[發明專利]一種微波水熱/溶劑熱制備納米錫酸鉛粉體的制備方法

有效

• 申請號: 201310388751.0
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN103482689A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 秦明娜;石強;張彥;唐望;邱少君;鄭曉東;姜俊;李洪麗;陳志強;呂英迪;郭濤;劉敏;王克勇
• 申請（專利權）人: 西安近代化學研究所
• 主分類號: C01G21/00
• 分類號: C01G21/00;B82Y30/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本發明涉及一種納米錫酸鉛粉體的制備方法，具體涉及一種微波水熱/溶劑熱制備納米錫酸鉛粉體的方法。

背景技術

錫酸鉛是一種新型的功能材料，其不僅具有優良的鐵電和介電性能，還具有特殊的催化性能，在固體推進劑中是一種重要的燃燒催化劑。納米粉體材料粒徑小，比表面積大表面原子多，表面原子由于配位不全而具有不飽和性質，納米晶粒存在許多點陣缺陷成為高活性的反應中心使其在催化、吸附等方面具有常規材料無法比擬的優異性質。目前，納米材料作為固體推進劑的燃速催化劑的應用研究已成為新的研究熱點之一。

錫酸鉛屬于高溫不穩定化合物，在800℃會發生分解，因此不能采用常規固相法制備。目前，制備納米錫酸鉛粉體的方法主要共沉淀法、溶膠-共沉淀法。例如，文獻“納米PbSnO₃的制備及其燃燒催化性能的研究”，《無機化學學報》，2004，20(3):278-281；中國專利，一種制備納米晶錫酸鉛粉末的方法，CN1544333A。洪偉良等人在《無機化學學報》第20卷第3期278-281報道一種制備納米PbSnO₃的方法，該方法首先制備了SnO₂沉淀，將SnO₂沉淀加到濃氨水中轉化成透明溶膠，然后加入聚乙二醇200做分散劑，再緩慢滴加Pb(AC)₂溶液，生成白色沉淀，將白色沉淀靜置老化6h，過濾洗滌，80℃干燥得到白色粉末，最后將白色粉末在馬弗爐600℃煅燒2h。該方法反應步驟多，尤其是SnO₂沉淀轉化SnO₂溶膠這一步比較難，且容易造成Sn⁴⁺流失，使得Pb元素和Sn元素比例很難控制在1:1，造成化學計量不準確，成分不均勻，重復性較差，還需要高溫燒結，高溫燒結容易造成晶粒長大且反應時間較長需達10h，還需加入大量表面活性劑，加大生產成本。現有這些方法對設備要求較高，工藝復雜，制備周期長，產品純度較低，可重復性較差。

因此，為了實現規模化生產的目的，必須開發生產成本低、操作工藝簡單、制備周期短的納米錫酸鉛粉體新工藝。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種反應周期短、反應溫度低、大大降低能耗，并且操作簡單、重復性好、適合大規模生產的微波水熱/溶劑熱制備納米錫酸鉛粉體的方法。

為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案：

一種微波水熱/溶劑熱制備納米錫酸鉛粉體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將鉛鹽和錫鹽溶解于稀硝酸中，得到無色透明A液；所述的鉛鹽為硝酸鉛或乙酸鉛，所述的錫鹽為四氯化錫；

（2）將堿源溶解于去離子水中得到B液；所述的堿源為氫氧化鉀或氫氧化鈉；

（3）室溫下將B液緩慢滴加至A液中，調節pH=7，形成白色懸濁液，將白色懸濁液過濾并用去離子水洗滌數次，得到白色沉淀前驅體；

（4）將上述前驅體置于水熱反應釜中，加入礦化劑或溶劑，水熱反應釜的填充度控制在60%～80%；然后密封水熱反應釜，將水熱反應釜放入MDS-10高通量超高壓密閉微波消解儀中；選擇溫控模式進行反應，溫控模式為：反應溫度80℃～200℃，反應時間30min～60min，反應結束后自然冷卻至室溫；

（5）打開水熱反應釜，將反應產物通過離心收集，經洗滌、干燥得到黃色納米錫酸鉛粉體。

按照本發明，一種優選的微波水熱/溶劑熱制備納米錫酸鉛粉體的制備方法，包括以下步驟：

1）將0.3312g（0.0010mol）的Pb（NO₃）₂和0.3501g（0.0010mol）的SnCl₄溶解于質量濃度為3%的100ml稀硝酸溶液中得到A液；

2）將3.367g（0.0600mol）KOH溶解于50ml去離子水中得到B液；

3）室溫下將B液緩慢滴加至A液，直至pH=7，繼續反應1h，得到白色懸濁液，經過濾、離心、去離子水洗滌，得到白色沉淀前驅體；

4）將白色沉淀前驅體倒入水熱反應釜中，加入2M的KOH礦化劑溶液20ml，水熱反應釜的填充度控制在70%，然后密封水熱反應釜，將水熱反應釜放入MDS-10高通量超高壓密閉微波消解儀中；選擇溫控模式進行反應，溫控模式為：反應溫度為120℃，反應時間60min，反應結束后自然冷卻至室溫；

5）打開水熱反應釜，產物通過離心收集，然后分別用去離子水和無水乙醇洗滌后，于電熱鼓風干燥箱在60℃干燥得到納米錫酸鉛粉體。