專利名稱：一種四方相納米鈦酸鋇的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無機納米材料領(lǐng)域，具體涉及一種四方相納米鈦酸鋇的制備方法。
背景技術(shù)：
近年來納米材料由于其獨特的界面效應(yīng)已經(jīng)成為當(dāng)前材料科學(xué)的一個研究熱點，在這之中，鈦酸鋇作為一種典型的鐵電、介電材料在制造非線性元件如介電放大器、陶瓷電容器和鐵電壓電器件等電子元器件領(lǐng)域有著廣泛且重要的應(yīng)用。鈦酸鋇粉體的研制始于20世紀(jì)40年代，目前我國已經(jīng)引進了多條多層陶瓷電容器(MLCC)生產(chǎn)線，其介質(zhì)材料主要是鈦酸鋇。由于多層陶瓷電容器每層厚度已經(jīng)達到3 μ m左右，而每層又需要有效晶界層為5層以上，這就要求用優(yōu)質(zhì)的高純超細四方相納米鈦酸鋇粉體作為其介質(zhì)材料，此外四方相納米鈦酸鋇既可以提高MLCC的電容量又能提高抗擊穿強度。因此制備粒徑小、分散性好、分布均勻的四方相納米鈦酸鋇粉體受到人們普遍關(guān)注。隨著技術(shù)的發(fā)展，人們對鈦酸鋇系的電子材料提出了更高的要求，實現(xiàn)鈦酸鋇粉體的高純、四方相和超細乃至納米化是提高鈦酸鋇電子元件性能的有效措施之一。然而鈦酸鋇在實現(xiàn)四方相和超細乃至納米級別化的過程中仍存在不少問題。目前合成四方相鈦酸鋇的主要方法有固相法、溶膠-凝膠法、沉淀法以及水熱法等。固相法由于制備粉體顆粒粒徑大、組分分布不均勻，且需要球磨易引入雜質(zhì)，越來越難以適應(yīng)鈦酸鋇粉體高純化超細化的發(fā)展要求，已有逐步被液相法取代的趨勢。液相法中的溶膠-凝膠法，雖然通常可以制得粒徑小且分散良好的鈦酸鋇，但其原料價高，且制備鈦酸鋇凝膠需高溫煅燒后才能轉(zhuǎn)化為鈦酸鋇粉體，這不僅增加了能耗，而且在高溫煅燒過程中往往造成晶粒的長大和顆粒的硬團聚。水熱法則需高溫、高壓的反應(yīng)條件，對設(shè)備要求高，操作控制也較為復(fù)雜且難以實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，水熱法制備的產(chǎn)品亦無法達到100%純度的四方相產(chǎn)品。我國近年來提出了下述制備四方相鈦酸鋇的方法，如中國專利CN1323759公開了一種納米級四方相鈦酸鋇粉末的制備方法，但其制備方法為水熱法，需要高溫、高壓的反應(yīng)條件，對設(shè)備要求過高，且流程繁雜難以實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。中國專利CN101746814A公開了一種制備四方相鈦酸鋇的生產(chǎn)工藝，但其制備方法為水熱法，對設(shè)備要求過高，流程繁雜且制得的產(chǎn)品顆粒較大，無法制得小于100nm的鈦酸鋇粉體。中國專利CN102060325A公開了一種四方相鈦酸鋇納米棒陣列的制備方法，但所得到的產(chǎn)品不是四方相鈦酸鋇粉體，且需要兩步水熱反應(yīng)，反應(yīng)條件復(fù)雜，操作繁瑣。中國專利CN102584215A公開了一種分級多孔四方相的鈦酸鋇陶瓷材料的制備方法，但該方法需要制備納米空心球為燒結(jié)前驅(qū)體，過程復(fù)雜且煅燒溫度較高，制備的產(chǎn)物是分級多孔陶瓷。中國專利CN1323759公開了一種納米級四方相鈦酸鋇粉末及制備方法。該方法采用價格低廉的氯化鋇、四氯化鈦作為水熱反應(yīng)的鋇、鈦源，并引入氫氧化鈉為礦化劑。它包括預(yù)先將氯化鋇、四氯化鈦分別配成高濃度溶液并隨后混合，再加入氫氧化鈉配成流動性非常好的溶膠作為水熱反應(yīng)混合物。將此混合物置入高壓防蝕反應(yīng)釜中后升溫，使之達到所需的反應(yīng)溫度240°C，維持該溫度12h后將產(chǎn)物過濾以及用去離子水洗滌，經(jīng)干燥后即制備出單分散性的平均尺寸小于IOOnm的納米級四方相鈦酸鋇粉末。中國專利CN101746814A提供一種制備四方相鈦酸鋇生產(chǎn)工藝，包括制備純水，生產(chǎn)氫氧化鈦沉淀；在異丙醇的介質(zhì)下加氫氧化鋇，利用微波處理，得鈦酸鋇沉淀，通過洗滌得超細聞純四方相廣品。中國專利CN102060325涉及一種四方相鈦酸鋇納米棒陣列及其制備方法。為了克服現(xiàn)有技術(shù)中尚無四方相的鈦酸鋇納米棒陣列以及必須通過高溫煅燒處理，才能使鈦酸鋇材料晶體結(jié)構(gòu)從立方相轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆较嗟娜毕?，提供了一種四方相鈦酸鋇納米棒陣列，其中單根納米棒為單晶結(jié)構(gòu)，長度為200nm 10 y m,直徑為50nm 250nm ;還提供了一種制備四方相鈦酸鋇納米棒陣列的方法，即先在摻氟的二氧化錫導(dǎo)電玻璃上通過水熱反應(yīng)生長二氧化鈦納米棒陣列，再通過第二步水熱反應(yīng)，將二氧化鈦納米棒陣列轉(zhuǎn)化成本發(fā)明所述的鈦酸鋇納米棒陣列。 中國專利CN102584215A公開一種分級多孔四方相的鈦酸鋇陶瓷材料的制備方法，該方法首先制備碳酸鋇包覆二氧化鈦的納米空心球作為燒結(jié)前驅(qū)體，然后在溫度為900°C的馬弗爐中，直接煅燒該前驅(qū)體，就得到了分層多孔四方相的鈦酸鋇陶瓷。碳酸鋇包覆二氧化鈦的納米空心球燒結(jié)前驅(qū)體控制多孔陶瓷孔的生成，同時，燒結(jié)溫度影響孔徑的大小。當(dāng)燒結(jié)溫度從900°C升到1100°C時，孔徑由幾百納米降到幾納米，陶瓷稠化度增加。綜上所述可知現(xiàn)有的液相共沉淀法和經(jīng)典固相法都無法制備出高純，超細乃至納米級別的四方相鈦酸鋇粉體，即使制備出四方相鈦酸鋇也存在粒徑較大、顆粒較粗、四方率較低或該方法不適宜應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的問題，因此，加深對四方相納米鈦酸鋇制備方法的研究，尋求更適于工業(yè)化的制備技術(shù)和工藝條件才能真正使四方相納米鈦酸鋇步入工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的時代。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種四方相納米鈦酸鋇的制備方法。經(jīng)本發(fā)明的方法制備的四方相納米鈦酸鋇粉體可通過調(diào)控納米前軀體粒徑大小得到所需的粒徑。本發(fā)明利用微波高溫煅燒納米前驅(qū)體制備的四方相納米鈦酸鋇的平均粒徑為30-90nm，粒徑分布窄，結(jié)晶度高且晶型完整。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種四方相納米鈦酸鋇的制備方法，包括以下步驟i)將氯化鋇和草酸配置成水溶液，然后將鈦酸丁酯的醇溶液和草酸溶液混合均勻得草酸氧鈦絡(luò)合離子溶液；ii)將步驟i)得到的草酸氧鈦絡(luò)合離子溶液加入超重力反應(yīng)器中作為循環(huán)流動相，控制超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為500-2200rpm ;同時滴加氯化鋇溶液反應(yīng)生成白色的鈦酸鋇前驅(qū)體草酸氧鈦鋇(BTO)沉淀懸浮液，反應(yīng)中整個體系的pH值維持在2. 5-3. 5 ；iii)將步驟ii)所得的沉淀懸浮液進行陳化，然后抽濾、洗滌和干燥，最后煅燒得到白色的草酸氧鈦鋇(BTO)粉體。
在本發(fā)明的制備方法的一個優(yōu)選實施方案中，步驟i)中所述氯化鋇草酸鈦酸丁酯的摩爾比為1-1. 05 2. 2-2. 5:1。在本發(fā)明的制備方法的一個優(yōu)選實施方案中，步驟i)中所述絡(luò)合離子溶液的pH值為 2. 5-3. 5。在本發(fā)明的制備方法的一個優(yōu)選實施方案中，步驟iii)所述陳化為在30°C -80°C陳化2-6h。在本發(fā)明的制備方法的一個優(yōu)選實施方案中，步驟ii)中所述的超重力反應(yīng)器為旋轉(zhuǎn)填充床或螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床。步驟iii)所述陳化為在30 V -80 V陳化2_6h。在本發(fā)明的制備方法的一個優(yōu)選實施方案中，步驟iii)所述的洗滌為首先用去離 子水洗滌3次，然后用無水乙醇洗滌I次。在本發(fā)明的制備方法的一個優(yōu)選實施方案中，步驟iii)所述干燥為80°C -120°C下干燥8-24h。在本發(fā)明的制備方法的一個優(yōu)選實施方案中，步驟iii)所述的煅燒為控制溫度在700-1200°C，在微波條件下微波煅燒l_4h。所述的微波煅燒優(yōu)選為以10°C /min進行升溫的分步微波煅燒煅燒。所述方法制備的四方相納米鈦酸鋇的平均粒徑為30_90nm。利用超重力方法或其他方法制備出納米前軀體，采用微波高溫煅燒制備四方相納米鈦酸鋇。目前還沒有關(guān)于利用超重力技術(shù)與微波技術(shù)集成制備四方相納米鈦酸鋇方面的專利。納米前軀體可在超重力場環(huán)境下以氣-液(G-L)反應(yīng)或液-液(L-L)反應(yīng)方法制備或其他方法制備得到。超重力場反應(yīng)器包括旋轉(zhuǎn)填充床(RPB)、螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床(RBHC)或其它形式的超重力反應(yīng)裝置。其步驟如下 本發(fā)明利用微波場中高溫煅燒前驅(qū)體BTO得到四方相納米鈦酸鋇。微波加熱不同于普通加熱，普通煅燒方法是熱能通過傳導(dǎo)方式由試樣表面向心部傳遞，使試樣表面溫度高于內(nèi)部。對于微波煅燒，試樣內(nèi)部和表面具有同等吸收微波的能力，試樣內(nèi)外能同時被均勻加熱。試樣內(nèi)部的溫度梯度小，可使物質(zhì)內(nèi)部熱應(yīng)力減至最小，這樣可以阻止顆粒的團聚。且微波加熱要比常規(guī)加熱快，節(jié)約能源，無污染。綜上所述，本發(fā)明具有如下的有益效果I、可提供一種新型的制備四方相納米鈦酸鋇的方法，克服了現(xiàn)有液相共沉淀法和經(jīng)典(固相法)制備的四方相鈦酸鋇粉體粒徑分布不均，易團聚，批次重復(fù)性差等缺點，可制備出四方相納米鈦酸鋇，制備出的粉體粒徑可控制在30-90nm范圍，平均粒徑小，粒徑分布窄，結(jié)晶度高且晶型完整。2、本發(fā)明納米前驅(qū)體的制備方法多。這種納米前軀體可在超重力環(huán)境下以氣-液(G-L)反應(yīng)或液-液(L-L)反應(yīng)制備得到，或者以其它方法制備得到。3、可通過超重力水平調(diào)控制備納米前驅(qū)體粒徑的大小，從而可控的制備出所需粒徑的四方相納米鈦酸鋇。4、利用微波高溫煅燒制備四方相納米鈦酸鋇，利用微波場溫度均勻、沒有溫度梯度，使其不易燒結(jié)，避免顆粒長大、團聚等；實現(xiàn)可控的制備四方相納米鈦酸鋇，工序簡單易行。5、本發(fā)明在同類產(chǎn)品及制備方法中未見有類似的結(jié)構(gòu)設(shè)計及方法公開發(fā)表或使用，且不論在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、形貌上皆有較大的改進，該方法工藝簡單，可快速批量生產(chǎn)四方相納米鈦酸鋇。


圖I為實施例I中制備的四方相納米鈦酸鋇的XRD2為實施例I中制備的四方相納米鈦酸鋇的SEM3為實施例2中制備的四方相納米鈦酸鋇的SEM4為實施例3中制備的四方相納米鈦酸鋇的SEM圖
具體實施例方式以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行詳細說明，但本發(fā)明的范圍并不僅限于以下實施例。實施例I分別精確稱取BaCl2 2H2027. 48g、H2C2O4 2H2030. 88g、Ti (OC4H9) 439. 2ml，將氯化鋇和草酸配置成水溶液，將鈦酸丁酯溶于適量乙醇溶液中，然后將鈦酸丁酯醇溶液加入草酸溶液，攪拌形成透明淡黃色溶液，用氨水調(diào)節(jié)PH值范圍為2. 5-3. 0，超聲振蕩lOmin，溶液總量為2. OL0使用螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器產(chǎn)生超重力場超重力場水平即控制超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在700轉(zhuǎn)/分，在超重力場中進行反應(yīng)并循環(huán)，往超重力場反應(yīng)器中滴加BaCl2 2H20溶液，液量為0. 5L，反應(yīng)生成白色沉淀。將所得的沉淀懸浮液經(jīng)80°C水浴靜置陳化2小時后抽濾，用去離子水洗滌3次，無水乙醇洗滌I次。在80°C鼓風(fēng)干燥箱干燥一晚，得到白色的草酸氧鈦鋇(BTO)粉末。將干燥后的前驅(qū)體放入微波馬弗爐中煅燒，煅燒方式為程序升溫的三段升溫室溫_500°C保溫30min、500°C _700°C保溫30min、700°C -1200°C保溫4小時，升溫速度10°C /min,多步煅燒，煅燒溫度控制在900-1200°C范圍內(nèi)。產(chǎn)品的性能由XRD檢測為四方相，SEM檢測顆粒大小約為200nm。實施例2分別精確稱取BaCl2 2H2027. 48g、H2C2O4 2H2030. 88g、Ti (OC4H9) 439. 2ml，將氯化鋇和草酸配置成水溶液，將鈦酸丁酯溶于適量乙醇溶液中，然后將鈦酸丁酯醇溶液加入草酸溶液，攪拌形成透明淡黃色溶液，用氨水調(diào)節(jié)PH值范圍為2. 5-3. O，超聲振蕩lOmin，溶液總量為2. OL0使用螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器產(chǎn)生超重力場超重力場水平即控制超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在800轉(zhuǎn)/分，在超重力場中進行反應(yīng)并循環(huán)，往超重力場反應(yīng)器中滴加BaCl2 2H20溶液，液量為0. 5L，反應(yīng)生成白色沉淀。將所得的沉淀懸浮液經(jīng)80°C水浴靜置陳化2小時后抽濾，用去離子水洗滌3次，無水乙醇洗滌I次。在80°C鼓風(fēng)干燥箱干燥一晚，得到白色的草酸氧鈦鋇(BTO)粉末。將干燥后的前驅(qū)體放入微波馬弗爐中煅燒，煅燒方式為程序升溫的多步煅燒、煅燒溫度控制在900-1200°C范圍內(nèi)。產(chǎn)品的性能由XRD檢測為四方相，SEM檢測顆粒大小約為90nm。實施例3分別精確稱取BaCl2 2H20142. 8g、H2C2O4 2H20162g、Ti (OC4H9) 4200ml，將氯化鋇和草酸配置成水溶液，將鈦酸丁酯溶于適量乙醇溶液中，然后將鈦酸丁酯醇溶液加入草酸溶液，攪拌形成透明淡黃色溶液，用氨水調(diào)節(jié)PH值范圍為2. 5-3. O，超聲振蕩lOmin，溶液總量為2. 0L。使用螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器產(chǎn)生超重力場超重力場水平即控制超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速度在800轉(zhuǎn)/分，在超重力場中進行反應(yīng)并循環(huán)，往超重力場反應(yīng)器中滴加BaCl2 · 2H20溶液，液量為O. 5L，反應(yīng)生成白色沉淀。將所得的沉淀懸浮液經(jīng)80°C水浴靜置陳化2小時后抽濾，用去離子水洗滌3次，無水乙醇洗滌I次。在80°C鼓風(fēng)干燥箱干燥一晚，得到白色的草酸氧鈦鋇(BTO)粉末。將干燥后的前驅(qū)體放入微波馬弗爐中煅燒，煅燒方式為程序升溫的多步煅燒、煅燒溫度控制在900-1200°C范圍內(nèi)。產(chǎn)品的性能由XRD檢測為四方相，SEM檢測顆粒大小約為90-100nm。實施例4分別精確稱取BaCl2 · 2Η2027· 48g、H2C2O4 · 2H2030. 88g、Ti (OC4H9) 439· 2ml，將氯化鋇和草酸配置成水溶液，將鈦酸丁酯溶于適量乙醇溶液中，然后將鈦酸丁酯醇溶液加入草 酸溶液，攪拌形成透明淡黃色溶液，用氨水調(diào)節(jié)PH值范圍為2. 5-3. O，超聲振蕩lOmin，溶液總量為2. OL0使用螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器產(chǎn)生超重力場超重力場水平即控制超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速度在1000轉(zhuǎn)/分，在超重力場中進行反應(yīng)并循環(huán)，往超重力場反應(yīng)器中滴加BaCl2 ·2Η20溶液，液量為O. 5L，反應(yīng)生成白色沉淀。將所得的沉淀懸浮液經(jīng)80°C水浴靜置陳化2小時后抽濾，用去離子水洗滌3次，無水乙醇洗滌I次。在80°C鼓風(fēng)干燥箱干燥一晚，得到白色的草酸氧鈦鋇(BTO)粉末。將干燥后的前驅(qū)體放入微波馬弗爐中煅燒，煅燒方式為程序升溫的多步煅燒、煅燒溫度控制在900-1200°C范圍內(nèi)。產(chǎn)品的性能由XRD檢測為四方相，SEM檢測顆粒大小約為80nm。實施例5分別精確稱取BaCl2 · 2H20142. 8g、H2C2O4 · 2H20162g、Ti (OC4H9) 4200ml，將氯化鋇和草酸配置成水溶液，將鈦酸丁酯溶于適量乙醇溶液中，然后將鈦酸丁酯醇溶液加入草酸溶液，攪拌形成透明淡黃色溶液，用氨水調(diào)節(jié)PH值范圍為2. 5-3. O，超聲振蕩lOmin，溶液總量為2. OL0使用螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器產(chǎn)生超重力場超重力場水平即控制超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速度在1000轉(zhuǎn)/分，在超重力場中進行反應(yīng)并循環(huán)，往超重力場反應(yīng)器中滴加BaCl2 · 2H20溶液，液量為O. 5L，反應(yīng)生成白色沉淀。將所得的沉淀懸浮液經(jīng)80°C水浴靜置陳化2小時后抽濾，用去離子水洗滌3次，無水乙醇洗滌I次。在80°C鼓風(fēng)干燥箱干燥一晚，得到白色的草酸氧鈦鋇(BTO)粉末。將干燥后的前驅(qū)體放入微波馬弗爐中煅燒，煅燒方式為程序升溫的多步煅燒、煅燒溫度控制在900-1200°C范圍內(nèi)。產(chǎn)品的性能由XRD檢測為四方相，SEM檢測顆粒大小約為70nm。實施例6分別精確稱取BaCl2 · 2H2027. 48g、H2C2O4 · 2Η2030· 88g、Ti (OC4H9) 439· 2ml，將氯化
鋇和草酸配置成水溶液，將鈦酸丁酯溶于適量乙醇溶液中，然后將鈦酸丁酯醇溶液加入草酸溶液，攪拌形成透明淡黃色溶液，用氨水調(diào)節(jié)PH值范圍為2. 5-3. O，超聲振蕩lOmin，溶液總量為2. OL0使用螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器產(chǎn)生超重力場超重力場水平即控制超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在1200轉(zhuǎn)/分，在超重力場中進行反應(yīng)并循環(huán)，往超重力場反應(yīng)器中滴加BaCl2 ·2Η20溶液，液量為O. 5L，反應(yīng)生成白色沉淀。將所得的沉淀懸浮液經(jīng)80°C水浴靜置陳化2小時后抽濾，用去離子水洗滌3次，無水乙醇洗滌I次。在80°C鼓風(fēng)干燥箱干燥一晚，得到白色的草酸氧鈦鋇(BTO)粉末。將干燥后的前驅(qū)體放入微波馬弗爐中煅燒，煅燒方式為程序升溫的多步煅燒、煅燒溫度控制在900-1200°C范圍內(nèi)。產(chǎn)品的性能由XRD檢測為四方相，SEM檢測顆粒大小約為60nm。實施例7分別精確稱取BaCl2 2H20142. 8g、H2C2O4 2H20162g、Ti (OC4H9) 4200ml，將氯化鋇和草酸配置成水溶液，將鈦酸丁酯溶于適量乙醇溶液中，然后將鈦酸丁酯醇溶液加入草酸溶液，攪拌形成透明淡黃色溶液，用氨水調(diào)節(jié)PH值范圍為2. 5-3. 0，超聲振蕩lOmin，溶液總量為2. 0L。使用螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器產(chǎn)生超重力場超重力場水平即控制超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在1200轉(zhuǎn)/分，在超重力場中進行反應(yīng)并循環(huán)，往超重力場反應(yīng)器中滴加BaCl2 2H20溶液，液量為0. 5L，反應(yīng)生成白色沉淀。將所得的沉淀懸浮液經(jīng)80°C水浴靜置陳化2小時后抽濾，用去離子水洗滌3次，無水乙醇洗滌I次。在80°C鼓風(fēng)干燥箱干燥一晚，得到白色的草酸氧鈦鋇(BTO)粉末。將干燥后的前驅(qū)體放入微波馬弗爐中煅燒，煅燒方 式為程序升溫的多步煅燒、煅燒溫度控制在900-1200°C范圍內(nèi)。產(chǎn)品的性能由XRD檢測為四方相，SEM檢測顆粒大小約為55nm。實施例8分別精確稱取BaCl2 2H2027. 48g、H2C2O4 2H2030. 88g、Ti (OC4H9) 439. 2ml，將氯化鋇和草酸配置成水溶液，將鈦酸丁酯溶于適量乙醇溶液中，然后將鈦酸丁酯醇溶液加入草酸溶液，攪拌形成透明淡黃色溶液，用氨水調(diào)節(jié)PH值范圍為2. 5-3. O，超聲振蕩lOmin，溶液總量為2. OL0使用螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器產(chǎn)生超重力場超重力場水平即控制超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在1500轉(zhuǎn)/分，在超重力場中進行反應(yīng)并循環(huán)，往超重力場反應(yīng)器中滴加BaCl2 *2H20溶液，液量為0. 5L，反應(yīng)生成白色沉淀。將所得的沉淀懸浮液經(jīng)80°C水浴靜置陳化2小時后抽濾，用去離子水洗滌3次，無水乙醇洗滌I次。在80°C鼓風(fēng)干燥箱干燥一晚，得到白色的草酸氧鈦鋇(BTO)粉末。將干燥后的前驅(qū)體放入微波馬弗爐中煅燒，煅燒方式為程序升溫的多步煅燒、煅燒溫度控制在900-1200°C范圍內(nèi)。產(chǎn)品的性能由XRD檢測為四方相，SEM檢測顆粒大小約為45nm。實施例9分別精確稱取BaCl2 2H20142. 8g、H2C2O4 2H20162g、Ti (OC4H9) 4200ml，將氯化鋇和
草酸配置成水溶液，將鈦酸丁酯溶于適量乙醇溶液中，然后將鈦酸丁酯醇溶液加入草酸溶液，攪拌形成透明淡黃色溶液，用氨水調(diào)節(jié)PH值范圍為2. 5-3. O，超聲振蕩lOmin，溶液總量為2. 0L。使用螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器產(chǎn)生超重力場超重力場水平即控制超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在1500轉(zhuǎn)/分，在超重力場中進行反應(yīng)并循環(huán)，往超重力場反應(yīng)器中滴加BaCl2 2H20溶液，液量為0. 5L，反應(yīng)生成白色沉淀。將所得的沉淀懸浮液經(jīng)80°C水浴靜置陳化2小時后抽濾，用去離子水洗滌3次，無水乙醇洗滌I次。在80°C鼓風(fēng)干燥箱干燥一晚，得到白色的草酸氧鈦鋇(BTO)粉末。將干燥后的前驅(qū)體放入微波馬弗爐中煅燒，煅燒方式為程序升溫的多步煅燒、煅燒溫度控制在900-1200°C范圍內(nèi)。產(chǎn)品的性能由XRD檢測為四方相鈦酸鋇，SEM檢測顆粒大小約為40nm。
權(quán)利要求
1.一種四方相納米鈦酸鋇的制備方法，包括以下步驟 i)將氯化鋇和草酸配置成水溶液，然后將鈦酸丁酯的醇溶液和草酸溶液混合均勻得草酸氧鈦絡(luò)合離子溶液； ii)將步驟i)得到的草酸氧鈦絡(luò)合離子溶液加入超重力反應(yīng)器中作為循環(huán)流動相，控制超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為500-2200rpm ;同時滴加氯化鋇溶液反應(yīng)生成白色的鈦酸鋇前驅(qū)體草酸氧鈦鋇沉淀懸浮液，反應(yīng)中整個體系的PH值維持在2. 5-3. 5 ； iii)將步驟ii)所得的沉淀懸浮液進行陳化，然后抽濾、洗滌和干燥，最后煅燒得到白色的草酸氧鈦鋇粉體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟i)中所述氯化鋇草酸鈦酸丁酯的摩爾比為 1-1. 05 2. 2-2. 5 lo
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟i)中所述絡(luò)合離子溶液的pH值為2.5-3. 5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，步驟ii)中所述的超重力反應(yīng)器為旋轉(zhuǎn)填充床或螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，步驟iii)所述陳化為在30-80°C陳化 2-6h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，步驟iii)所述的洗滌為首先用去離子水洗滌3次，然后用無水乙醇洗滌I次。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，步驟iii)所述干燥為80-120°C下干燥 8-24h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，步驟iii)所述的煅燒為控制溫度在700-1200°C下在微波條件下微波煅燒l_4h。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的微波煅燒為以10°C/min進行升溫的分步微波煅燒煅燒。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法制備的四方相納米鈦酸鋇的平均粒徑為30-90nm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種四方相納米鈦酸鋇的制備方法，包括以下步驟i)將氯化鋇和草酸配置成水溶液，然后將鈦酸丁酯的醇溶液和草酸溶液混合均勻得草酸氧鈦絡(luò)合離子溶液;ii)將步驟i)得到的草酸氧鈦絡(luò)合離子溶液加入超重力反應(yīng)器中作為循環(huán)流動相，控制超重力水平；同時滴加氯化鋇溶液反應(yīng)生成白色的鈦酸鋇前驅(qū)體草酸氧鈦鋇沉淀懸浮液，反應(yīng)中整個體系的pH值維持在2.5-3.5；iii)將步驟ii)所得的沉淀懸浮液進行陳化，然后抽濾、洗滌和干燥，最后煅燒得到白色的草酸氧鈦鋇粉體。本發(fā)明的制備方法可制備出四方相納米鈦酸鋇，制備出的粉體粒徑可控制在30-90nm范圍，平均粒徑小，粒徑分布窄，結(jié)晶度高且晶型完整。
文檔編號C01G23/00GK102976400SQ201210584359
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者周繼承, 廖晶晶, 黃新武 申請人:湘潭大學(xué)