[發明專利]一種SrTiO3

有效

• 申請號: 202011237201.5
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112723409B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 朱小鵬;陸磊;程瑜;宋若飛;喬冠軍
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C01G23/00
• 分類號: C01G23/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于無機非金屬材料領域，具體涉及一種SrTiO₃多面體的制備方法。本發明以氫氧化鍶和二氧化鈦為原料，氯化鈉和碳酸氫鈉為熔鹽。包括如下步驟：(1)將氫氧化鍶和二氧化鈦原料與氯化鈉和碳酸氫鈉復合熔鹽混合；(2)將得到的混料進行濕法研磨和干燥處理；(3)將得到的粉末顆粒在700～900℃下反應5～10h；(4)將所得產物洗滌、干燥，最終獲得結晶度高、分散性良好、(001)和(110)晶面共同暴露的SrTiO₃多面體粉體材料。本發明操作步驟簡單、無其它副產物，可大批量制備，便于工業化生產。

技術領域

本發明屬于無機非金屬材料領域，具體涉及一種SrTiO₃多面體的制備方法。

背景技術

SrTiO₃是一種典型的具有鈣鈦礦(ABO₃型)結構的化合物，因具有高的介電常數和低的介電損耗，良好的壓電性、鐵電性和熱穩定性，以及適宜的光學禁帶寬度和能帶結構，其在電子器件、工業陶瓷、能源和催化等領域有著廣泛和重要的應用。

研究表明，材料的物理化學性能很大程度上取決于其微觀形貌與結構。例如，TiO₂納米棒、納米纖維、立方體均呈現比無規則TiO₂顆粒更為優異的光電化學性能。目前，具有立方體、納米棒和微納米花狀等形貌結構的SrTiO₃已被廣泛報道。隨著研究的深入，發現通過調控材料特定的暴露晶面，利用晶面與晶面之間的協同效應，可以顯著提高材料的物理化學性能。其主要原因在于，不同暴露晶面的原子排布不同，導致其電子結構存在一定的差異。典型的，半導體能帶在空間三維方向呈現各向異性，可以通過改變半導體暴露晶面，形成晶面電場，實現光生電子與空穴的有效分離，提高其光電催化性能。因此，制備SrTiO₃多面體對提高其光電化學等性能具有重要意義。

文獻(Scientific Reports 2014,4,5084；Nano Research 2014,7,1311)報道了一種以TiCl₄和SrCl₂為原料，有機醇類(丙二醇、丙三醇或丁三醇)為表面活性劑，用LiOH調節溶液pH，水熱合成SrTiO₃十八面體的制備方法。但該方法制備工藝復雜，需在冰水浴下控制反應原料TiCl₄溶液的滴加速度，同時，反應時間較長，需180℃保溫48h，而且材料表面存在有機物殘留，需高溫退火處理去除。發明專利(公開號CN105727922B)公開了一種Li摻雜SrTiO₃十八面體納米顆粒的制備方法，其先以硫酸鈦和氫氧化鉀制備鈦的氫氧化物，然后與硝酸鍶溶液、氫氧化鉀溶液和巖鹽型八面體LiTiO₂納米顆粒攪拌混合進行水熱反應。該方法不僅需要使用易制爆試劑，且對原料滴加速度及LiTiO₂形貌有嚴格要求。此外，前驅體中混入二氧化碳所形成的碳酸鍶需醋酸清洗去除。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了一種SrTiO₃多面體的簡易合成方法，操作步驟簡單，無需有機表面活性劑、強堿和酸洗處理，可大批量制備，便于工業化生產。

本發明的目的在于制備一種SrTiO₃多面體，并提供一種簡單有效的合成方法。

本發明以氫氧化鍶和二氧化鈦為原料，以氯化鈉和碳酸氫鈉為熔鹽，制備的SrTiO₃結晶度高、分散性良好，具有(001)和(110)晶面共同暴露的多面體結構。具體步驟如下：

(1)稱取化學計量比的氫氧化鍶與二氧化鈦作為原料；將氯化鈉和碳酸氫鈉按3～8：1的摩爾比混合得到復合熔鹽；并將原料和復合熔鹽按1：8～20的摩爾比混合得到混合料；

(2)向混合料中加入乙醇水溶液或純水進行濕法研磨，待混合充分后進行干燥處理；