CN106315667A - 多孔钛酸钡微纳颗粒球的固相制备方法 - Google Patents

多孔钛酸钡微纳颗粒球的固相制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106315667A
CN106315667A CN201610637146.6A CN201610637146A CN106315667A CN 106315667 A CN106315667 A CN 106315667A CN 201610637146 A CN201610637146 A CN 201610637146A CN 106315667 A CN106315667 A CN 106315667A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ball
solid phase
multihole
porous
nano particle
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.)
Granted
Application number
CN201610637146.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106315667B (zh
Inventor
赵世玺
陈昌科
邓玉峰
徐亚辉
熊凯
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.)
Huaian New Energy Material Technology Research Institute
Original Assignee
Huaian New Energy Material Technology Research Institute
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 Huaian New Energy Material Technology Research Institute filed Critical Huaian New Energy Material Technology Research Institute
Priority to CN201610637146.6A priority Critical patent/CN106315667B/zh
Publication of CN106315667A publication Critical patent/CN106315667A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106315667B publication Critical patent/CN106315667B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00—Compounds of titanium
    • C01G23/003—Titanates
    • C01G23/006—Alkaline earth titanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/80—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
    • C01P2002/82—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by IR- or Raman-data
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
    • C01P2004/32—Spheres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了多孔钛酸钡微纳颗粒球的固相制备方法，该制备方法包括将钛酸四丁酯与有机混合溶液加入到高压反应釜中进行热反应，所得产物进行抽滤、沉淀、洗涤，获得多孔二钛酸亚微米级颗粒球前躯体，将多孔钛酸亚微米级颗粒球和碳酸钡搅拌混料，混合物加热至预设温度，在该预设温度下保持预设时间段，自然冷却获得分散性良好的多孔钛酸钡微纳颗粒球。所述方法生产工艺对环境友好，生产方法简单，安全，成本低廉，产率高，制备的产品具有分级多孔球形貌，分散性良好，且颗粒尺寸和形貌均一。

Description

多孔钛酸钡微纳颗粒球的固相制备方法
技术领域
本发明涉及无机非金属功能材料合成领域，具体涉及多孔钛酸钡微纳颗粒球的固相制备方法。
背景技术
钛酸钡具有优越的介电、压电、铁电、热释电性能，目前钛酸钡已经被广泛应用于功能电子材料、机械和陶瓷工业。
由于微纳颗粒球材料不仅具有许多优秀的二级形貌特征，而且继承纳米组元的特点，因此微纳颗粒球材料具有广泛的用途。例如，由于高比表面积、大的孔隙率以及光、电学等性质，因此分层多孔微球在储能材料、化学催化、废弃物处理等领域具有广泛的应用。
目前，人们已经利用水热，溶剂热等方法成功合成钛酸钡微纳颗粒球，但是利用固相一步合成多孔钛酸钡微纳球的研究还很少。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多孔钛酸钡微纳颗粒球的固相制备方法，是一种生产成本低廉，对环境影响小的方便工业化生产的工艺，产品颗粒的尺寸形貌均一、比表面积大，分散性好，很好的将纳米立方块组合成宏观三维结构，且产率高。
本发明通过以下技术方案实现：
多孔钛酸钡微纳颗粒球的固相制备方法，包括以下步骤：
（1）将钛酸正丁酯加入二甲基甲酰胺和异丙醇混合溶液中搅拌溶解，置于高压反应釜中进行热反应得到反应产物A；
（2）将反应产物A抽滤，沉淀，用无水乙醇洗涤，得到白色分级结构的多孔二钛酸亚微米级颗粒球前驱体;
（3）将碳酸钡装入高能球磨机，使用粒径各异的三种混合珠进行粉碎;
（4）在搅拌状态下，依次将摩尔量相等的多孔二钛酸亚微米级颗粒球和粉碎后碳酸钡加入装有分散溶剂的混料容器中，持续搅拌0.5～24H，然后置于40～200℃的恒温箱中烘干溶剂；
(5)将步骤 （4)所得混合原料转移到耐高温容器中, 然后置于350-550℃的高温炉中，并维持1-6h，后升温到700～1200℃，并维持1-24h得多孔钛酸钡微纳颗粒球。
本发明进一步改进方案是，步骤（1）所述钛酸正丁酯与二甲基甲酰胺、异丙醇的重量体积比g:mL:mL为 0.6：5：30~ 2：17.5：17.5。
本发明更进一步改进方案是，步骤（1）所述热反应温度160～260℃，热反应维持2～24 h。
本发明更进一步改进方案是，步骤（3）粒径各异的三种混合珠质量比为Φ0.3mm：Φ0.6mm：Φ0.9mm=2:5:3。
本发明更进一步改进方案是，步骤（3）中碳酸钡粉碎时间1～24 h。
本发明更进一步改进方案是，步骤（4）中分散溶剂为水或乙醇。
本发明与现有技术相比，具有以下明显优点：
本发明生产工艺简单可靠、安全，设备要求不高，成本低廉，并且产率高，制备的产品为单分散的钛酸钡微纳颗粒球，颗粒的尺寸和形貌均一； 本发明固相合成生产的钛酸钡微纳颗粒球，由钛酸钡纳米颗粒团聚而成，其比表面积大，分散性良好，粉体颗粒形貌均一， 多孔钛酸钡微纳颗粒球作为一种纳米组装结构，很好的将纳米立方块组合成宏观三维结构，使得材料本身保持了纳米尺度的新性能的同时，在宏观上方便操控和应用，可应用于电子材料和光学，环境保护等领域。
附图说明
图1为本发明制备的钛酸钡亚微纳颗粒球的 X 射线衍射(XRD)图谱
图2为本发明制备的钛酸钡亚微纳颗粒球的扫描电镜(SEM)照片
图3为本发明制备的钛酸钡亚微纳颗粒球的拉曼（Raman）图谱 。
具体实施方式
下面结合具体实施方式并对照附图对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
实例 1 ：
（1）依次将30mL 异丙醇和5mL 二甲基甲酰胺加入到 50mL 反应瓶中，然后再加入0.6g钛酸正丁酯，并搅拌5min；然后将所得溶液转移到高压反应釜中，将反应体系升温至140℃，并维持48h；热反应结束后，让高压反应釜自然冷却至室温；
（2）将步骤（1）所得产物抽滤，沉淀，用无水乙醇洗涤三次，得到白色分级结构的多孔二钛酸亚微米级颗粒球前驱体；
（3）将20g的碳酸钡装入高能球磨机，使用粒径各异的三种混合珠(Φ0.3mm：Φ0.6mm：Φ0.9mm=2:5:3质量比)粉碎碳酸钡1小时；
（4）在搅拌状态下，依次将摩尔量相等的步骤（2）所得多孔二钛酸亚微米级颗粒球和步骤（3）粉碎的碳酸钡加入装有等质量水的混料容器中；持续搅拌8H，然后置于80℃的恒温箱中烘干12H；
（5）将步骤（4)所得的混合原料转移到耐高温容器中, 然后置于350℃的高温炉中，并维持6h，后升温到700℃，并维持24h得到产物。
经 X 射线衍射 (XRD) 图谱( 见图 1) 分析，结果表明所得多孔钛酸钡微钠颗粒球物相为立方晶相，未见任何其它杂质峰。扫描电镜(SEM)照片(见图2)显示，所得多孔钛酸钡微钠颗粒球物的尺寸和形貌有较好的均一性. 拉曼（Raman）图谱（见图3）证实产品是纯的钛酸钡物相。
实例 2：
（1）依次将17.5mL 异丙醇和5mL 二甲基甲酰胺加入到 50mL 反应瓶中，然后再加入1.2g钛酸正丁酯，并搅拌5min；然后将所得溶液转移到高压反应釜中，将反应体系升温至260℃，并维持2h；热反应结束后，让高压反应釜自然冷却至室温；
（2）将步骤（1）所得产物抽滤，沉淀，用无水乙醇洗涤三次，得到白色分级结构的多孔二钛酸亚微米级颗粒球前驱体；
（3）将20g的碳酸钡装入高能球磨机，使用粒径各异的三种混合珠(Φ0.3mm：Φ0.6mm：Φ0.9mm=2:5:3质量比)粉碎碳酸钡1小时；
（4）在搅拌状态下，依次将摩尔量相等的步骤（2）所得多孔二钛酸亚微米级颗粒球和步骤（3）粉碎的碳酸钡加入装有等质量水的混料容器中；持续搅拌24H，然后置于200℃的恒温箱中烘干1H；
（5）将步骤（4)所得的混合原料转移到耐高温容器中, 然后置于550℃的高温炉中，并维持6h，后升温到1200℃，并维持1h得到产物。
实例 3：
（1）依次将20mL 异丙醇和15mL 二甲基甲酰胺加入到 50mL 反应瓶中，然后再加入2g钛酸正丁酯，并搅拌5min；然后将所得溶液转移到高压反应釜中，将反应体系升温至200℃，并维持20h；热反应结束后，让高压反应釜自然冷却至室温；
（2）将步骤（1）所得产物抽滤；沉淀，用无水乙醇洗涤三次；得到白色分级结构的多孔二钛酸亚微米级颗粒球前驱体；
（3）将20g的碳酸钡装入高能球磨机，使用粒径各异的三种混合珠(Φ0.3mm：Φ0.6mm：Φ0.9mm=2:5:3质量比)粉碎碳酸钡1小时；
（4）在搅拌状态下，依次将摩尔量相等的步骤（2）所得多孔二钛酸亚微米级颗粒球和步骤（3）粉碎的碳酸钡加入装有等质量水的混料容器中；持续搅拌0.5H，然后置于40℃的恒温箱中烘干15H；
（5）将步骤（4)所得的混合原料转移到耐高温容器中, 然后置于450℃的高温炉中，并维持3h，后升温到1000℃，并维持10h得到产物。

Claims (6)

1.多孔钛酸钡微纳颗粒球的固相制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将钛酸正丁酯加入二甲基甲酰胺和异丙醇混合溶液中搅拌溶解，置于高压反应釜中进行热反应得到反应产物A；
（2）将反应产物A抽滤，沉淀，用无水乙醇洗涤，得到白色分级结构的多孔二钛酸亚微米级颗粒球前驱体；
（3）将碳酸钡装入高能球磨机，使用粒径各异的三种混合珠进行粉碎；
（4）在搅拌状态下，依次将摩尔量相等的多孔二钛酸亚微米级颗粒球和粉碎后碳酸钡加入装有分散溶剂的混料容器中，持续搅拌0.5～24H，然后置于40～200℃的恒温箱中烘干；
(5)将步骤 （4)所得混合原料转移到耐高温容器中, 然后置于350-550℃的高温炉中，并维持1-6h，后升温到700～1200℃，并维持1-24h得多孔钛酸钡微纳颗粒球。
2.根据权利要求1所述的多孔钛酸钡颗粒球的固相制备方法，其特征在于：步骤（1）所述钛酸正丁酯与二甲基甲酰胺、异丙醇的重量体积比g:mL:mL为 0.6：5：30~ 2：17.5：17.5。
3.根据权利要求1所述的多孔钛酸钡颗粒球的固相制备方法，其特征在于：步骤（1）所述热反应温度160～260℃，热反应维持2～24 h。
4.根据权利要求1所述的多孔钛酸钡颗粒球的固相制备方法，其特征在于：步骤（3）粒径各异的三种混合珠质量比为Φ0.3mm：Φ0.6mm：Φ0.9mm=2:5:3。
5.根据权利要求1所述的多孔钛酸钡颗粒球的固相制备方法，其特征在于：步骤（3）中碳酸钡粉碎时间1～24 h。
6.根据权利要求1所述的多孔钛酸钡颗粒球的固相制备方法，其特征在于：步骤（4）中分散溶剂为水或乙醇。
CN201610637146.6A 2016-08-07 2016-08-07 多孔钛酸钡微纳颗粒球的固相制备方法 Active CN106315667B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610637146.6A CN106315667B (zh) 2016-08-07 2016-08-07 多孔钛酸钡微纳颗粒球的固相制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610637146.6A CN106315667B (zh) 2016-08-07 2016-08-07 多孔钛酸钡微纳颗粒球的固相制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106315667A true CN106315667A (zh) 2017-01-11
CN106315667B CN106315667B (zh) 2018-08-14

Family

ID=57739657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610637146.6A Active CN106315667B (zh) 2016-08-07 2016-08-07 多孔钛酸钡微纳颗粒球的固相制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106315667B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05178617A (ja) * 1991-12-28 1993-07-20 Naigai Ceramics Kk チタン酸塩からなる球形微粉末の製造方法及びそれにより得られた球形微粉末
CN101044092A (zh) * 2004-09-14 2007-09-26 多诺克斯颜料股份有限公司 微粒碱土钛酸盐及其使用氧化钛颗粒的制备方法
CN102050485A (zh) * 2010-12-29 2011-05-11 中南大学 一种高密度球形钛酸钡粉体颗粒的制备方法
CN103626223A (zh) * 2013-10-31 2014-03-12 仙桃市中星电子材料有限公司 一种钛酸钡生产工艺
CN104815616A (zh) * 2015-05-05 2015-08-05 河海大学 一种分层磺化石墨烯/二氧化钛复合材料的制备方法及其在污水处理领域的应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05178617A (ja) * 1991-12-28 1993-07-20 Naigai Ceramics Kk チタン酸塩からなる球形微粉末の製造方法及びそれにより得られた球形微粉末
CN101044092A (zh) * 2004-09-14 2007-09-26 多诺克斯颜料股份有限公司 微粒碱土钛酸盐及其使用氧化钛颗粒的制备方法
CN102050485A (zh) * 2010-12-29 2011-05-11 中南大学 一种高密度球形钛酸钡粉体颗粒的制备方法
CN103626223A (zh) * 2013-10-31 2014-03-12 仙桃市中星电子材料有限公司 一种钛酸钡生产工艺
CN104815616A (zh) * 2015-05-05 2015-08-05 河海大学 一种分层磺化石墨烯/二氧化钛复合材料的制备方法及其在污水处理领域的应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN106315667B (zh) 2018-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Awati et al. Photocatalytic decomposition of methylene blue using nanocrystalline anatase titania prepared by ultrasonic technique
Hu et al. Sol–gel and ultrafine particle formation via dielectric tuning of inorganic salt–alcohol–water solutions
Guo et al. Microwave hydrothermal synthesis of barium titanate powders
CN101804968B (zh) 一种纳米级氧化物粉体的直接合成法
CN107151029B (zh) 一种四方相钛酸钡粉体的溶胶-水热法制备工艺
CN102101693A (zh) 双功能微纳米分级结构的氧化锌粉体的制备方法及其应用
CN101215001B (zh) 一种金红石型二氧化钛微球的制备方法
CN103523824B (zh) 一种光催化用纳米片状铁电材料的制备方法
CN106975489A (zh) 一种氧化镍原位包覆石墨烯纳米复合材料的制备方法
CN102452684B (zh) 自调控溶剂热一步合成单分散钛酸钡纳米晶的方法
CN105060351A (zh) 一种由纳米颗粒组成的花状四氧化三钴材料及其制备方法
CN114392734A (zh) 一种氧化钨复合材料及其制备方法和应用
CN106241859B (zh) 多孔钛酸钙微纳颗粒球的固相制备方法
CN101164889B (zh) 一种具有核壳结构的纳米氧化铈及其制备方法
Kumar et al. Characterization, sintering and dielectric properties of nanocrystalline zinc oxide prepared by a citric acid-based combustion route
CN1239395C (zh) 纳米氧化锌材料的制备方法
CN106315667A (zh) 多孔钛酸钡微纳颗粒球的固相制备方法
CN101215000A (zh) 一种二氧化钛空心微球的制备方法
Yang et al. Liquid–solid–solution synthesis of ultrafine Gd2Zr2O7 nanoparticles with yield enhancement
CN1321942C (zh) 制备抗烧结金属氧化物纳米晶的方法
Ajay Kumar et al. Mesoporous TiO 2 and copper-modified TiO 2 nanoparticles: A case study
CN1108860C (zh) 一种膜分散制备超细颗粒的方法
CN105967228B (zh) 一种分级多孔钛酸钡亚微米级颗粒球的制备方法
CN109201104A (zh) 一种纳米银修饰的氮化碳微球及其制备方法
Mouzon et al. Alternative method to precipitation techniques for synthesizing yttrium oxide nanopowder

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant