-1500°C，取出冷卻至室溫，再次研 磨30-35min后進行第二次煅燒，第二次煅燒時間為2-4h，第二次煅燒溫度為1000-1500°C， 取出冷卻至室溫后，用去離子水洗滌，干燥10-16h得到Li2CaTa2O7，干燥溫度為100-150°C;
[0010] S2、將SI得到的Li2CaTa2O7置于濃度為4mol/L的HNO3溶液中攪拌60-84h，離 心后得到沉淀物A，用去離子水洗滌沉淀物A后，干燥10-16h得到H2CaTa2O7，干燥溫度為 100-150°C，Li2CaTa2O7和HNO3溶液的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0· 9-1.I:110-165 ;
[0011] S3JfH2CaTa2O7、甲胺和水置于第一水熱釜中，將第一水熱釜及其內(nèi)容物置于 烘箱中保溫2-10天，保溫溫度為60-KKTC，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物B，用 丙酮洗滌沉淀物B，干燥后得到C1A-H2CaTa2O7,H2CaTa2O7和甲胺的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0.1-0. 2:40-50 ；
[0012] S4jfC1A-H2CaTa2O7、甲醇和水置于第二水熱釜中，將第二水熱釜及其內(nèi)容物置于 烘箱中保溫2-10天，保溫溫度為60-KKTC，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物C，用丙 酮洗滌沉淀物C，干燥后得到C1O-H2CaTa2O7,C1A-H2CaTa2O7和甲醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0.1-0. 2:40-50 ；
[0013] S5jfC1O-H2CaTa2O7、正丙醇和水置于第三水熱釜中，將第三水熱釜及其內(nèi)容物置 于烘箱中保溫2-10天，保溫溫度為60-KKTC，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物D，用丙 酮洗滌沉淀物D，干燥后得到C3O-H2CaTa2O7,C1O-H2CaTa2O7和正丙醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0.1-0. 2:40-50 ；
[0014] S6jfC3O-H2CaTa2O7、正己醇和水置于第四水熱釜中，將第四水熱釜及其內(nèi)容物置 于烘箱中保溫2-10天，保溫溫度為60-KKTC，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物E，用丙 酮洗滌沉淀物E，干燥后得到C6O-H2CaTa2O7,C3O-H2CaTa2O7和正己醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0.1-0. 2:40-50 ；
[0015]S7jfC6O-H2CaTa2O7、正癸醇和水置于第五水熱釜中，將第五水熱釜及其內(nèi)容物置 于烘箱中保溫2-10天，保溫溫度為60-KKTC，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物F，用丙 酮洗滌沉淀物F，干燥后得到CltlO-H2CaTa2O7,C6O-H2CaTa2O7和正癸醇的質(zhì)量體積比（g/ml) 為 0· 1-0. 2:40-50 ;
[0016] S8、將CltlO-H2CaTa2O7、正十八醇和水置于第六水熱釜中，將第六水熱釜及其內(nèi)容物 置于烘箱中保溫2-10天，保溫溫度為60-KKTC，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物G，用 丙酮洗滌沉淀物G，干燥后得到C18O-H2CaTa2O7,CltlO-H2CaTa2O7和正十八醇的質(zhì)量體積比（g/ ml)為 0·1-0. 2:40-50。
[0017] 優(yōu)選地，Sl中，第一次煅燒時間為2. 5-3. 5h，第一次煅燒溫度為1100-1400°C，第 二次煅燒時間為2. 8-3. 2h，第二次煅燒溫度為1200-1350°C。
[0018] 優(yōu)選地，S2中，將SI得到的Li2CaTa2O7置于濃度為4mol/L的HNO3溶液中攪拌 64-80h，離心后得到沉淀物A，用去離子水洗滌沉淀物A后，干燥12-14h得到H2CaTa2O7，干 燥溫度為120-130°〇，1^辦1&20 7和圓03溶液的質(zhì)量體積比&/1111)為1:115-135。
[0019] 優(yōu)選地，S3中，將H2CaTa2O7、甲胺和水置于第一水熱釜中，將第一水熱釜及其內(nèi)容 物置于烘箱中保溫3-6天，保溫溫度為70-90°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物B， 用丙酮洗滌沉淀物B，干燥后得到C1A-H2CaTa2O7,H2CaTa2O7和甲胺的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0·13-0. 15:42-48。
[0020] 優(yōu)選地，S7中，將C6O-H2CaTa2O7、正癸醇和水置于第五水熱釜中，將第五水熱釜及 其內(nèi)容物置于烘箱中保溫5-7天，保溫溫度為65-85°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀 物F，用丙酮洗滌沉淀物F，干燥后得到CltlO-H2CaTa2O7,C6O-H2CaTa2O7和正癸醇的質(zhì)量體積比 (g/ml)為 0·15-0. 18:45-47。
[0021] 優(yōu)選地，S8中，將CltlO-H2CaTa2O7、正十八醇和水置于第六水熱釜中，將第六水熱釜 及其內(nèi)容物置于烘箱中保溫4-6天，保溫溫度為75-90°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉 淀物G，用丙酮洗滌沉淀物G，干燥后得到C18O-H2CaTa2O7,CltlO-H2CaTa2O7和正十八醇的質(zhì)量 體積比（g/ml)為 0· 14-0. 17:44-48。
[0022] 上述Sl中Li2C03、CaCOjPTa2O5的摩爾比為1 :1 :1，此摩爾比為理論摩爾比值，由 反應機理推導而得，但實際實驗或生產(chǎn)過程中可以大于或小于該摩爾比，以促使反應原料 中的某一種或某兩種完全反應完畢。
[0023] 上述Sl和S2中"用去尚子水洗絳"為米用去尚子水分三次洗絳，以保證H2CaTa2O7 的純度，盡可能避免雜質(zhì)干擾。
[0024] 上述S3-S8中"用丙酮洗滌"為采用丙酮分三次洗滌，以保證在各步反應后洗滌干 凈，各步反應的產(chǎn)物中未包含醇類。
[0025] 上述S3-S8中未限定水的用量，即S3-S8為水熱法，水作為水熱法的媒介，是必不 可少的原料，但水僅作為溶劑，并不參與反應的進行，因此無需限定水的用量。
[0026] 本發(fā)明對經(jīng)離子交換合成的H2CaTa2O7運用拓撲化學合成方法進行插層嫁接反 應，先通過將小分子的甲胺成功的插AH2CaTa2O7媽鈦礦結構的層間，在用小分子的甲醇替 代甲胺分子，接著不斷的用大的醇分子替代小的醇分子，從而達到循序漸進的擴大了其層 間距的目的，最終得到C18O-H2CaTa2O7,C18O-H2CaTa2O7的層間距經(jīng)測試分析可以擴大到原來 H2CaTa2O7的層間距的6倍以上。
[0027] 本發(fā)明采用拓撲化學合成方法，所有插層合成反應均在60-KKTC下完成，使本發(fā) 明的反應條件低，節(jié)約能耗；而選用大分子的醇類進行一系列插層合成，有益于層間距離的 進一步擴大和增加更多的活性面，而且無毒環(huán)保。
[0028] 相對于小分子的有機胺類而言，有機醇分子所占的空間體積更大，而一步法插入 有機醇分子經(jīng)實驗證明是不可能的。但本發(fā)明通過以插入有機胺的RP相化合物為中間物 質(zhì)，通過兩步法來實現(xiàn)有機大分子的醇分子成功插入層間，并在隨后的制備步驟中通過以 大的醇分子替代小的醇分子，為更大的醇分子進入層間提供了機會，制備出一系列插入有 機醇分子的RP相化合物，隨著醇分子的變大，層間的空間也相應的擴大了，同時暴露出的 活性面的面積可控增加，其光催化活性也相應的增強。
[0029] 經(jīng)過光催化降解羅丹明B和甲基橙的試驗，C18O-H2CaTa2O7展示出非常出色的催化 性能。說明本發(fā)明制備的C18O-H2CaTa2O7具有很好的應用前景，本發(fā)明為改性類似的層狀化 合物提供了一種思路和途徑。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030] 圖1為本發(fā)明提出的一種兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物層間有機直鏈醇分子的修 飾方法中各步反應所得產(chǎn)物的XRD圖譜，其中（a)SH2CaTa2O7, (b)SC1O-H2CaTa2O7, (c)為 C3O-H2CaTa2O7, (d)為C6O-H2CaTa2O7, (e)為C10O-H2CaTa2O7,⑴為C18O-H2CaTa
[0031] 圖2為本發(fā)明提出的一種兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物層間有機直鏈醇分子的修 飾方法中各步反應所得產(chǎn)物CnO-H2CaTa2O7的晶格常數(shù)c與層間嫁接的直鏈有機醇的直鏈碳 原子數(shù)（η。）之間的關系圖。
[0032] 圖3為本發(fā)明提出的一種兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物層間有機直鏈醇分子的 修飾方法中各步反應所得產(chǎn)物的SEM圖，其中（a)SC1O-H2CaTa2O7, (b)C30-H2CaTa207,（c) C10O-H2CaTa2O7, (d)Cl8O-H2CaTa2O70
[0033] 圖4為本發(fā)明提出的一種兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物層間有機直鏈醇分子的修 飾方法中各步反應所得產(chǎn)物CnO-H2CaTa2O7的層間直鏈有機醇的構型示意圖。
[0034] 圖5為本發(fā)明提出的一種兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物層間有機直鏈醇分子的修 飾方法中各步反應所得產(chǎn)物在紫外燈照下對羅丹明B的光催化降解圖。
[0035] 圖6為本發(fā)明提出的一種兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物層間有機直鏈醇分子的修 飾方法中各步反應所得產(chǎn)物在紫外燈照下對甲基橙的光催化降解圖。

【具體實施方式】
[0036] 下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明。
[0037] 實施例1
[0038] 本發(fā)明提出的一種兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物層間有機直鏈醇分子的修飾方 法，包括如下步驟：
[0039] S1、按摩爾份將1份Li2C03、1份CaCOjP1份Ta2O5研磨30min后進行第一次煅燒， 第一次煅燒時間為4h，第一次煅燒溫度為1000°C，取出冷卻至室溫，再次研磨35min后進行 第二次煅燒，第二次煅燒時間為2h，第二次煅燒溫度為1500°C，取出冷卻至室溫后，用去離 子水洗滌，干燥IOh得到Li2CaTa2O7，干燥溫度為150°C;
[0040] S2、將SI得到的Li2CaTa2O7置于濃度為4mol/L的HNO3溶液中攪拌60h，離心后 得到沉淀物A，用去離子水洗滌沉淀物A后，干燥16h得到H2CaTa2O7，干燥溫度為100°C， Li2CaTa2O7和HNO3溶液的質(zhì)量體積比（g/ml)為0·I:10 ;
[0041] S3jfH2CaTa2O7、甲胺和水置于第一水熱釜中，將第一水熱釜及其內(nèi)容物置于烘箱 中保溫10天，保溫溫度為60°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物B，用丙酮洗滌沉淀物 B，干燥后得到C1A-H2CaTa2O7,H2CaTa2O7和甲胺的質(zhì)量體積比（g/ml)為0. 1:20;
[0042] S4jfC1A-H2CaTa2O7、甲醇和水置于第二水熱釜中，將第二水熱釜及其內(nèi)容物置于 烘箱中保溫10天，保溫溫度為60°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物C，用丙酮洗滌沉 淀物C，干燥后得到C1O-H2CaTa2O7,C1A-H2CaTa2O7和甲醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為0. 1:20;
[0043] S5jfC1O-H2CaTa2O7、正丙醇和水置于第三水熱釜中，將第三水熱釜及其內(nèi)容物 置于烘箱中保溫10天，保溫溫度為60°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物D，用丙酮 洗滌沉淀物D，干燥后得到C3O-H2CaTa2O7,C1O-H2CaTa2O7和正丙醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0. 1:20 ；
[0044] S6、將C3O-H2CaTa2O7、正己醇和水置于第四水熱釜中，將第四水熱釜及其內(nèi)容物 置于烘箱中保溫10天，保溫溫度為60°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物E，用丙酮 洗滌沉淀物E，干燥后得到C6O-H2CaTa2O7,C3O-H2CaTa2O7和正己醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0. 1:20 ；
[0045] S7jfC6O-H2CaTa2O7、正癸醇和水置于第五水熱釜中，將第五水熱釜及其內(nèi)容物置 于烘箱中保溫10天，保溫溫度為60°c，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物F，用丙酮洗 滌沉淀物F，干燥后得到CltlO-H2CaTa2O7,C6O-H2CaTa2O7和正癸醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0. 1:20 ；
[0046] S8、將CltlO-H2CaTa2O7、正十八醇和水置于第六水熱釜中，將第六水熱釜及其內(nèi)容物 置于烘箱中保溫10天，保溫溫度為60°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物G，用丙酮洗 滌沉淀物G，干燥后得到C18O-H2CaTa2O7,CltlO-H2CaTa2O7和正十八醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0.1:20。
[0047] 實施例2
[0048] 本發(fā)明提出的一種兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物層間有機直鏈醇分子的修飾方 法，包括如下步驟：
[0049] S1、按摩爾份將1份Li2C03、1份CaCOjP1份Ta2O5研磨32min后進行第一次煅燒， 第一次煅燒時間為3. 5h，第一次煅燒溫度為IKKTC，取出冷卻至室溫，再次研磨33min后進 行第二次煅燒，第二次煅燒時間為2. 8h，第二次煅燒溫度為1350°C，取出冷卻至室溫后，用 去離子水洗滌，干燥12h得到Li2CaTa2O7，干燥溫度為135°C;
[0050] S2、將SI得到的Li2CaTa2O7置于濃度為4mol/L的HNO3溶液中攪拌64h，離心后 得到沉淀物A，用去離子水洗滌沉淀物A后，干燥14h得到H2CaTa2O7，干燥溫度為120°C， Li2CaTa2O7和HNO3溶液的質(zhì)量體積比（g/ml)為I:135 ;
[0051] S3JfH2CaTa2O7、甲胺和水置于第一水熱釜中，將第一水熱釜及其內(nèi)容物置于烘箱 中保溫6天，保溫溫度為70°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物B，用丙酮洗滌沉淀物B， 干燥后得到C1A-H2CaTa2O7,H2CaTa2O7和甲胺的質(zhì)量體積比（g/ml)為0. 05:14;
[0052]S4jfC1A-H2CaTa2O7、甲醇和水置于第二水熱釜中，將第二水熱釜及其內(nèi)容物置于 烘箱中保溫6天，保溫溫度為70°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物C，用丙酮洗滌沉淀 物C，干燥后得到C1O-H2CaTa2O7,C1A-H2CaTa2O7和甲醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為0. 06:14;
[0053]S5jfC1O-H2CaTa2O7、正丙醇和水置于第三水熱釜中，將第三水熱釜及其內(nèi)容物置 于烘箱中保溫4天，保溫溫度為80°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物D，用丙酮洗滌沉 淀物D，干燥后得到C3O-H2CaTa2O7,C1O-H2CaTa2O7和正丙醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為0.Ol: 3 ;
[0054]S6、將C3O-H2CaTa2O7、正己醇和水置于第四水熱釜中，將第四水熱釜及其內(nèi)容物 置于烘箱中保溫6天，保溫溫度為73°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物E，用丙酮洗 滌沉淀物E，干燥后得到C6O-H2CaTa2O7，C3O-H2CaTa2O7和正己醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0.11:48；
[0055]S7jfC6O-H2CaTa2O7、正癸醇和水置于第五水熱釜中，將第五水熱釜及其內(nèi)容物 置于烘箱中保溫7天，保溫溫度為65°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物F，用丙酮洗 滌沉淀物F，干燥后得到CltlO-H2CaTa2O7,C6O-H2CaTa2O7和正癸醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0.06:15 ；
[0056]S8、將CltlO-H2CaTa2O7、正十八醇和水置于第六水熱釜中，將第六水熱釜及其內(nèi)容物 置于烘箱中保溫6天，保溫溫度為75°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物G，用丙酮洗 滌沉淀物G，干燥后得到C18O-H2CaTa2O7,CltlO-H2CaTa2O7和正十八醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0·17:44。
[0057] 實施例3
[0058] 本發(fā)明提出的一種兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物層間有機直鏈醇分子的修飾方 法，包括如下步驟：
[0059]S1、按摩爾份將1份Li2C03、1份CaCOjP1份Ta2O5研磨34min后進行第一次煅燒， 第一次煅燒時間為2. 5h，第一次煅燒溫度為1400°C，取出冷卻至室溫，再次研磨31min后進 行第二次煅燒，第二次煅燒時間為3. 2h，第二次煅燒溫度為1200°C，取出冷卻至室溫后，用 去離子水洗滌，干燥14h得到Li2CaTa2O7，干燥溫度為120°C;
[0060] S2、將SI得到的Li2CaTa2O7置于濃度為4mol/L的HNO3溶液中攪拌80h，離心后 得到沉淀物A，用去離子水洗滌沉淀物A后，干燥12h得到H2CaTa2O7，干燥溫度為130°C， Li2CaTa2O7和HNO3溶液的質(zhì)量體積比（g/ml)為I:115 ;
[0061] S3JfH2CaTa2O7、甲胺和水置于第一水熱釜中，將第一水熱釜及其內(nèi)容物置于烘箱 中保溫3天，保溫溫度為90°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物B，用丙酮洗滌沉淀物B， 干燥后得到C1A-H2CaTa2O7,H2CaTa2O7和甲胺的質(zhì)量體積比（g/ml)為0. 13:48;
[0062] S4jfC1A-H2CaTa2O7、甲醇和水置于第二水熱釜中，將第二水熱釜及其內(nèi)容物置于 烘箱中保溫5天，保溫溫度為90°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物C，用丙酮洗滌沉淀 物C，干燥后得到C1O-H2CaTa2O7,C1A-H2CaTa2O7和甲醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為0. 16:45;
[0063] S5jfC1O-H2CaTa2O7、正丙醇和水置于第三水熱釜中，將第三水熱釜及其內(nèi)容物 置于烘箱中保溫3天，保溫溫度為90°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物D，用丙酮洗 滌沉淀物D，干燥后得到C3O-H2CaTa2O7,C1O-H2CaTa2O7和正丙醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0.13:47；
[0064]S6、將C3O-H2CaTa2O7、正己醇和水置于第四水熱釜中，將第四水熱釜及其內(nèi)容物 置于烘箱中保溫9天，保溫溫度為82°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物E，用丙酮洗 滌沉淀物E，干燥后得到C6O-H2CaTa2O7，C3O-H2CaTa2O7和正己醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0.16:45；
[0065]S7jfC6O-H2CaTa2O7、正癸醇和水置于第五水熱釜中，將第五水熱釜及其內(nèi)容物 置于烘箱中保溫5天，保溫溫度為85°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物F，用丙酮洗 滌沉淀物F，干燥后得到CltlO-H2CaTa2O7,C6O-H2CaTa2O7和正癸醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0.15:47 ；
[0066] S8、將CltlO-H2CaTa2O7、正十八醇和水置于第六水熱釜中，將第六水熱釜及其內(nèi)容物 置于烘箱中保溫4天，保溫溫度為90°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物G，用丙酮洗 滌沉淀物G，干燥后得到C18O-H2CaTa2O7,CltlO-H2CaTa2O7和正十八醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0.07:24。
[0067] 實施例4
[0068] 本發(fā)明提出的一種兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物層間有機直鏈醇分子的修飾方 法，包括如下步驟：
[0069]S1、按摩爾份將1份Li2C03、1份CaCOjP1份Ta2O5研磨35min后進行第一次煅燒， 第一次煅燒時間為2h，第一次煅燒溫度為1500°C，取出冷卻至室溫，再次研磨30min后進行 第二次煅燒，第二次煅燒時間為4h，第二次煅燒溫度為KKKTC，取出冷卻至室溫后，用去離 子水洗滌，干燥16h得到Li2CaTa2O7，干燥溫度為100°C;
[0070] S2、將SI得到的Li2CaTa2O7置于濃度為4mol/L的HNO3溶液中攪拌84h，離心后 得到沉淀物A，用去離子水洗滌沉淀物A后，干燥IOh得到H2CaTa2O7，干燥溫度為150°C， Li2CaTa2O7和HNO3溶液的質(zhì)量體積比（g/ml)為0· 9 :165 ;
[0071]S3JfH2CaTa2O7、甲胺和水置于第一水熱釜中，將第一水熱釜及其內(nèi)容物置于烘箱 中保溫2天，保溫溫度為KKTC，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物B，用丙酮洗滌沉淀物 B，干燥后得到C1A-H2CaTa2O7,H2CaTa2O7和甲胺的質(zhì)量體積比（g/ml)為0. 1:50;
[0072]S4jfC1A-H2CaTa2O7、甲醇和水置于第二水熱釜中，將第二水熱釜及其內(nèi)容物置于 烘箱中保溫2天，保溫溫度為KKTC，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物C，用丙酮洗滌沉 淀物C，干燥后得到C1O-H2CaTa2O7,C1A-H2CaTa2O7和甲醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為0. 1:50;
[0073] S5jfC1O-H2CaTa2O7、正丙醇和水置于第三水熱釜中，將第三水熱釜及其內(nèi)容物 置于烘箱中保溫2天，保溫溫度為100°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物D，用丙酮 洗滌沉淀物D，干燥后得到C3O-H2CaTa2O7,C1O-H2CaTa2O7和正丙醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0. 1:50；
[0074] S6、將C3O-H2CaTa2O7、正己醇和水置于第四水熱釜中，將第四水熱釜及其內(nèi)容物 置于烘箱中保溫2天，保溫溫度為100°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物E，用丙酮 洗滌沉淀物E，干燥后得到C6O-H2CaTa2O7,C3O-H2CaTa2O7和正己醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0. 1:50；
[0075] S7jfC6O-H2CaTa2O7、正癸醇和水置于第五水熱釜中，將第五水熱釜及其內(nèi)容物置 于烘箱中保溫2天，保溫溫度為100°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物F，用丙酮洗 滌沉淀物F，干燥后得到CltlO-H2CaTa2O7,C6O-H2CaTa2O7和正癸醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0. 1:50 ；
[0076] S8、將CltlO-H2CaTa2O7、正十八醇和水置于第六水熱釜中，將第六水熱釜及其內(nèi)容物 置于烘箱中保溫2天，保溫溫度為KKTC，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物G，用丙酮洗 滌沉淀物G，干燥后得到C18O-H2CaTa2O7,CltlO-H2CaTa2O7和正十八醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0. 1:50〇
[0077] 參照圖1，圖1為本發(fā)明提出的一種兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物層間有機直 鏈醇分子的修飾方法中各步反應所得產(chǎn)物的XRD圖譜，其中（a)SH2CaTa2O7, (b)為 C1O-H2CaTa2O7, (c) ^C3O-H2CaTa2O7, (d) ^C6O-H2CaTa2O7, (e) ^C10O-H2CaTa2O7, (f) ^ C18O-H2CaTa2O7 〇
[0078] 圖1中展示了所制備的一系列樣品的XRD圖，根據(jù)圖1計算出的晶格常數(shù)值如下 表1所示?？梢缘贸觯弘S著嫁接進層間的直鏈有機醇的直鏈碳原子數(shù)目的增加（即η的增 大），晶格常數(shù)a，b幾乎保持不變，而c則明顯的有一個逐漸增大的趨勢，表明有機直鏈醇成 功嫁接在層間之中，層間距離擴大從而表現(xiàn)出c晶格參數(shù)的增大。
[0079]表ICnO-H2CaTa2O7的晶格常數(shù)
[0080]

【權利要求】
1. 一種兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物層間有機直鏈醇分子的修飾方法，其特征在于，包 括如下步驟： 51、 按摩爾份將1份Li2C03、l份CaCOjP 1份Ta 205研磨30-35min后進行第一次煅 燒，第一次煅燒時間為2-4h，第一次煅燒溫度為1000-1500°C，取出冷卻至室溫，再次研磨 30-35min后進行第二次煅燒，第二次煅燒時間為2-4h，第二次煅燒溫度為1000-150(rC，取 出冷卻至室溫后，用去離子水洗滌，干燥l〇-16h得到Li2CaTa207，干燥溫度為100-150°C ; 52、 將S1得到的Li2CaTa207置于濃度為4mol/L的HN0 3溶液中攪拌60-84h，離心后得到 沉淀物A，用去離子水洗滌沉淀物A后，干燥10-16h得到H2CaTa207，干燥溫度為100-150°C， Li2CaTa207和 HN0 3溶液的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0? 9-1. 1 :110-165 ; S3jfH2CaTa207、甲胺和水置于第一水熱釜中，將第一水熱釜及其內(nèi)容物置于烘箱中保 溫2-10天，保溫溫度為60-KKTC，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物B，用丙酮洗滌沉淀 物B，干燥后得到(VV-HfaT^CV H2CaTa207和甲胺的質(zhì)量體積比（g/ml)為0. 1-0. 2:40-50 ; S4jf (VV-HfaTasC^、甲醇和水置于第二水熱釜中，將第二水熱釜及其內(nèi)容物置于烘 箱中保溫2-10天，保溫溫度為60-KKTC，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物C，用丙酮 洗滌沉淀物C，干燥后得到qO-HfaTa^，QA-HfaTa^和甲醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0.1-0. 2:40-50 ； 55、 將QO-HfaTaW,、正丙醇和水置于第三水熱釜中，將第三水熱釜及其內(nèi)容物置于烘 箱中保溫2-10天，保溫溫度為60-KKTC，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物D，用丙酮 洗滌沉淀物D，干燥后得到C30-H2CaTa207, QO-HfaTa^和正丙醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0.1-0. 2:40-50 ； 56、 將C30-H2CaTa207、正己醇和水置于第四水熱釜中，將第四水熱釜及其內(nèi)容物置于烘 箱中保溫2-10天，保溫溫度為60-KKTC，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物E，用丙酮 洗滌沉淀物E，干燥后得到C60-H2CaTa207, C30-H2CaTa207和正己醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0.1-0. 2:40-50 ； 57、 將C60-H2CaTa207、正癸醇和水置于第五水熱釜中，將第五水熱釜及其內(nèi)容物置于烘 箱中保溫2-10天，保溫溫度為60-KKTC，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物F，用丙酮 洗滌沉淀物F，干燥后得到C1(l0-H2CaTa207, C60-H2CaTa207和正癸醇的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0.1-0. 2:40-50 ； 58、 將C1(l0-H2CaTa207、正十八醇和水置于第六水熱釜中，將第六水熱釜及其內(nèi)容物置于 烘箱中保溫2-10天，保溫溫度為60-KKTC，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物G，用丙酮 洗滌沉淀物G，干燥后得到C180-H2CaTa207, C1(l0-H2CaTa207和正十八醇的質(zhì)量體積比（g/ml) 為 0?1-0. 2:40-50。
2. 根據(jù)權利要求1所述兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物層間有機直鏈醇分子的修飾方法， 其特征在于，S1中，第一次煅燒時間為2. 5-3. 5h，第一次煅燒溫度為1100-1400°C，第二次 煅燒時間為2. 8-3. 2h，第二次煅燒溫度為1200-1350°C。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物層間有機直鏈醇分子的修飾 方法，其特征在于，S2中，將S1得到的Li2CaTa207置于濃度為4mol/L的HN0 3溶液中攪拌 64-80h，離心后得到沉淀物A，用去離子水洗滌沉淀物A后，干燥12-14h得到H2CaTa20 7，干 燥溫度為120_130°C，Li2CaTa207和HN03溶液的質(zhì)量體積比（g/ml)為1 :115-135。
4. 根據(jù)權利要求1-3任一項所述兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物層間有機直鏈醇分子的 修飾方法，其特征在于，S3中，將H2CaTa207、甲胺和水置于第一水熱釜中，將第一水熱釜及其 內(nèi)容物置于烘箱中保溫3-6天，保溫溫度為70-90°C，取出冷卻至室溫后，離心得到沉淀物 B，用丙酮洗滌沉淀物B，干燥后得到CiA-HfaTa^ACaTa^和甲胺的質(zhì)量體積比（g/ml)為 0?13-0. 15:42-48。
5. 根據(jù)權利要求1-4任一項所述兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物層間有機直鏈醇分子的 修飾方法，其特征在于，S7中，將C60-H2CaTa207、正癸醇和水置于第五水熱釜中，將第五水熱 釜及其內(nèi)容物置于烘箱中保溫5-7天，保溫溫度為65-85°C，取出冷卻至室溫后，離心得到 沉淀物F，用丙酮洗滌沉淀物F，干燥后得到C1(l0-H2CaTa20 7, C60-H2CaTa207和正癸醇的質(zhì)量體 積比（g/ml)為 0? 15-0. 18:45-47。
6. 根據(jù)權利要求1-5任一項所述兩層RP相層狀鈣鈦礦化合物層間有機直鏈醇分子的 修飾方法，其特征在于，S8中，將C1(l0-H2CaTa20 7、正十八醇和水置于第六水熱釜中，將第六水 熱釜及其內(nèi)容物置于烘箱中保溫4-6天，保溫溫度為75-90°C，取出冷卻至室溫后，離心得 到沉淀物G，用丙酮洗滌沉淀物G，干燥后得到C180-H2CaTa20 7, C1(l0-H2CaTa207和正十八醇的 質(zhì)量體積比（g/ml)為 0? 14-0. 17:44-48。
【文檔編號】B01J31/36GK104492497SQ201410757572
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權日:2014年12月10日
【發(fā)明者】王燕, 余大斌, 王峰, 張金花, 王自榮, 袁忠才, 趙大鵬, 馮玥玥 申請人:中國人民解放軍電子工程學院