水热法制备Ba6-3xNd8+2xTi18O54微波介质陶瓷

合集下载

Ba6-3xNd8+2xTi18O54晶体结构与微波介电性能的研究

维普资讯
第３卷第１０期
２００８年２月
压
电
与
声
光
Ｖｏ．ＯＮｏ１１３．
Ｆｅ２０ｂ．０８
ＰＥＺＩ０ＥＬＥＣＣＴＲＩＳ＆ＡＣＯＵＳＴＥＣＴ０ＯＰＣＳＴＩ
文章编号：０，２７（０８００１０１０ —４４２０）１０７ —４１
３ｅｔｒｏａｙｉ、ＣｎｅｆＡｎｌｓｓ＆ＭｅｓｒｍｅｔｎＸｉｉＺｅｉｇＵｎｖｒｉ，Ｈａｇｈｕ３０２，ｈｎ）ａｕｅｎｘ，ｈｊｎｉｅｓｔｉａｙｎｚｏ０８Ｃｉａ１Ａｂｔａｔｅｆｃｌ－ｉｔｒｄＢａ８２ＴｉＯ５（ｓｒｃ：Ｐｒｅｔｙｓｎｅｅ６Ｎｄ十１４ＢＮＴ）ｍｉｒｗａｅｄｅｅｔｉｅａｃｓｆｂｉａｅｔａｏ３８ｃｏｖｉｌｃｒｃｃｒｍｉｓｗａａｒｃｔｄｗｉｎｎｈＮｄｔｌｗｅｅｅａｕｅｂｒｄｔｎｌｔｏ．ＴｈａｔｃａａｔｒｆＮＴｅａｃｐｗｄｒｒｅｅｍｉｅ２Ｏ３ａｏｒｔｍｐｒｔｒｙｔａｉｏａｍｅｈｄｉｅｌｔｉｅｐｒｍｅｅｓｏＢｃｒｍｉｏｅｓｗｅｅｄｔｒｎｄｂｔｏｆＸｒｙｄｆｒｃｉｎｉｒｉａｙｔｍｐｒｔｒ，ａｄｉｒｈｒｏｉａｔｃｙｅ（ｐｃｒｕａ）ｗａｙｍｅｈｄｏ－ａｉｆａｔｏｄｎｒｅｅａｕｅｎｔｏｔｏｈｍｂｃｌｔｉｅｔｐｓａｅｇｏｐＰｂｍｏｎｓｓ

一种利用水热法制备MnNbO微波介质陶瓷粉体的方法[发明专利]

(10)申请公布号 CN 101921111 A(43)申请公布日 2010.12.22C N 101921111 A*CN101921111A*(21)申请号 201010224241.6(22)申请日 2010.07.12C04B 35/495(2006.01)C04B 35/626(2006.01)(71)申请人陕西科技大学地址710021 陕西省西安市未央区大学园1号(72)发明人蒲永平庄永勇许宁陈凯吴海东王博(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司 61200代理人汪人和(54)发明名称一种利用水热法制备MnNb 2O 6微波介质陶瓷粉体的方法(57)摘要本发明提供了一种利用水热法制备MnNb 2O 6微波介质陶瓷粉体的方法，以锰盐溶液和氧化铌凝胶为前驱物，以氨水为矿化剂在密闭容器中于高温高压下反应一定时间制得。

本发明的制备方法为：A.制备氧化铌凝胶；B.配置锰盐溶液；C.前驱物混合均匀；D.高温高压反应：按比例将氧化铌凝胶、锰盐溶液置于磁力搅拌器中搅拌均匀然后，按照一定的填充比(前驱物溶液占反应釜的体积分数为65％～85％)置于高压反应釜中于170～250℃下反应48～240h 制得。

由本发明方法合成的MnNb 2O 6粉体，晶粒尺寸小、粒度分布均匀、团聚较轻、降耗节能，且纯度高。

(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页说明书 5 页附图 1 页CN 101921111 A 1/1页1.一种利用水热法制备MnNb 2O 6微波介质陶瓷粉体的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：将0.0005-0.002mol 的五氧化二铌粉体与30-40ml 的氟化氢溶液混合后，移入电热鼓风干燥箱内，在80-100℃水浴加热2-30小时，直至五氧化二铌粉体完全溶解，接着，调节PH 为接近中性，再接着，向上述溶液中滴加质量浓度为25-28％的氨水，随着氨水的加入，溶液中逐渐出现絮状沉淀物，当絮状沉淀物不再增加时停止加入氨水，上述絮状沉淀物即氧化铌凝胶；步骤二：将步骤一得到的氧化铌凝胶与锰盐溶液混合后，在磁力搅拌机上充分搅拌均匀，隋虎移入有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，再将该反应釜放入烘箱内保温48-240小时，接着，取出反应釜冷却至室温，再将反应釜内的物料取出用无离子水冲洗直至PH 为7，最后，干燥后即得MnNb 2O 6微波介质陶瓷粉体。

微波—水热法合成纳米钛酸钡原料

微波—水热法合成纳米钛酸钡原料陈舰;杨浩南【摘要】结合水热法和微波加热的优点,设计了三因素三水平的正交试验方案,采用微波—水热法合成纳米钛酸钡(BaTiO3)原料.用X射线衍射仪(XRD)、激光粒度分析仪、扫描电子显微镜(SEM)对合成的BaTiO3原料进行检测和表征,用直观分析法处理结果,得出BaTiO3纳米原料的最佳合成工艺:反应温度70℃,反应时间30 min,反应物浓度0.2 mol/L.【期刊名称】《五邑大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(027)001【总页数】6页(P69-74)【关键词】微波—水热法;纳米BaTiO3原料;激光粒度分析【作者】陈舰;杨浩南【作者单位】东莞理工学院化学与环境工程学院,广东东莞 523808;东莞理工学院化学与环境工程学院,广东东莞 523808【正文语种】中文【中图分类】O611.4钛酸钡（BaTiO3），又称偏钛酸钡，是一种具有良好铁电性和很强介电性的精细化工产品. BaTiO3原料作为电子工业和特种陶瓷等高新技术的重要基础原料，主要应用于多层陶瓷电容器（MLCC）、电子计算机的记忆元件、晶界陶瓷电容器、正温度系数热敏陶瓷（PSTR）、半导体陶瓷等. 电子产品的快速增长，使得对具有更小粒径、更高纯度、形貌均匀的BaTiO3原料的需求量越来越大.目前BaTiO3原料的合成方法主要有固相烧结法、化学沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法、水热合成法等. 与传统合成法相比，微波—水热法在很多方面表现出了优势，如瞬间使物体整体温度达到结晶化温度，沉淀凝胶快速溶解均匀成核并迅速达到饱和，结晶化时间缩短[1]. 微波—水热法合成BaTiO3的影响因素有：溶液pH值[2]、反应时间[3]、钡钛比例[4]、反应温度[5]、分散剂[5]等，但最佳工艺参数还在探索中. 本文选用钛酸丁酯和硝酸钡Ba(NO3)2为原料，NaOH为矿化剂，设计三因素三水平的正交试验方案，寻找用微波—水热法制备BaTiO3原料的最佳工艺条件.：化学纯，天津市光复精细化工研究所；Ba(NO3)2：分析纯，天津市福晨化学试剂厂；NaOH：分析纯，汕头市西陇化工厂有限公司；无水乙醇：分析纯，天津市大茂化学试剂厂；冰醋酸：分析纯，天津市大茂化学试剂厂.微波固相合成仪：T640，莱伯泰科有限公司；恒温磁力搅拌器：81-2，上海司乐仪器厂；电子天平：FA2004，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；电热鼓风恒温干燥箱：101-1A，上海讯能电热设备有限公司；X射线衍射仪：UItima IV，日本理学株式会社；激光粒度分析仪：RISE-2008，济南润之科技有限公司；扫描电子显微镜：JSM-7600F，日本电子株式会社.1.2 实验操作1）将Ba(NO3)2溶于蒸馏水，配制成0.3 mol/L的Ba(NO3)2溶液；将溶于无水乙醇，配制成0.3 mol/L的溶液；将NaOH溶于蒸馏水，配制成2 mol/L的溶液.2）取100 mLNaOH溶液加热至80℃，冷却至室温，在恒温磁力搅拌下，逐滴加入100 mL 溶液，最后加入100 mL Ba(NO3)2溶液. 混合均匀后，用pH试纸检测pH值（＞13）. 将乳白液倒入反应釜中，设置好反应时间和反应温度，在微波固相合成仪中反应.3）反应结束后，将反应液抽滤，再依次用稀醋酸酸洗、水洗、醇洗. 所得固体用烘箱在85℃下烘6 h，得到白色原料.4）分别控制反应物Ba(NO3)2和浓度为0.2 mol/L、0.3 mol/L、0.4 mol/L，反应温度为70℃、85℃、90℃，反应时间为10 min、30 min、40 min，重复上述三步骤，制备9种条件下的9个产物并编号.5）X射线衍射仪实验条件：Cu靶，工作电压40 kV，工作电流40 mA.2 结果与分析控制钡钛物质的量之比为1:1，溶液pH≥13，干燥时间和干燥温度（85℃）一定，做9组实验，用X射线衍射仪对合成原料进行晶相检测，用激光粒度分析仪测量粉体颗粒的粒度，用扫描电子显微镜扫描合成BaTiO3原料的表面形貌，用直观分析法对样品进行分析，找出最佳工艺参数.2.1 实验正交方案综合郭立童[3]、赵艳敏[5]等人的文献，本文选择反应温度、反应时间、反应物浓度作为正交试验方案的三个因素，具体见表1.表1 试验因素水平因素反应温度/℃反应时间/min反应物浓度/（） 170100.2 285300.3 390400.42.2 9个产物样品的晶面间距XRD是鉴定物质晶像、研究晶体结构快速有效的方法. 从9个样品的XRD谱图可以看出：1）9个样品的XRD图谱与标准卡片PDF Card NO:00-031-0174立方相BaTiO3相比，其衍射角及相对应的衍射强度基本一致，由此可以确定合成的原料主晶相为立方相BaTiO3. 2）9个样品的谱图基准线都比较粗糙，除2号样外，其他谱图还出现了明显的杂峰，这表明2号样品的结晶纯度最高、杂质含量最少. BaTiO3原料烧结后活性更高，其介电性能和压电性能也大大提高. 晶面间距是衡量BaTiO3原料是否合格的重要指标，晶面间距小符合BaTiO3原料高纯细的追求. 晶面间距越小，说明BaTiO3晶体分布越窄. 通过XRD谱图生成的报告可以得到9个合成样品晶体（110）面的晶面间距，见表2.表2 样品的晶面间距样品编号反应条件晶面间距/ang 反应温度/℃反应时间/min 反应物浓度/（） 11（70）1（10）2（0.3）3.69 21（70）2（30）1（0.2）2.85 31（70）3（40）3（0.4）2.33 42（85）1（10）3（0.4）3.71 52（85）2（30）2（0.3）3.69 62（85）3（40）1（0.2）3.69 73（90）1（10）1（0.2）2.87 83（90）2（30）3（0.4）2.34 93（90）3（40）2（0.3）2.85从表3反应条件的极差R值可以看出，对晶面间距而言，反应温度的极差最大，其次是反应物浓度，最次是反应时间. 所以，微波—水热法合成BaTiO3原料的最佳工艺条件：反应温度70 ℃，反应时间30 min，反应物浓度0.2 mol/L.表3 极差分析极差晶面间距反应温度反应时间反应物浓度 K108.8710.2709.41K211.0909.3910.23 K308.0608.8708.38 R102.9603.4203.14R204.0003.1303.41 R302.6902.9602.79 极差01.3100.4600.622.3 最佳工艺产品的检验2.3.1 粒度本文采用激光粒度分析仪测量微波—水热法在最佳工艺条件下合成原料的粉体颗粒粒度（图1），并与市售标准品的粉体颗粒粒度（图2）对比.图1 最佳工艺合成粉体的粒度分布图图2 市售标准品粒度分布图从图1和图2可以看出：1）微波—水热法最佳工艺条件下合成的BaTiO3粉体平均颗粒粒度为0.967 μm，比市售标准品的平均颗粒粒度（2.337 μm）小2.4倍左右. 2）微波—水热法最佳工艺条件下合成的BaTiO3粉体的粒径分布比市售标准品的分布宽，说明合成的样品拥有更细的粒径，但是粒径大小分布的均匀性还有待提高.2.3.2 表面形貌和晶体尺寸SEM常用来观察样品表面形貌（断口等），本文采用SEM来测试最佳工艺条件下合成粉体的表面形貌和晶体尺寸，并与其他条件下的2个样品作对比，具体见图3、4、5.图3的晶体为梭子形，原料的平均粒径在0.74 μm左右，形貌模糊，图形不规则，结晶纯度低. 图4的晶体中出现大圆球，有明显的团聚现象，表明原料质量较差.图5的晶体形状为球形，颗粒分布均匀，没有团聚现象，晶体直径平均在50 nm，其表面形貌和晶体尺寸比较理想.图3 反应温度70℃，反应时间10 min，反应物浓度0.3 mol/L的SEM图图4 反应温度70℃，反应时间40 min，反应物浓度0.4 mol/L的SEM图图5 最佳工艺粉体的SEM图2.4 讨论相比传统工艺，微波—水热法显示出了明显的优势，具体见表4.表4 不同工艺的粒径比较工艺反应温度/℃反应时间/min粒径/nm 本文的微波—水热法07003050左右罗昆鹏[2]的微波水热法07001060～100 赵艳敏[6]等人的传统水热法24048060～100 全学军[7]等人的草酸络合物沉淀法800060540 续京[8]等人的化学沉淀法080060803 结论本实验采用微波—水热法合成纳米BaTiO3原料的最佳工艺参数为：反应温度70 ℃，反应时间30 min，反应物浓度0.2 mol/L. 相比于传统工艺，微波—水热法更具优势，如加热速度快、反应温度低、反应时间短、反应条件更容易达到，合成产物的粒径更细、分散性好、表面形貌更均匀.参考文献[责任编辑：熊玉涛]Nano-BaTiO3 Raw Materials Synthesized by Microwave-hydrothermal MethodCHEN Jian, YANG Hao-nan(College of Chemistry and Environmental Engineering, Dongguan University of Technology,Dongguan 523808, China)Abstract: With the advantages of the hydrothermal method and microwave heating method, Barium Titanium Oxide (BaTiO3) raw materials are synthesized by using microwave-hydrothermal method. Threefactors with three levelsare considered in the experiment, thesyntheticpowders are tested and characterized via usingX-raydiffraction(XRD), laser particle size analysis instrument and scanning electronmicroscopy (SEM). Intuitiveanalysis is adopted to detect the experiment results, theoptimal parameters for Barium Titanium Oxide (BaTiO3) raw materials synthesizing is concluded：reaction temperature is 70 ℃，reaction time is 30 min, reactant concentration is 0.2 mol/L.Key words: microwave-hydrothermal method; nano-BaTiO3 raw materials; laser particle size analysis文章编号：1006-7302（2013）01-0069-06中图分类号：O611.4文献标志码：A收稿日期：2012-11-05作者简介：陈舰（1955—），男，四川自贡人，副教授，主要从事无机非金属材料的研究.微波固相合成仪：T640，莱伯泰科有限公司；恒温磁力搅拌器：81-2，上海司乐仪器厂；电子天平：FA2004，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；电热鼓风恒温干燥箱：101-1A，上海讯能电热设备有限公司；X射线衍射仪：UItima IV，日本理学株式会社；激光粒度分析仪：RISE-2008，济南润之科技有限公司；扫描电子显微镜：JSM-7600F，日本电子株式会社.1）将Ba(NO3)2溶于蒸馏水，配制成0.3 mol/L的Ba(NO3)2溶液；将溶于无水乙醇，配制成0.3 mol/L的溶液；将NaOH溶于蒸馏水，配制成2 mol/L的溶液.2）取100 mLNaOH溶液加热至80℃，冷却至室温，在恒温磁力搅拌下，逐滴加入100 mL 溶液，最后加入100 mL Ba(NO3)2溶液. 混合均匀后，用pH试纸检测pH值（＞13）. 将乳白液倒入反应釜中，设置好反应时间和反应温度，在微波固相合成仪中反应.3）反应结束后，将反应液抽滤，再依次用稀醋酸酸洗、水洗、醇洗. 所得固体用烘箱在85℃下烘6 h，得到白色原料.4）分别控制反应物Ba(NO3)2和浓度为0.2 mol/L、0.3 mol/L、0.4 mol/L，反应温度为70℃、85℃、90℃，反应时间为10 min、30 min、40 min，重复上述三步骤，制备9种条件下的9个产物并编号.5）X射线衍射仪实验条件：Cu靶，工作电压40 kV，工作电流40 mA.控制钡钛物质的量之比为1:1，溶液pH≥13，干燥时间和干燥温度（85℃）一定，做9组实验，用X射线衍射仪对合成原料进行晶相检测，用激光粒度分析仪测量粉体颗粒的粒度，用扫描电子显微镜扫描合成BaTiO3原料的表面形貌，用直观分析法对样品进行分析，找出最佳工艺参数.综合郭立童[3]、赵艳敏[5]等人的文献，本文选择反应温度、反应时间、反应物浓度作为正交试验方案的三个因素，具体见表1.XRD是鉴定物质晶像、研究晶体结构快速有效的方法. 从9个样品的XRD谱图可以看出：1）9个样品的XRD图谱与标准卡片PDF Card NO:00-031-0174立方相BaTiO3相比，其衍射角及相对应的衍射强度基本一致，由此可以确定合成的原料主晶相为立方相BaTiO3. 2）9个样品的谱图基准线都比较粗糙，除2号样外，其他谱图还出现了明显的杂峰，这表明2号样品的结晶纯度最高、杂质含量最少. BaTiO3原料烧结后活性更高，其介电性能和压电性能也大大提高. 晶面间距是衡量BaTiO3原料是否合格的重要指标，晶面间距小符合BaTiO3原料高纯细的追求. 晶面间距越小，说明BaTiO3晶体分布越窄. 通过XRD谱图生成的报告可以得到9个合成样品晶体（110）面的晶面间距，见表2.从表3反应条件的极差R值可以看出，对晶面间距而言，反应温度的极差最大，其次是反应物浓度，最次是反应时间. 所以，微波—水热法合成BaTiO3原料的最佳工艺条件：反应温度70 ℃，反应时间30 min，反应物浓度0.2 mol/L.2.3.1 粒度本文采用激光粒度分析仪测量微波—水热法在最佳工艺条件下合成原料的粉体颗粒粒度（图1），并与市售标准品的粉体颗粒粒度（图2）对比.从图1和图2可以看出：1）微波—水热法最佳工艺条件下合成的BaTiO3粉体平均颗粒粒度为0.967 μm，比市售标准品的平均颗粒粒度（2.337 μm）小2.4倍左右. 2）微波—水热法最佳工艺条件下合成的BaTiO3粉体的粒径分布比市售标准品的分布宽，说明合成的样品拥有更细的粒径，但是粒径大小分布的均匀性还有待提高.2.3.2 表面形貌和晶体尺寸SEM常用来观察样品表面形貌（断口等），本文采用SEM来测试最佳工艺条件下合成粉体的表面形貌和晶体尺寸，并与其他条件下的2个样品作对比，具体见图3、4、5.图3的晶体为梭子形，原料的平均粒径在0.74 μm左右，形貌模糊，图形不规则，结晶纯度低. 图4的晶体中出现大圆球，有明显的团聚现象，表明原料质量较差.图5的晶体形状为球形，颗粒分布均匀，没有团聚现象，晶体直径平均在50 nm，其表面形貌和晶体尺寸比较理想.相比传统工艺，微波—水热法显示出了明显的优势，具体见表4.本实验采用微波—水热法合成纳米BaTiO3原料的最佳工艺参数为：反应温度70 ℃，反应时间30 min，反应物浓度0.2 mol/L. 相比于传统工艺，微波—水热法更具优势，如加热速度快、反应温度低、反应时间短、反应条件更容易达到，合成产物的粒径更细、分散性好、表面形貌更均匀.【相关文献】[1] 马麦霞，张光霞. 微波水热合成Mn掺杂BaTiO3纳米原料[J]. 硅酸盐通报，2010, 29(1): 108.[2] 罗昆鹏，微波水热合成钛酸钡纳米原料[D]. 西安：西安科技大学，2009: 17-44.[3] 郭立童，罗宏杰，郭立芝. 钛酸钡粉体的微波水热合成[J]. 中国陶瓷，2005, 41(1): 13.[4] 吴东辉，施新宇，张海军. 草酸盐共沉淀法制备钛酸钡粉体研究[J]. 压电与声光，2009, 31(2): 252.[5] 赵艳敏，冯绣丽，王公应. 超细钛酸钡粉体的水热合成[J]. 合成化学，2005, 13(3): 301-303.[6] 赵艳敏，王越，王公应. 纳米钛酸钡的水热合成进展[J]. 合成化学，2003(4): 300-306.[7] 全学军，李大成. 草酸络合物沉淀法制备超细钛酸钡粉的研究[J]. 四川大学学报，2001, 33(4):80-81.[8] 续京，张炎. 化学沉淀法制备纳米钛酸钡粉体[J]. 广西大学学报：自然科学版，2011(3): 445-449.。

水热法BTO功能陶瓷粉体材料制备技术研究进展

水热制备技术是指在密闭的压力容器中以水为溶剂利用相对较高的压力和温度下对在水溶液中通常难以溶解或者不溶的物质溶解通过釜内溶液温差对流以过饱和的状态实现原子分子级的微粒构筑和晶体生长而析出晶粒发育完整粒径小且分布均匀团聚程度低的一种液相制备纳米材料的化学反应技术方法512
Advances in Material Chemistry 材料化学前沿, 2018, 6(2), 44-50 Published Online April 2018 in Hans. /journal/amc https:///10.12677/amc.2018.62005
5. 水热法制备钛酸钡功能陶瓷粉体材料的优点[2]-[45]
1) 可获得通常条件下难以获得粒径为几个纳米至几十纳米的粉体； 2) 粉体粒度分布范围窄，团聚程度低、成分纯净、结晶发育完整，并具有良好的烧结活性； 3) 制备过程污染小避免杂质引入和结构缺陷，成本低，易于控制和重复； 4) 特别适合于 0 维、一维氧化物材料的制备、研究、开发，也可用来制备薄膜材料。
序号制备方法 1 固相法
主要工艺
等比例的二氧化钛与碳酸钡混合球磨，在高温下煅烧反应得到钛酸钡产品。
不足
优势
化学成份不均匀，工艺简单，设备可靠，
颗粒较大，技术成熟，设备投资小。
易产生或混入杂质。
备注
工业化，一般用于技术性能较低产品。
利用金属醇盐或无机盐为原料，反应条件不易控制，
2 溶胶凝胶法经过水解、缩合、排胶、
Open Access
1. 引言
BTO 是钛酸钡功能陶瓷粉体材料的简称，是制备薄层电容器原材料的重要组成部分。纳米钛酸钡功能陶瓷粉体材料是发现最早的一种性能优异的强介电和铁电材料，被广泛应用于制作热敏电阻器(PTCR)、多层陶瓷电容器(MLCC)、电光器件和 DRAM 等器件。其中 MLCC 行业是纳米钛酸钡功能陶瓷粉体材料应用最为广泛的下游产业。

一种微波水热合成铌酸钾钠无铅压电陶瓷粉体的方法[发明专利]

专利名称：一种微波水热合成铌酸钾钠无铅压电陶瓷粉体的方法
专利类型：发明专利
发明人：张梅,周媛,郭敏,于九利
申请号：CN200810238965.9
申请日：20081208
公开号：CN101475376A
公开日：
20090708
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于功能陶瓷材料领域，涉及一种微波水热合成铌酸钾钠无铅压电陶瓷粉体的方法，用于生产无铅压电陶瓷粉体，烧结KNaNbO基压电陶瓷。

其特征是以NaOH和KOH溶液，NbO 为反应物，采用微波水热技术合成KNaNbO(0＜x＜1＝陶瓷粉体，NaOH和KOH浓度为5－
11mol/L，相对于60ml NaOH和KOH溶液，NbO加入量为0.01－0.02摩尔，反应温度为110－180℃，保温时间为5－12小时。

本发明采用微波水热法合成铌酸钾钠无铅压电陶瓷粉体，合成温度低，粉体晶粒细小，均匀，直径约为几百个纳米左右，表面活性大，有利于后期陶瓷的烧结。

申请人：北京科技大学
地址：100083 北京市海淀区学院路30号
国籍：CN
更多信息请下载全文后查看。

微波水热法制备纳米TiO2的研究进展

微波水热法制备纳米TiO2的研究进展作者：陈智琴曾卫军李文魁周泽华来源：《中小企业管理与科技·下旬》2010年第02期摘要:二氧化钛具有稳定性好、光催化活性高和不产生二次污染等特点,有着十分广阔的应用前景。

在常规水热法基础上结合微波辐射发展得到的微波水热合成法具有加热速度快、加热均匀、无滞后效应等优点,是一种具有发展前景的制备方法。

利用微波水热法制备的二氧化钛粉体具有晶粒细小、粒径均匀、晶型发育完整、无团聚等优点。

本文综述了以不同钛盐为前驱体,采用微波水热法制备纳米二氧化钛的研究成果。

关键词:微波水热法纳米二氧化钛水热合成0 引言纳米TiO2具有比表面积大、表面活性高、光吸收性能好等独特的性能,已被广泛应用于精细陶瓷原料、催化剂、传感器、半导体、高档汽车面漆和化妆品等领域。

同时,纳米TiO2具有较强的氧化还原性及无毒、成本低等优点,被广泛用作光催化反应的催化剂。

因此,纳米TiO2已成为超细无机粉体材料合成的一个研究热点,也是各种氧化物中纳米制备技术最成熟的种类之一。

近年来,具有优异光催化特性的半导体纳米材料TiO2,由于其在污水处理、空气净化、涂料、光学器件等方面的应用前景受到人们的广泛关注。

1 纳米TiO2的制备方法由于纳米TiO2具有许多优异性能,其用途相当广泛,因而其制备受到了人们的广泛关注。

目前制备纳米TiO2的方法主要有两大类:物理法和化学法。

其中制备纳米TiO2的物理法主要包括溅射法、热蒸发法和激光蒸发法等,而制备纳米TiO2的化学方法主要有沉淀法、溶胶-凝胶法、W/O微乳液法、水热法等。

不同方法制备的纳米TiO2有不同的优缺点,其中水热法是应用最为广泛,也是最重要的一种方法。

水热法又称热液法,是指在密封的容器中以水为反应介质,在一定温度和水的自生压强下,原始混合物进行反应的一种湿化学合成方法。

与溶胶-凝胶法和共沉淀法相比,水热法最大优点是一般不需高温烧结即可直接得到结晶粉体,从而省去了研磨及由此带来的杂质,且一般具有结晶好、团聚少、纯度高、粒度分布窄以及多数情况下形貌可控等特点。

用水热法制备纳米陶瓷粉体技术

Hefei University题目：水热法制备纳米陶瓷粉体技术专业：11级粉体材料科学与工程（1）班姓名：施学富学号：1103011002二O一三年六月摘要：文章较为系统地概述了水热法制备纳米陶瓷粉体的技术方法、特点和研究进展。

认为水热法是一种极有应用前景的纳米陶瓷粉体的制备方法关键词：水热法，纳米，陶瓷粉体1 引言现代陶瓷材料的性能在一定程度上，是由其显微结构决定的，而显微结构的优劣却取决于制备工艺过程。

陶瓷的制备工艺过程主要由粉体制备、成型和烧结等三个主要环节组成。

其中，粉体制备是基础，若基础的粉体质量不高，不但烧结条件难以控制，也绝不可能制得显微结构均匀、致密度高、内部无缺陷、外部平整的瓷坯。

显微结构，尤其是陶瓷材料在烧结过程中形成的显微结构，在很大程度上由原料粉体的特性决定。

因此粉体性能的优劣，直接影响到成型和烧结的质量。

粉体的尺寸大小决定了作用于粉体上的单位体积的表面积，进而又决定了粉体的最终行为。

粉体达到纳米级时，可以生产出优于普通材料的纳米特异功能。

目前，制备纳米粉体的方法可分为三大类：物理方法、化学方法和物理化学综合法。

化学方法主要包括水解法、水热法、溶融法和溶胶一凝胶法等。

其中，用水热法制备纳米粉体技术越来越引起人们的关注⋯。

本文拟对近年来水热法制备纳米陶瓷粉体作一概要介绍。

2 水热法制备纳米陶瓷粉体的原理及特点2．1水热法概述水热法(hydrothermal preparation)是指密闭体系如高压釜中，以水为溶剂，在一定的温度和水的自生压力下，原始混合物进行反应的的一种合成方法。

由于在高温，高压水热条件下，能提供一个在常压条件下无法得到的特殊的物理化学环境，使前驱物在反应系统中得到充分的溶解，并达到一定的过饱和度，从而形成原子或分子生长基元，进行成核结晶生成粉体或纳米晶。

根据化学反应类型的不同，水热法制备粉体有如下几种方法：(1)水热氧化(Hydrothermal Oxidation)利用高温高压，水、水溶液等溶剂与金属或合金可直接反应生成新的化合物。

水热-固相法合成钛酸锌微波介质陶瓷

成粉体加入适量ＰＡ造粒，Ｖ压制成圆片，在不同的温
分散性好，纯度较高，颗粒均一，分布单一等［４１，优点广泛用于纳米级粉体的合成。
本文以四氯化钛和氯化锌为原料，采用水热条件
制备钛、锌的前驱体，进而预烧得到ＺＴＯ微波陶瓷ｎｉ３粉体。实验通过获得较细、活性较大的氧化物粉体，
定量的ＺＣ。ｎ１粉末并溶于适量度为８％的样品粒度随反应温度变０
收稿日：１４５２期２０）—７０
通讯联系人：喻佑华
《陶瓷学报）００年第３期｝１２
水
氨水
、
干燥
图２反应温度对样品粒度的影响
图３不同反应时间合成粉体的ＳＭ照片Ｅ
Ｆｉ．ｇ３ＳＥＭｈｔｇａｈｆｐｗｄｒｙｔｅｉｅｔｐｏｏｒｐｓｏｏｅｓｓｎｈｓｚｄｗｉｈ
图４１０ｃ水热合成粉体的ＸＲ曲线８ｏＤ
Ｆｇ．ｉ４ＸＲＤａｔｒｓｏｏｅｓｈｄｒｔｅｍａｌｐｔｅｎｐｗｄｒｙｏｈｒｌｆｙｓｎｈｓｚｄａ０（ｙｔｅｉｅｔ１￣８３
成功合成其单相粉末的研究也屡见报道，但用低温低压的水热条件合成ＺＴＯ单相粉末的报道还未ｎｉ３出现。与其他方法比较，水热法具有粉体结晶良好，
力搅拌器上搅拌均匀。然后，在搅拌的同时，逐滴加入氨水，直到沉淀完全，将混合液调节一定ｐＨ值（＝）ｐ８，Ｈ充分搅拌３ｍｎ将反应液转移到聚四氟乙烯０ｉ。内衬的不锈钢反应釜中，用去离子水作为反应介质，使反应釜的填充度保持在６～０５８％，紧固密封反应釜。将密封后的反应釜置于叵温烘箱中，在一定温度下保温８，ｈ待其自然冷却至室温，将所得沉淀抽滤，并用去离子水洗去杂质，直到检测没有氯离子为止，再用无水乙醇清洗；然后在１０Ｃ０ｏ烘箱中干燥１ｈ２。将所得粉体在一定温度下预烧合成得目标粉体，将合

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

Ｂ６８２Ｉ５粉体制备陶瓷，其烧结温度为１５ａ３＋８４Ｊｉ００℃，比传统固相法要低１０℃左右，陶瓷的介电常数）２０稍大于用固相法制备的陶瓷，品质因数
（）有较大的提高，谐振频率温度系数（）有所改善，当ｘ２３时，水热法制备的Ｂｄ＋Ｉ４瓷具有最佳微波介电性能：ｅ８，Ｑ与谐振Ｑ也ｆ也ｆ－，ａ３８２８陶ＪｉＯ５ｒ８＝
Ｂａ６３Ｎｄ８２￣ＯｓＩｘ＋ｓ４ＭＣＲｏ、Ｉ）ＶＥＥＬＥＣＴＲＩＣＥＲＡ＾ⅡＣＳＰＲＥＰＡＲＥＤＤＩＣＢＹＥＴＨＨＹＤＲｏＴＨＥＲＭＡＩＭＥＴＨｏＤ．
ＷＮＧＨｕ，ＸＵＪａｍｉＵＹｎｅＧＮＧ，Ａｉｉｎｅ，Ｓａｆ，Ｏｌｉｇ（ａｕｔｆｔｒｌｃｎｅｎｈｍｉｌｎｉｅｉｇＣｉａｉｅｓｆｅｓｉｃｓＷｕａ３０４ＣｉａＦｃｌｏＭａｅｉｉｃｄＣｅｃｇｅｒ，ｈｎｖｒｉｏＧｏｃｅｅ，ｈｎ４０７，ｈｎ）ｙａＳｅａａＥｎｎＵｎｙｔｎＡｂｔａｔＴｒａｙＢ６ｘ８ＪｉＯ５ｃｒｍｉｓｌｐｅａｄｂｈｙｒｔｅｍａｍｅｏ．ｔｈｓｃｍｐｓｉｎｏｔｅｃｒｍｉｓｃ：ｅｎｒａ－Ｎｄ＋￣４ｅａｃｗｅ￣ｒｐｒｙｔｅｈｄｏｈｒｌｒ３２ｓ＇ｅｔｄＴｌａｅｏｏｉｏｓｆａｃｈｅｐｔｈｅｓ
ｌｔａｄｈｅｙｔｅｉｔｍｐｒｔｒｏｅａｃｐｗｄｒｃｎｅｒｄｃｄＴｅｉｔｒｎｔｍｐｒｔｒｆｒｙｔｅｉｉｇ２１ｎｔｓｎｓｓｅｅａｕｅｆｃｒｍｉｓｏｅ．ｈｓａｂｅｕｅ．ｈｓｎｅｉｇｅｅａｕｅｏｓｎｓｚｈｎＢａ－Ｎｄ＋１４ｃｒｍｉｗｄｒｓｌ５ｓ３￣ｓ２８ｅａｃｐ０５ｏｅｉ０℃ ，ｂｕ０ｓ２ａｏｔ１０℃ ｌｗｅｈｎｔａｆｔｅｃｎｉｏａｏｉ－ｔｔｔｏ．ｅｃｒｍｉｏｒｔａｔｏｈｏｄｔｎｓｌｓｅｍｅｄＴｈｅａｃｈｉｌｄａｈ
ｗｅｅｃａａｔｒｅｙＸｍｙｄｒｃｉｎａｄｔｅｒｐｒｅｆｅｃｒｃｗｅｌｒｈｒｃｅｚｄｂ－ｉａｔｎｈｐｏｅｉｓｔｅａｓｒａｏｍｅｕｅ．ｈｅｓｌｈｗｔａｕｉｇ（Ｈ）ｉｆｏｔｏｈｍｉｅｓｓａｒｄＴｅｒｕｔｓｏｈｔｓＮｄＯ￣ｓｎ
ｏＴＣｓｐｅｕｓｒｐｒｈｓａ－Ｎｄｉ０５ｃｒｍｉｐｗｄｒｃｎｂｒｐｒｄｂｈｅｈｄｈｒｌｍｅｏｔ６ｒｉｈａｒｃｒｏ，ｕｅｐａｅＢ６ｘｓａ３１４ｅａｃｏ８ｓｅｓａｅｐａｅｙｔｙｍｔｅｍａｅｈｔｄａ３０℃ ｆｒｏ
ｈ６３ｔｅＢａ－ｘｓｚＴｌ０５ｅａｉａｅｂｓｉｒｗａｅｄｅｅｔｉｒｐｒｉｓｗｉｉｌｃｒｃｃｎｔｎｆ８，ｒｄｃｆｑａｉＮｄ＋￣ｉ８４ｃｒｍｃｈｔｅｔｍｃｏｖｉｌｃｒｃｐｏｅｔｅ，ｔａｄｅｅｔｏｓａｔｏ８ａｐｏｕｔｏｕｌｓｈｈｉｙｔ
频率∽ 的乘积Ｑ￣８９Ｈ，ｒ＝４１￣＂。ｆ０Ｇｚｒ２ｘ０１（＝８２关键词：钛酸钕钡陶瓷；水热法；微波介质陶瓷；微波介电性能
中图分类号：Ｔ２Ｂ３１
文献标识码：Ａ
文章编号：０５－６８２０）２－１４－６４４５４（０７０－５－－００
ｍａｅａａｔｌｉｈｒｄｅｅｔｉｏｓａｔｂｔｅｍｐｒｔｒｏｆｃｅｔｆｒｓｎｎｅｆｅｕｎｙａｄｑａｉａｔｒＷｈｎｘ２３ｔｒｈａＩｔｈｇｅｉｌｃｒｃｎｔｎ．ｔｒｉｌｓｉｅｃｅｅｔｅａｕｅｃｅｎｉｎｅｏａｃｒｑｅｃｕｌｆｃｏ．ｏｎｙｔｅ＝／，
水热法制备Ｂ６ｘ８ｘｉＯ４波介质陶瓷ａ３＋Ｔ１５微＿Ｎｄ２８
王辉，徐建梅，苏言杰，龚文强
（中国地质大学（武汉）材料科学与工程学院，武汉４０７）３０４
摘要；利用水热法合成了Ｂ６ｄ＋Ｉ５微波介质陶瓷，并对合成的微波介质陶瓷进行了ｘ射线衍射分析和性能测试。结果表明：选择活性较ａ＿８２８４ｏ大的前驱物【ｌｄＯ），＂ｃ］如ｑ（ｎ３ｒｈ，用水热法在３０＂￣ｉ６（２１ｈ２，能合成纯的Ｂ６ｄ＋Ｊｉ０５粉体，极大地降低了粉体的合成温度・用水热法合成的ａ＾８ｌ４２Ｂ
维普资讯
第３第２期５卷２０年２月０７
硅
酸
盐
学
报
ＶＯ．５，０７
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＴＨＥＣＨＩＮＥＳＣＥＥＲＡＭＩＯＣＩＣＳＥＴＹ