CN117185804A - 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
CN117185804A
CN117185804A CN202311158888.7A CN202311158888A CN117185804A CN 117185804 A CN117185804 A CN 117185804A CN 202311158888 A CN202311158888 A CN 202311158888A CN 117185804 A CN117185804 A CN 117185804A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
reaction kettle
titanium tetrachloride
barium titanate
reaction
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
CN202311158888.7A
Other languages
English (en)
Inventor
黄森虹
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.)
Chengdu Advanced Metal Materials Industry Technology Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Chengdu Advanced Metal Materials Industry Technology Research Institute Co Ltd
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 Chengdu Advanced Metal Materials Industry Technology Research Institute Co Ltd filed Critical Chengdu Advanced Metal Materials Industry Technology Research Institute Co Ltd
Priority to CN202311158888.7A priority Critical patent/CN117185804A/zh
Publication of CN117185804A publication Critical patent/CN117185804A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种纳米钛酸钡的制备方法,包括:在反应釜中加入去离子水,启动搅拌装置,加入氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为13.0‑14.0,加入分散剂,加热溶液;在反应釜内通入氮气进行吹扫,再充入氮气至一定压力;将氯化钡溶液、四氯化钛溶液和氢氧化钠溶液并流加入反应釜中,控制反应体系的pH为13.0‑14.0,熟化;将反应后物料从反应釜中放出,抽滤洗涤,滤饼烘干和焙烧后即得纳米钛酸钡。本发明通过在反应体系中引入分散剂,利用并流方式匀速加入反应物,并使反应在氮气加压和高速搅拌下进行,减少了反应和焙烧过程中颗粒的团聚及杂质的生成,可制备出纯度高、颗粒小、分散性好的纳米钛酸钡。

Description

一种纳米钛酸钡的制备方法
技术领域
本发明属于纳米无机材料制备技术领域,具体涉及一种纳米钛酸钡的制备方法。
背景技术
钛酸钡是一种电子陶瓷工业领域的重要基础材料,因其具有高介电常数和低介电损耗,压电、铁电、耐压及绝缘性能优良等特性,被广泛应用于制作多层陶瓷电容器、热敏电阻、压电陶瓷等元器件,而这些元器件在通信、IT、数字家电、汽车电子、国防等领域至关重要。理想的陶瓷粉末原料要求高纯度、颗粒细且处于分散状态。常规的制备钛酸钡的方法包括固相合成法、水热合成法、共沉淀法、溶胶凝胶法等。固相合成法以二氧化钛和碳酸钡为原料,混合后在1400-1500℃高温煅烧,制备的钛酸钡化学成分不均匀,颗粒较大,易产生或混入杂质。水热合成法以偏钛酸和氢氧化钡为原料,控制pH为碱性,在高压的水热环境中反应生成钛酸钡,制备出的纳米钛酸钡存在较多结晶缺陷,陶瓷致密度低、容易残留微孔洞,介电性能不佳、介电损耗过大。共沉淀法和溶胶凝胶法均是先制备出前驱体,如氢氧化物、草酸盐等,然后在高温下煅烧生成钛酸钡,反应条件不易控制,纳米颗粒易团聚和烧结。
综上所述,常规方法制备的钛酸钡产品都存在颗粒严重团聚,不易分散的问题,会大大减弱钛酸钡的介电性能。
发明内容
针对上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种纳米钛酸钡的制备方法,该方法能够制备纯度高、颗粒小、分散性好的纳米钛酸钡。
为了实现上述发明目的,本发明提供了一种纳米钛酸钡的制备方法,所述方法包括如下步骤:
①在反应釜中加入去离子水,启动搅拌装置,加入氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为13.0-14.0,加入分散剂,加热溶液;
②在反应釜内通入氮气进行吹扫,再充入氮气至一定压力;
③将0.2-1.0mol/L的氯化钡溶液、0.2-1.0mol/L的四氯化钛溶液和氢氧化钠溶液并流加入反应釜中,控制反应体系的pH为13.0-14.0,熟化;
④将上述反应后物料从反应釜中放出,抽滤洗涤,滤饼烘干和焙烧后制得纳米钛酸钡。
上述技术方案中,所述反应釜为可密闭充氮气的装置,且配置高速搅拌、加热和在线pH检测功能。
进一步的,所述分散剂为单异丙醇胺、聚羧酸钠、聚丙烯酸铵、P123、脂肪醇聚氧乙烯醚、蔗糖脂肪酸酯、硬脂酰乳酸钠、十二烷基硫酸钠中的至少一种,分散剂的加入量为步骤③中所述四氯化钛溶液所含四氯化钛质量的5.0%-10%。
进一步的,步骤③中氢氧化钠溶液与四氯化钛溶液的摩尔浓度比为(4-8):1。
进一步的,步骤①和步骤③中控制搅拌装置的搅拌转速为1000-2000r/min,步骤①中需将溶液加热到90-120℃并保持;步骤②中充入氮气至反应釜内压力为0.2-1.0MPa。
进一步的,步骤③中中并流加入氯化钡溶液、四氯化钛溶液和氢氧化钠溶液的时间为60-120min,所述氯化钡溶液与四氯化钛溶液的Ba/Ti摩尔比为(1.0-1.1):1,熟化过程为保温熟化60-120min。
进一步的,步骤④所述洗涤过程的去离子水用量为步骤③中所述四氯化钛溶液所含四氯化钛质量的30-50倍。
进一步的,步骤④中烘干过程为70-100℃干燥16-24h;焙烧过程为700-900℃富氧焙烧1-3h,升温速率为5-10℃/min,焙烧前需将干燥后的物料研磨60-90min。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
本发明通过在反应体系中引入分散剂,利用并流方式匀速加入反应物,并使反应在氮气加压和高速搅拌下进行,减少了反应和焙烧过程中颗粒的团聚及杂质的生成,可制备出纯度高、颗粒小、分散性好的纳米钛酸钡。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明,但不以任何方式限制本发明。为免赘述,以下实施例中原材料若无特别说明则均为市售产品,所用方法若无特别说明则均为常规方法。
实施例1
一种纳米钛酸钡的制备方法,具体步骤为:
在反应釜中加入200mL去离子水,启动搅拌装置,设置转速为1000r/min,加入0.8mol/L氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为13.0-14.0,加入0.38g P123分散剂,加热并保持溶液温度为90℃;在反应釜内通入氮气进行吹扫,再充入氮气至反应釜内压力为0.2MPa;60min将200mL摩尔浓度为0.2mol/L的氯化钡溶液、200mL摩尔浓度为0.2mol/L的四氯化钛溶液和0.8mol/L的氢氧化钠溶液并流加入反应釜中,控制反应体系的pH=13.0-14.0,熟化120min;将反应后物料从反应釜中放出,抽滤并用230mL去离子水洗涤;将滤饼在70℃下干燥24h,研磨60min;将研磨后物料在700℃下富氧焙烧3h,升温速率为10℃/min,制得纳米钛酸钡。上述实施例1制得的纳米钛酸钡进行SEM及化学分析,结果如表1所示。
实施例2
一种纳米钛酸钡的制备方法,具体步骤为:
在反应釜中加入200mL去离子水,启动搅拌装置,设置转速为1500r/min,加入3.0mol/L氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为13.0-14.0,加入1.3g脂肪醇聚氧乙烯醚分散剂,加热并保持溶液温度为100℃;在反应釜内通入氮气进行吹扫,再充入氮气至反应釜内压力为0.6MPa;90min将210mL摩尔浓度为0.5mol/L的氯化钡溶液、200mL摩尔浓度为0.5mol/L的四氯化钛溶液和3.0mol/L的氢氧化钠溶液并流加入反应釜中,控制反应体系的pH=13.0-14.0,熟化90min;将反应后物料从反应釜中放出,抽滤并用760mL去离子水洗涤;将滤饼在90℃下干燥19h,研磨70min;将研磨后物料在800℃下富氧焙烧2h,升温速率为8℃/min,制得纳米钛酸钡。上述实施例2制得的纳米钛酸钡进行SEM及化学分析,结果如表1所示。
实施例3
一种纳米钛酸钡的制备方法,具体步骤为:
在反应釜中加入200mL去离子水,启动搅拌装置,设置转速为2000r/min,加入8.0mol/L氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为13.0-14.0,加入1.5g单异丙醇胺和2.0g蔗糖脂肪酸酯分散剂,加热并保持溶液温度为120℃;在反应釜内通入氮气进行吹扫,再充入氮气至反应釜内压力为1.0MPa;120min将220mL摩尔浓度为1.0mol/L的氯化钡溶液、200mL摩尔浓度为1.0mol/L的四氯化钛溶液和8.0mol/L的氢氧化钠溶液并流加入反应釜中,控制反应体系的pH=13.0-14.0,熟化60min;将反应后物料从反应釜中放出,抽滤并用1800mL去离子水洗涤;将滤饼在100℃下干燥16h,研磨90min;将研磨后物料在900℃下富氧焙烧1h,升温速率为5℃/min,制得纳米钛酸钡。上述实施例3制得的纳米钛酸钡进行SEM及化学分析,结果如表1所示。
表1实施例制得的纳米钛酸钡的SEM及化学分析结果
由表1可知,通过本发明提供的纳米钛酸钡制备方法制得的纳米钛酸钡的粒径在95-105nm之间,钛酸钡含量大于98.5%,Ba/Ti摩尔比在0.995-1.005之间,满足GB/T36595-2018要求。
因此,本发明通过在反应体系中引入分散剂,利用并流方式匀速加入反应物,并使反应在氮气加压和高速搅拌下进行,减少了反应和焙烧过程中颗粒的团聚及杂质的生成,可制备出纯度高、颗粒小、分散性好的纳米钛酸钡。
对于任何熟悉本领域的技术人员而言,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均应仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种纳米钛酸钡的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
①在反应釜中加入去离子水,启动搅拌装置,加入氢氧化钠溶液调节溶液的pH值为13.0-14.0,加入分散剂,加热溶液;
②在所述反应釜内通入氮气进行吹扫,再充入氮气至一定压力;
③将0.2-1.0mol/L的氯化钡溶液、0.2-1.0mol/L的四氯化钛溶液和氢氧化钠溶液并流加入所述反应釜中,控制反应体系的pH为13.0-14.0,熟化;
④将上述反应后物料从反应釜中放出,抽滤洗涤,滤饼烘干和焙烧后制得纳米钛酸钡。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述反应釜为可密闭充氮气的装置,且配置高速搅拌、加热和在线pH检测功能。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述分散剂为单异丙醇胺、聚羧酸钠、聚丙烯酸铵、P123、脂肪醇聚氧乙烯醚、蔗糖脂肪酸酯、硬脂酰乳酸钠、十二烷基硫酸钠中的至少一种,所述分散剂的加入量为所述四氯化钛溶液所含四氯化钛质量的5.0%-10%。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤③所述氢氧化钠溶液与所述四氯化钛溶液的摩尔浓度比为(4-8):1。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤①和步骤③中控制搅拌装置的搅拌转速为1000-2000r/min,步骤①加热过程将溶液加热到90-120℃并保持。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤②所述充入氮气过程至反应釜内压力为0.2-1.0MPa。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤③所述并流加入氯化钡溶液、四氯化钛溶液和氢氧化钠溶液的时间为60-120min,所述氯化钡溶液与四氯化钛溶液的Ba/Ti摩尔比为(1.0-1.1):1,所述熟化过程为保温熟化60-120min。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤④所述洗涤过程的去离子水用量为所述四氯化钛溶液所含四氯化钛质量的30-50倍。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤④所述烘干过程为70-100℃干燥16-24h;所述焙烧过程为700-900℃富氧焙烧1-3h,升温速率为5-10℃/min,焙烧前将干燥后的物料研磨60-90min。
CN202311158888.7A 2023-09-08 2023-09-08 一种纳米钛酸钡的制备方法 Pending CN117185804A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311158888.7A CN117185804A (zh) 2023-09-08 2023-09-08 一种纳米钛酸钡的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311158888.7A CN117185804A (zh) 2023-09-08 2023-09-08 一种纳米钛酸钡的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117185804A true CN117185804A (zh) 2023-12-08

Family

ID=88990081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311158888.7A Pending CN117185804A (zh) 2023-09-08 2023-09-08 一种纳米钛酸钡的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117185804A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101633520A (zh) 钛酸钡纳米粉的制备方法
CN112266244A (zh) 一种高烧结活性氧化锆粉体的制备方法
CN111533553A (zh) 纳米晶钛酸钡陶瓷及其制备方法
CN113955783A (zh) 一种控制氢氧化铝水热产物颗粒尺寸的方法
CN113200567A (zh) 一种高烧结活性氧化锆粉体及其制备方法
KR102590443B1 (ko) 나노 티탄산바륨 미세 결정 및 그 제조 방법과 티탄산바륨 파우더 및 그 제조 방법
CN109721096B (zh) 一种制备高纯钛酸钡的装置及方法
CN113511673A (zh) 一种高轴率、高分散钛酸钡粉体的制备方法
CN111777097A (zh) 一种高纯钛酸镨的制备方法
CN117185804A (zh) 一种纳米钛酸钡的制备方法
CN115536377B (zh) 一种黑滑石矿质微波介质陶瓷材料及其制备方法
CN108689429B (zh) 一种低温固相合成钛酸盐粉体的方法
WO2024027085A1 (zh) 一种固相包覆法制备磷酸锰铁锂的方法
CN113955796B (zh) 一种驰豫铁电单晶生长用原料的制备方法
JPH06305726A (ja) 希土類元素酸化物粉末の製造方法
CN117209268A (zh) 电子陶瓷用纳米钛酸钡的制备方法
CN115196970A (zh) 一种高流动性AlON球形粉体的制备方法
WO2013018742A1 (ja) アルカリ土類金属炭酸塩の製造方法、チタン酸バリウムおよびチタン酸ストロンチウム
CN116217224B (zh) 一种纳米BaTi1-xSnxO3粉体的制备方法
CN113998732A (zh) 一种钛酸钡纳米粉体的制备方法
CN113526536A (zh) 一种高比表面积氢氧化钙的合成方法
CN108706626A (zh) 一种SrTiO3纳米材料的制备方法
CN115477324B (zh) 一种四方相纳米钛酸钡的制备方法
CN112661184A (zh) 一种取向性板状[001]-Bi0.5K0.5TiO3介观材料及其制备方法
CN101525151A (zh) 高纯电子级钛酸锶的生产工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination