[發明專利]一種利用水熱制備立方體形貌四方相鈦酸鋇的方法

在審

• 申請號: 202010147857.1
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111333105A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 焦華;張鑫媛;趙康;宋森;湯玉斐;靳潔晨
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: C01G23/00
• 分類號: C01G23/00
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 楊洲

本發明公開了一種利用水熱制備立方體形貌四方相鈦酸鋇的方法，具體步驟為：首先配置高濃度的堿性溶液，其次，在高濃度的堿性溶液中加入立方相的鈦酸鋇納米商粉混合均勻；然后將混合后體系置于反應釜內利用水熱法實現鈦酸鋇納米顆粒的相變；最后，將水熱后產物離心烘干后便可得到立方體形貌四方相鈦酸鋇。本發明制備的四方相鈦酸鋇顆粒，粒徑范圍為150～500nm，形貌為立方體形狀，具有良好的壓電性，可應用于骨組織工程有利于增加成骨促進性，加快骨組織的愈合和再生；可用于催化降解處理，能有效提高污染物的降解速率。該制備方法成本低、工藝簡單，生產周期短，適合大規模工業生產，能夠有效的應用到實際生產中。

技術領域

本發明屬于陶瓷納米材料制備技術領域，具體涉及一種利用水熱制備立方體形貌四方相鈦酸鋇的方法。

背景技術

鈦酸鋇(BaTiO₃)是一種強介電化合物材料，具有高介電常數和低介電損耗，能夠自發極化并產生鐵電疇，擁有優良的壓電效應。與其他壓電陶瓷相比，BaTiO₃晶體在極化過程中，BaTiO₃陶瓷可以在任意方向進行，并且可以根據器件的使用范圍和功能對其組分進行調整，從而使其適應各種應用環境，是電子陶瓷中使用最廣泛的材料之一，被譽為“電子陶瓷工業的支柱”。相比立方相BaTiO₃，四方相BaTiO₃對稱性更低，載流子濃度更高，因此具有更加優良的壓電效應。當其受到外界機械力的作用后，陶瓷材料自身會發生形變，當形變發生時，會在其周圍形成正負電荷，從而被廣泛的應用于污水催化降解，生物骨支架材料等領域的應用。

四方相BaTiO₃的制備方法有高溫固相合成法、溶膠-凝膠法、草酸鹽沉淀法、微波-沉淀法及水熱法等。由于水熱法制得的粉體結晶度高、團聚少、具有較高的燒結活性等，因而得到越來越廣泛的重視，傳統水熱法所制備的四方相BaTiO₃均一性較差，工藝較復雜，且四方相BaTiO₃含量較少。需要對其進行改進，尋找一種成本低，工藝簡單，制備的四方相BaTiO₃顆粒均一性好且含量高的方法。

申請日為2019年11月6日，申請號為CN201911075746.8、公布日為2020年1月3日、公布號為CN110642289A、名稱為《一種低溫合成四方相鈦酸鋇納米粉體的方法》的發明專利申請公開了一種低溫合成四方相鈦酸鋇納米粉體的方法，以Ti(OC₄H₉)₄、KOH及BaCl₂、Ba(NO₃)₂為原料，利用二次水熱法制備出了結晶性好、分散性好的四方相BaTiO₃納米粉體。但該制備方法需要進行兩次水熱制備，工藝相對復雜，周期相對較長。

申請日為2018年12月14日，申請號為CN201811530238.X、公布日為2018年2月22日、公布號為CN109369173A、名稱為《一種四方相鈦酸鋇粉體的制備方法及產品》的發明專利申請公開了一種鈦酸鋇粉體的制備方法，將鋇鹽或鋇的氫氧化物和鈦的氧化物或氫氧化物分開球磨或砂磨，分別獲得鋇鹽或鋇的氫氧化物漿料和鈦的氧化物或氫氧化物漿料，然后將兩種漿料在20～40℃下混勻后進行噴霧干燥，獲得混合粉體，再向該混合粉體中加入混合粉體總質量5～90％的陶瓷材料，再次混勻后進行微波處理，最終制得粉體晶粒細小，粒徑均勻，分散性良好的四方相鈦酸鋇粉體。但該制備方法操作較復雜，工藝繁瑣。

發明內容

本發明的目的是為了優化傳統水熱法制備四方相鈦酸鋇納米顆粒，提供一種利用水熱制備立方體形貌四方相鈦酸鋇的方法，該制備方法簡單、成本低廉、顆粒尺寸形貌均一，可大規模用于工業生產。

本發明提供的技術方案：

一種利用水熱制備立方體形貌四方相鈦酸鋇的方法，包括以下步驟：