CN101100310A - 一种纳米钛酸钡的制备方法 - Google Patents

一种纳米钛酸钡的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101100310A
CN101100310A CNA2007100697364A CN200710069736A CN101100310A CN 101100310 A CN101100310 A CN 101100310A CN A2007100697364 A CNA2007100697364 A CN A2007100697364A CN 200710069736 A CN200710069736 A CN 200710069736A CN 101100310 A CN101100310 A CN 101100310A
Authority
CN
China
Prior art keywords
potassium hydroxide
barium
titanium
preparation
aqueous solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2007100697364A
Other languages
English (en)
Inventor
韩高荣
魏晓
徐刚
翁文剑
杜丕一
赵高凌
张溪文
沈鸽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CNA2007100697364A priority Critical patent/CN101100310A/zh
Publication of CN101100310A publication Critical patent/CN101100310A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明公开的纳米钛酸钡的制备方法，包括制备钛的羟基氧化物沉淀和乙酸钡的去离子水溶液作为反应物料，以乙二胺或乙醇胺或乙二胺和乙醇胺的混合溶液作为溶剂，加入适宜浓度的氢氧化钾促进晶化，于100~200℃下，水热反应得到单分散的纳米钛酸钡粉体。本发明工艺过程简单，易于控制，无污染，成本低，易于规模化生产。制得的产品纯度高、结晶性好、分散性好、粒度分布窄，且粒度大小可以通过改变工艺参数调节。该产品在微电子器件、电光器件、存储材料、高介材料、气敏材料等领域具有广阔的应用前景。

Description

一种纳米钛酸钡的制备方法
技术领域
本发明涉及一种纳米钛酸钡的制备方法，属于无机非金属材料领域。
背景技术
钛酸钡是一种重要的铁电材料，具有高的介电常数和低的介电损耗，是一种应用广泛、非常重要的电子陶瓷材料。钛酸钡已被广泛应用于制作多层陶瓷片电容器(MLCC)和热敏电阻(PTCR)，并且在电光器件和非挥发性铁电存储器上也有非常广阔的应用前景。在目前的电子器件小型化的大趋势下，为了保证器件的性能和可靠性，就需要进一步降低钛酸钡粉体的粒度。特别对于MLCC(多层陶瓷片电容器)来说，为使器件在小型化的同时保证大的容量和容积效率，就需要制备粒度更小、更均匀的钛酸钡粉体。此外，粒度小、分布范围窄、分散性良好的钛酸钡粉体具有良好的烧结性能，在较低的温度下即可得到更致密的陶瓷材料。
目前，用来制备钛酸钡粉体方法有固相烧结法和湿化学方法(包括溶胶-凝胶法、微乳液法、共沉淀法(草酸盐)法)。上述方法均需要700℃以上的煅烧过程才能得到结晶性良好的钛酸钡粉体，而高温处理过程势必造成颗粒的粗化和团聚，不利于接下来的陶瓷烧结过程。水热法可以在较低的温度下制备结晶性和分散性较好的钛酸钡粉体，其颗粒尺寸范围为0.05～0.4微米。然而，水热法很难再进一步降低颗粒尺寸。溶剂热法可以非常有效的控制晶体的成核、生长过程，从而能够尺寸可控的合成分散性良好的钛酸钡粉体。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术存在的问题，提供一种纳米钛酸钡的制备方法。
本发明的纳米钛酸钡的制备方法，采用的是溶剂热合成法，具体步骤如下：
1)将钛酸四丁酯溶于无水乙醇，调节溶液中的Ti4+离子浓度为0.5～1.0mol/L；
2)搅拌状态下，向步骤1)制得的钛酸四丁酯的乙醇溶液中加入2～3ml的质量浓度30％的氨水溶液，沉淀，过滤，洗涤，得到钛的羟基氧化物沉淀；
3)将乙酸钡溶于去离子水，形成乙酸钡水溶液，调节溶液中Ba2+离子的浓度为2.0～3.0mol/L；
4)将氢氧化钾溶于去离子水，配置浓度为20～30mol/L的氢氧化钾水溶液；
5)将钛的羟基氧化物沉淀、乙酸钡水溶液和氢氧化钾水溶液加入到有机溶剂中，搅拌至少1h，得到前躯体浆料，其中钛的羟基氧化物的摩尔体积分数为0.1～0.2mol/L，钡与钛的摩尔比为1.0～1.1，氢氧化钾的摩尔体积分数为0.5～1.0mol/L，摩尔体积分数的体积基数为前躯体浆料的总体积；
6)将前躯体浆料加入反应釜内胆中，所加浆料的体积为反应釜内胆容积的70％～90％；
7)将装有前躯体浆料的反应釜内胆置于反应釜中，密封，在100～200℃下保温6～48小时进行水热处理，然后让反应釜自然冷却到室温，卸釜后，用去离子水反复洗涤反应产物，过滤、烘干，得到纳米钛酸钡粉体。
本发明制备过程中，使用的有机溶剂可以是乙二胺或乙醇胺或乙二胺和乙醇胺的混合溶液。
本发明制备过程中，使用的反应釜是聚四氟乙烯内胆，不锈钢套件密闭的反应釜。
本发明制备过程中，所说的钛酸四丁酯、乙酸钡、氢氧化钾、无水乙醇、乙二胺和乙醇胺的纯度均不低于化学纯。
本发明的有益效果在于：
本发明采用简单的溶剂热法制备了纯度高、结晶性好、分散性好、粒度分布窄的纳米钛酸钡粉体，粒度可以通过改变工艺参数调节。由于反应介质为有机溶剂，有效的解决了晶体生长过程中一次颗粒的团聚问题。本发明的溶剂热合成方法设备简单，工艺条件容易控制，制备的成本也比较低，易于工业化生产。本发明制得的纳米钛酸钡粉体在微电子器件、电光器件、存储材料、高介材料、气敏材料等领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明制备的纳米钛酸钡粉体的XRD图谱；
图2是本发明制备的纳米钛酸钡粉体的透射电镜(TEM)照片。
具体实施方式
以下结合实施例进一步说明本发明。
实施例1
1)将钛酸四丁酯溶于无水乙醇，调节溶液中的Ti4+离子浓度为0.5mol/L；
2)搅拌状态下，向步骤1)制得的钛酸四丁酯的乙醇溶液中加入2ml的质量浓度30％的氨水溶液，沉淀，过滤，洗涤，得到钛的羟基氧化物沉淀；
3)将乙酸钡溶于去离子水，形成乙酸钡水溶液，调节溶液中钡离子的浓度为2.0mol/L；
4)将氢氧化钾溶于去离子水，配置浓度为20mol/L的氢氧化钾水溶液；
5)将钛的羟基氧化物沉淀、乙酸钡水溶液和氢氧化钾水溶液加入到乙二胺和乙醇胺的混合溶液中，搅拌1h，得到前躯体浆料，其中钛的羟基氧化物的摩尔体积分数为0.1mol/L，钡与钛的摩尔比为1.0，氢氧化钾的摩尔体积分数为1.0mol/L，摩尔体积分数的体积基数为前躯体浆料的总体积；
6)将前躯体浆料加入反应釜内胆中，所加浆料的体积为反应釜内胆容积的90％；
7)将装有前躯体浆料的反应釜内胆置于反应釜中，密封，在200℃下保温6小时进行水热处理，然后让反应釜自然冷却到室温，卸釜后，用去离子水反复洗涤反应产物，过滤、烘干，得到平均粒径15nm、分散性良好的钛酸钡粉体。其XRD图谱见图1，透射电镜(TEM)照片见图2。
实施例2
1)将钛酸四丁酯溶于无水乙醇，调节溶液中的Ti4+离子浓度为0.5mol/L；
2)搅拌状态下，向步骤1)制得的钛酸四丁酯的乙醇溶液中加入2ml的质量浓度30％的氨水溶液，沉淀，过滤，洗涤，得到钛的羟基氧化物沉淀；
3)将乙酸钡溶于去离子水，形成乙酸钡水溶液，调节溶液中钡离子的浓度为2.0mol/L；
4)将氢氧化钾溶于去离子水，配置浓度为25mol/L的氢氧化钾水溶液；
5)将钛的羟基氧化物沉淀、乙酸钡水溶液和氢氧化钾水溶液加入到乙二胺和乙醇胺的混合溶液中，搅拌1h，得到前躯体浆料，其中钛的羟基氧化物的摩尔体积分数为0.1mol/L，钡与钛的摩尔比为1.05，氢氧化钾的摩尔体积分数为0.5mol/L，摩尔体积分数的体积基数为前躯体浆料的总体积；
6)将前躯体浆料加入反应釜内胆中，所加浆料的体积为反应釜内胆容积的90％；
7)将装有前躯体浆料的反应釜内胆置于反应釜中，密封，在200℃下保温12小时进行水热处理，然后让反应釜自然冷却到室温，卸釜后，用去离子水反复洗涤反应产物，过滤、烘干，得到平均粒径20nm、分散性良好的钛酸钡粉体。
实施例3
1)将钛酸四丁酯溶于无水乙醇，调节溶液中的Ti4+离子浓度为1.0mol/L；
2)搅拌状态下，向步骤1)制得的钛酸四丁酯的乙醇溶液中加入3ml的质量浓度30％的氨水溶液，沉淀，过滤，洗涤，得到钛的羟基氧化物沉淀；
3)将乙酸钡溶于去离子水，形成乙酸钡水溶液，调节溶液中钡离子的浓度为3.0mol/L；
4)将氢氧化钾溶于去离子水，配置浓度为30mol/L的氢氧化钾水溶液；；
5)将钛的羟基氧化物沉淀、乙酸钡水溶液和氢氧化钾水溶液加入到乙二胺中，搅拌1.5h，得到反应前躯体浆料，其中钛的羟基氧化物的摩尔体积分数为0.2mol/L，钡与钛的摩尔比为1.1，氢氧化钾的摩尔体积分数为1.0mol/L，摩尔体积分数的体积基数为前躯体浆料的总体积；
6)将前躯体浆料加入反应釜内胆中，所加浆料的体积为反应釜内胆容积的70％；
7)将装有前躯体浆料的反应釜内胆置于反应釜中，密封，在100℃下保温48小时进行水热处理，然后让反应釜自然冷却到室温，卸釜后，用去离子水反复洗涤反应产物，过滤、烘干，得到平均粒径25nm、分散性良好的钛酸钡粉体。
实施例4
1)将钛酸四丁酯溶于无水乙醇，调节溶液中的Ti4+离子浓度为0.5mol/L；
2)搅拌状态下，向步骤1)制得的钛酸四丁酯的乙醇溶液中加入2ml的质量浓度30％的氨水溶液，沉淀，过滤，洗涤，得到钛的羟基氧化物沉淀；
3)将乙酸钡溶于去离子水，形成乙酸钡水溶液，调节溶液中钡离子的浓度为2.0mol/L；
4)将氢氧化钾溶于去离子水，配置浓度为改为30mol/L的氢氧化钾水溶液；；
5)将钛的羟基氧化物沉淀、乙酸钡水溶液和氢氧化钾水溶液加入到乙醇胺中，搅拌2h，得到反应前躯体浆料，其中钛的羟基氧化物的摩尔体积分数为0.1mol/L，钡与钛的摩尔比为1.0，氢氧化钾的摩尔体积分数为0.8mol/L，摩尔体积分数的体积基数为前躯体浆料的总体积；
6)将前躯体浆料加入反应釜内胆中，所加浆料的体积为反应釜内胆容积的80％；
8)将装有前躯体浆料的反应釜内胆置于反应釜中，密封，在150℃下保温12小时进行水热处理，然后让反应釜自然冷却到室温，卸釜后，用去离子水反复洗涤反应产物，过滤、烘干，得到平均粒径40nm、分散性良好的钛酸钡粉体。

Claims (4)

1.一种纳米钛酸钡的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将钛酸四丁酯溶于无水乙醇，调节溶液中的Ti4+离子浓度为0.5～1.0mol/L；
2)搅拌状态下，向步骤1)制得的钛酸四丁酯的乙醇溶液中加入2～3ml的质量浓度30％的氨水溶液，沉淀，过滤，洗涤，得到钛的羟基氧化物沉淀；
3)将乙酸钡溶于去离子水，形成乙酸钡水溶液，调节溶液中Ba2+离子的浓度为2.0～3.0mol/L；
4)将氢氧化钾溶于去离子水，配置浓度为20～30mol/L的氢氧化钾水溶液；
5)将钛的羟基氧化物沉淀、乙酸钡水溶液和氢氧化钾水溶液加入到有机溶剂中，搅拌至少1h，得到前躯体浆料，其中钛的羟基氧化物的摩尔体积分数为0.1～0.2mol/L，钡与钛的摩尔比为1.0～1.1，氢氧化钾的摩尔体积分数为0.5～1.0mol/L，摩尔体积分数的体积基数为前躯体浆料的总体积；
6)将前躯体浆料加入反应釜内胆中，所加浆料的体积为反应釜内胆容积的70％～90％；
7)将装有前躯体浆料的反应釜内胆置于反应釜中，密封，在100～200℃下保温6～48小时进行水热处理，然后让反应釜自然冷却到室温，卸釜后，用去离子水反复洗涤反应产物，过滤、烘干，得到纳米钛酸钡粉体。
2.根据权利要求1所述的纳米钛酸钡的制备方法，其特征是所说的有机溶剂是乙二胺或乙醇胺或乙二胺和乙醇胺的混合溶液。
3.根据权利要求1所述的纳米钛酸钡的制备方法，其特征是所说的反应釜为聚四氟乙烯内胆，不锈钢套件密闭的反应釜。
4.根据权利要求1所述的纳米钛酸钡的制备方法，其特征是所说的钛酸四丁酯、乙酸钡、氢氧化钾、无水乙醇、乙二胺和乙醇胺的纯度均不低于化学纯。
CNA2007100697364A 2007-06-27 2007-06-27 一种纳米钛酸钡的制备方法 Pending CN101100310A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2007100697364A CN101100310A (zh) 2007-06-27 2007-06-27 一种纳米钛酸钡的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2007100697364A CN101100310A (zh) 2007-06-27 2007-06-27 一种纳米钛酸钡的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101100310A true CN101100310A (zh) 2008-01-09

Family

ID=39034794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2007100697364A Pending CN101100310A (zh) 2007-06-27 2007-06-27 一种纳米钛酸钡的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101100310A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102531045A (zh) * 2011-12-29 2012-07-04 洛阳理工学院 一种钛酸钡纳米环的制备方法
CN101717261B (zh) * 2009-11-18 2012-08-08 广东风华高新科技股份有限公司 一种钙钛矿粉体的制备方法及所得的物质
CN109928423A (zh) * 2018-12-28 2019-06-25 南通奥新电子科技有限公司 一种用于锂电池的纳米钛酸钡的制备方法
CN112830512A (zh) * 2014-06-13 2021-05-25 户田工业株式会社 钛酸钡微粒粉末、分散体和涂膜的制造方法
CN115382531A (zh) * 2022-07-27 2022-11-25 重庆工商大学 一种物理研磨形成钛酸钡与二氧化钛异质结光催化剂及其制备方法
CN115483383A (zh) * 2022-09-30 2022-12-16 陕西科技大学 一种钛酸钡包覆三元正极材料及其制备方法和应用

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101717261B (zh) * 2009-11-18 2012-08-08 广东风华高新科技股份有限公司 一种钙钛矿粉体的制备方法及所得的物质
CN102531045A (zh) * 2011-12-29 2012-07-04 洛阳理工学院 一种钛酸钡纳米环的制备方法
CN112830512A (zh) * 2014-06-13 2021-05-25 户田工业株式会社 钛酸钡微粒粉末、分散体和涂膜的制造方法
CN109928423A (zh) * 2018-12-28 2019-06-25 南通奥新电子科技有限公司 一种用于锂电池的纳米钛酸钡的制备方法
CN115382531A (zh) * 2022-07-27 2022-11-25 重庆工商大学 一种物理研磨形成钛酸钡与二氧化钛异质结光催化剂及其制备方法
CN115483383A (zh) * 2022-09-30 2022-12-16 陕西科技大学 一种钛酸钡包覆三元正极材料及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101618889B (zh) 一种钙钛矿结构纳米片自组装钛酸铅纳米柱的制备方法
CN101311376A (zh) 一种一维结构钛酸锶纳米粉体的制备方法
CN101100310A (zh) 一种纳米钛酸钡的制备方法
CN101619494A (zh) 一种钙钛矿结构钛酸铅单晶纳米棒的制备方法
CN108147452B (zh) 一种尺寸可控的低维钛酸锶晶体的合成方法及应用
CN101767821A (zh) 一种锆钛酸钡基介质材料的合成方法
CN104477978A (zh) 一种制备钙钛矿纳米粉体的方法
Joshi et al. Synthesis and dielectric behavior of nano-scale barium titanate
CN1308498C (zh) 纳米晶钛酸锶钡的微波水热合成方法
WO2020215536A1 (zh) 纳米钛酸钡微晶及其制备方法和钛酸钡粉体及其制备方法
CN102923766B (zh) 钛酸铅陶瓷单晶纳米片的制备方法
US20240010567A1 (en) A class of multiphase rubidium titanate functional ceramic materials and preparation method thereof
CN105948735B (zh) 一种SrTiO3异质包覆BaTiO3超精细纳米粉体的合成方法
CN104446445B (zh) 一种单分散钛酸钡纳米粉体的制备方法
CN102515263B (zh) 一种钛酸锶钡星状晶体的制备方法
CN102677145B (zh) 一种钙钛矿相钛酸铅单晶纳米颗粒的制备方法
CN106268612B (zh) 一种多孔钛酸锶钡粉体的制备方法
CN102925980B (zh) 一种四方钙钛矿结构钛酸铅陶瓷单晶纳米片的制备方法
CN100385047C (zh) 四方相钙钛矿锆钛酸铅单晶纳米棒的制备方法
CN101891466A (zh) 一种板状钛酸钡纳米粉体的制备方法
CN1189422C (zh) 一种合成纳米级钙钛矿陶瓷粉体的方法
CN104018226A (zh) 一种纳米颗粒自组装的四方钙钛矿相PbTiO3微米片的制备方法
CN101319383B (zh) 一种纳米锆酸钡的制备方法
CN101311377A (zh) 一种室温制备钛酸钡纳米粉体的方法
CN113348150B (zh) 钛氧化物、钛氧化物的制造方法以及使用含有钛氧化物的电极活性物质的锂二次电池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication