本发明涉及无机钛酸盐材料的
技术领域：
，特别涉及一种多孔钛酸盐的制备方法及其应用。
背景技术：
：无机钛酸盐材料因其具有特殊特物理化学性质，被广泛应用于工业界。如具有隧道结构的六钛酸钾，八钛酸钾可以作为树脂，塑料以及橡胶的增强材料使用。四钛酸钾和三钛酸钠具有层状结构，可以用于吸收核电站的废水。具体而言，六钛酸钾是钛酸钾的一种，因其具适当的硬度以及反红外特性，可作为摩擦材料的添加剂或者用作为隔热材料使用。因此，开发具有新颖结构钛酸盐材料，进一步发挥其特性成为研究热点。进一步分析发现，一方面，对于摩擦材料而言，噪音问题是配方工程师所最为头疼的问题，各大原材料供应商都推出了多孔材料，包括多孔的硅酸锆等无机材料，以此来解决或降低噪音问题。另一方面，六钛酸钾材料具有反红外的特性，将其制成的涂料具有隔热特性，我们知道，空气的导热系数低，因此开发多孔的钛酸盐材料，特别是多孔的六钛酸钾材料具有重大意义。现有的钛酸盐材料绝大多数为无孔结构，如果能制备获得多孔的钛酸盐材料将大大提高该类材料的降噪，隔热性能，具有重要意义。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种多孔钛酸盐的制备方法及其应用，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。本发明提供一种多孔钛酸盐的制备方法，包括以下步骤：α1、以五配位或者四配位的钛酸盐为原料，置于温度为80～150℃、湿度为30～100％的湿气气氛或温度为80～150℃的水中反应，反应时间为5min～10h，得到第一溶液；α2、反应结束后，往所述第一溶液中滴加到酸溶液、同时搅拌，调节第一溶液ph为4～10，放置1～10h后得到第二溶液；α3、将所述第二溶液进行过滤，过滤得到的固体物在300～700℃下焙烧0.5～10h，得到所述多孔钛酸盐。在一些实施方式中，五配位或者四配位的钛酸盐为k2tio3、naktio3、na4ti5o12或者k2ti2o5中的至少一种。在一些实施方式中，多孔钛酸盐通过xrf检测，其中tio2：(k2o或na2o)的摩尔比为3～8。其中，xrf为x射线荧光光谱分析，用于分析样品中各种元素的种类及含量，为现有技术。在一些实施方式中，多孔钛酸盐为八钛酸钾、六钛酸钾、四钛酸钾、六钛酸钠、三钛酸钠中的至少一种。在一些实施方式中，多孔钛酸盐的比表面积为5～300m2/g，孔容为0.05～0.3m3/g，孔径为2～30nm。在一些实施方式中，多孔钛酸盐的形貌为颗粒、针状、片状中的至少一种。在一些实施方式中，酸溶液为盐酸、硫酸、硝酸、醋酸中的至少一种。上述多孔钛酸盐的制备方法得到的多孔钛酸盐应用于摩擦材料。有益效果：本发明实施例公开的一种多孔钛酸盐的制备方法与现有技术相比，工艺简单、反应温度低，可节约能耗、降低成本。且上述方法得到的钛酸盐具有多孔结构，将其应用到摩擦材料领域，除了保持原先钛酸盐稳定摩擦系数，抗高温衰退性能外，还可以起到降低制动噪音的效果。附图说明图1为实施例1的多孔六钛酸钾颗粒的sem图；图2为实施例1的多孔六钛酸钾颗粒的局部放大sem图；图3为对比例1的四钛酸钾晶须的sem图；图4为实施例1-4的多孔钛酸盐的bet图。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步描述。以下实施例只是用于更加清楚地说明本发明的性能，而不能仅局限于下面的实施例。实施例1：将k2tio3置于30％的湿气中，在80℃下反应10h，得到第一溶液。往第一溶液中滴加盐酸溶液，调节ph为4，放置使其反应1h，得到第二溶液。将第二溶液通过布氏漏斗进行过滤，得到的固体物在马弗炉中700℃下焙烧0.5h，得到比表面积为71.6m2/g，孔容为0.173m3/g，孔径为10.1nm的多孔六钛酸钾颗粒。实施例2将na4ti5o12置于100％的湿气中，在150℃下反应5min，得到第一溶液。往第一溶液中滴加硫酸溶液，调节ph为10，放置使其反应10h，得到第二溶液。将第二溶液通过布氏漏斗进行过滤，得到的固体物在马弗炉中600℃下焙烧4h，得到比表面积为84.2m2/g，孔容为0.188m3/g，孔径为8.55nm的多孔六钛酸钠晶须。实施例3将naktio3与水在120℃下反应60min，得到第一溶液。往第一溶液中滴加硝酸溶液，调节ph为8，放置使其反应6h，得到第二溶液。将第二溶液通过布氏漏斗进行过滤，得到的固体物在马弗炉中300℃下焙烧10h，得到比表面积为76.3m2/g，孔容为0.182m3/g，孔径为6.44nm的多孔六钛酸钠晶须。实施例4将k2tio3与水在100℃下反应3h，得到第一溶液。往第一溶液中滴加硝酸溶液，调节ph为8，放置使其反应6h，得到第二溶液。将第二溶液通过布氏漏斗进行过滤，得到的固体物在马弗炉中300℃下焙烧8h，得到比表面积为69.4m2/g，孔容为0.191m3/g，孔径为6.50nm的多孔无定型钛酸钾。通过xrf检测，多孔无定型钛酸钾的tio2：k2o的摩尔比为4.5。实施例5将k2ti2o5置于50％的湿气中，在100℃下反应20min，得到第一溶液。往第一溶液中滴加醋酸溶液，调节ph为6，放置使其反应8h，得到第二溶液。将第二溶液通过布氏漏斗进行过滤，得到的固体物在马弗炉中500℃下焙烧8h，得到比表面积为300m2/g，孔容为0.3m3/g，孔径为8nm的多孔六钛酸钠晶须。实施例6将na4ti5o12置于70％的湿气中，在100℃下反应8h，得到第一溶液。往第一溶液中滴加盐酸溶液，调节ph为9，放置使其反应8h，得到第二溶液。将第二溶液通过布氏漏斗进行过滤，得到的固体物在马弗炉中700℃下焙烧2h，得到比表面积为60m2/g，孔容为0.2m3/g，孔径为30nm的多孔三钛酸钠晶须。实施例7将k2tio3，naktio3置于40％的湿气中，在140℃下反应3h，得到第一溶液。往第一溶液中滴加盐酸溶液，调节ph为8，放置使其反应6h，得到第二溶液。将第二溶液通过布氏漏斗进行过滤，得到的固体物在马弗炉中700℃下焙烧3h，得到比表面积为5m2/g，孔容为0.05m3/g，孔径为2nm的多孔六钛酸钾和六钛酸钠晶须的混合物。比较例1将k2ti4o9与水在100℃下反应3h，得到第一溶液。往第一溶液中滴加硝酸溶液，调节ph为8，放置使其反应6h，得到第二溶液。将第二溶液通过布氏漏斗进行过滤，得到的固体物在马弗炉中300℃下焙烧8h，得到得了比表面积为2m2/g的四钛酸钾晶须；与实施例4相比，采用k2ti4o9为原料，在相同条件下处理，只能获得比表面很小的钛酸盐，无法获得多孔结构的钛酸盐。对实施例1-4得到的多孔钛酸盐材料进行bet测试：其中，bet测试采用美国麦克公司生产的tristar3020m比表面孔隙吸附测定仪，在77k环境下考察n2的吸附脱附情况，比表面积数据通过bet方程计算得到，p/po取值范围为0.05-0.30，孔容和平均孔径通过bjh方法计算得到。实施例1-4bet的测试结果如下表，吸脱附曲线如图4。样品比表面积/(m2g-1)孔容/(cm3g-1)孔径/nm实施例171.60.17310.1实施例284.20.1888.55实施例376.30.1826.44实施例469.40.1916.50表1：实施例的bet数据从图4可知，实施例1-4的吸脱附曲线呈iv型，呈介孔结构；从表1可知，实施例1多孔六钛酸钾颗粒的比表面积为71.6m2/g，孔容为0.173m3/g，孔径为10.1nm的；实施例2多孔六钛酸钠晶须的比表面积为84.2m2/g，孔容为0.188m3/g，孔径为8.55nm；实施例3多孔六钛酸钠晶须的比表面积为76.3m2/g，孔容为0.182m3/g，孔径为6.44nm；实施例4多孔无定型钛酸钾的比表面积为69.4m2/g，孔容为0.191m3/g，孔径为6.50nm。性能测试：将实施例1中得到的多孔六钛酸钾和现有的无孔六钛酸钾分别根据下表的配方配成摩擦材料进行性能测试：表2：多孔六钛酸钾和现有的无孔六钛酸钾制成摩擦材料的配方按sae的j2521的测试标准，在美国link3900上对含有本发明多孔六钛酸钾(配方a)与现有无孔六钛酸钾(配方b)进行台架测试，对比不同频率的噪音发生测试，进行评分。配方a和配方b制成的刹车片的j2521噪音测试结果如下：表3为配方a(多孔六钛酸钾为原材料)的制成的刹车片的j2521噪音测试结果表4为配方b(无孔六钛酸钾为原材料)的制成的刹车片的j2521噪音测试结果从表3和表4可知，对于a配方，在2khz～17khz的范围内，大于70分贝的噪音一共发生了38次。而在b配方中，在2khz～17khz的范围内，大于70分贝的噪音一共发生多达160次。说明在同样的添加比例下，多孔钛酸盐展现出了非常优秀的噪音性能。j2521系统自带的评分系统给出的a配方的评分是9.1分，而b配方只有6.7分。显然多孔六钛酸钾具有明显的降低刹车片噪音的功效。本发明提供的实施方案提供了一种多孔钛酸盐的制备方法与现有技术相比，工艺简单、反应温度低，可节约能耗、降低成本。且上述方法得到的钛酸盐具有多孔结构，将其应用到摩擦材料领域，除了保持原先钛酸盐稳定摩擦系数，抗高温衰退性能外，还可以起到降低制动噪音的效果。以上表述仅为本发明的优选方式，应当指出，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。当前第1页12