乙氧醇铌的制备

背景及概述^[1][2]

乙氧醇铌主要用作金属有机化合物气相沉积技术(MOCVD)制备大面积Nb2O5电致变色薄膜和铌酸盐(LiNbO3、KNbO3等)薄膜材料的原料。乙氧醇铌是极具发展前景的阴极着色薄膜，乙氧醇铌具有优异的压电、热电、光电、光弹性、电光和非线性光学特性，广泛用于集成光学、光通信、光学波导等领域，如集成光路(IntegratedOptics)、表面声波(SurfaceAcousticWave，SAW)装置的铁电陶瓷材料。乙氧醇铌还用于Sol-Gel法制备活性好、弥散度和纯度高的超微细球形Nb2O5。

乙氧醇铌

制备^[2]

现行制取乙氧醇铌主要采用金属卤化物与醇反应的合成方法，该工艺过程需加入大量的有毒稀释剂——苯，对设备要求高，操作环境差，且由于合成时生成大量颗粒细小的卤盐沉淀，降低了金属的回收率。近年来，国内外采用电化学方法研究直接合成乙氧醇铌取得了显著进展，该工艺比现行工艺缩短了流程，减少了污染，具有产能大，设备投资省和原料便宜等优点。目前已有电化学合成乙氧醇铌的报道，研究工作集中在导电剂的选择和用量，电解参数的影响等方面。

具体方法：

电化学合成在装有冷凝回流管的密封无隔膜电解槽中进行，电解槽采用硬质PVC板，槽体尺寸为95mm×115mm×125mm，体积约1.3L。铌阳极板有效面积为10.0cm×6.0cm；不锈钢板有效面积为10.0cm×8.0cm。每次固定无水乙醇1.3L，导电剂浓度为0.04mol/L，电流1.8~2.0A(电流密度300~330A/m2)，极距2.5cm。在合成过程中，电解液温度快速升高至沸点80℃，要想控制合成在低于电解液沸点的温度下进行很难实现。考虑到温度升高对提高电解液的导电率非常有效，如：导电剂浓度为0.04mol/L，电解液在25℃时的电导率是0.08×104µS·cm-1；80℃时，电导率升高至0.2×104µS·cm-1。此外，沸腾形成的搅拌作用对降低阳极的浓差极化有利。因此，没有采用降温措施，整个合成过程中电解液都处在沸腾状态，产生的已醇气体经冷凝管回流入电解槽，合成时间76~80h。合成得到乙氧醇铌和乙醇的混合溶液，在80℃蒸馏出多余的乙醇，将温度升高至190℃，再进行减压蒸馏得到淡黄色粘稠状液体产物乙氧醇铌。

主要参考资料

[1] 郑平. (1999). 乙醇铌、乙醇钽的制备和乙醇铌、乙醇钽、乙醇钾混合溶液的性质. 湖北第二师范学院学报(2), 52-53.

[2] 杨向荣, 顾豪爽, 胡永明, 尤晶, 袁颖, & 胡正龙. (2007). 溶胶-凝胶法制备0.1bifeo3-0.9srbi2nb2o9铁电薄膜的结构和光学性质研究. 功能材料, 038(009), 1437-1439.

[3] 陈艺锋, 王宇菲, 夏志美, 符金开, & 陈滨. (2009). 电化学合成乙醇铌工艺研究. 湖南工业大学学报, 23(3), 42-45.