一种介孔钛酸钡颗粒的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种介孔钛酸钡颗粒的制备方法，本发明采用两步水热法制得介孔钛酸钡颗粒。首先以钛羟基氧化物沉淀为先驱物，以氢氧化钾为矿化剂，在200℃水热反应12h制得K2Ti6O13纳米线，然后以制得的K2Ti6O13纳米线为钛源，以八水氢氧化钡为钡源，加入适宜浓度的矿化剂NaOH，调节Ba/Ti比和反应时间影响成核和颗粒自组装过程，水热合成立方相介孔钛酸钡颗粒。本发明工艺过程简单，易于控制，无污染，成本低，易于规模化生产，制得的介孔钛酸钡颗粒纯度高，分散性能好，比较面积大。在催化、吸附、分离、传感等领域具有广阔的应用前景。
【专利说明】
一种介孔钛酸钡颗粒的制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种介孔钛酸钡颗粒的制备方法，属于无极非金属材料领域。
【背景技术】
[0002]纳米介孔材料具有较大的比表面积和孔体积、其孔道排列均一，孔径可调，在光化学、催化、分离等领域具有十分重要的应用。硅基介孔材料的制备一般采用二氧化硅基质，以四甲阳基硅烷或四乙氧基硅烷为前驱物，通过物理化学的方法合成介孔结构材料。而非硅基介孔材料主要集中在金属氧化物介孔材料、碳介孔材料、碳酸盐介孔材料及含钛介孔材料。其中在含钛介孔材料的研究中，介孔二氧化钛、二氧化锆、氧化铌、氧化钽、钛酸锶等报道较多，而介孔钛酸钡的报道较少。钛酸钡(BaT13)是一种广泛应用，非常热门的铁电压电材料，BaT13晶体的居里温度为120 °C，温度在120 °C以上时，钛酸钡晶体为顺电性，温度在120°C以下时，钛酸钡晶体为铁电性，具有光催化的潜力，而介孔钛酸钡的制备将进一步丰富钙钛矿型光催化剂。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种工艺简单，过程易于控制的介孔钛酸钡颗粒的制备方法。
[0004]—种介孔钛酸钡颗粒的制备方法，包括以下工艺步骤:
[0005]I)将5mM钛酸四丁酯溶于用乙二醇甲醚，并加入2mL的质量浓度为30%的氨水，制得钛羟基氧化物沉淀，去离子水清洗3?5次；；
[0006]2)将步骤I)制备的钛轻基氧化物沉淀加入到浓度为6M的氢氧化钾矿化剂中，200°(:水热反应12h，并分别用去离子水、乙醇清洗3?4次，并在60°C烘干，制得K2Ti6O13纳米线粉体；
[0007]3)将八水氢氧化钡溶解在去离子水中，搅拌溶解，形成氢氧化钡水溶液；
[0008]4)将步骤2)制得的K2Ti6013m米线粉体加入到步骤3)的溶液中，搅拌不少于20分钟，获得悬浮液，调节Ba与Ti的物质的量之比为1:1?1.5:1;
[0009]5)将步骤4)制得的悬浮液加入到氢氧化钠矿化剂中，调节矿化剂氢氧化钠的浓度为1.0?7.0M，搅拌至少30分钟；
[0010]6)将步骤5)配置有反应物料的反应釜内胆置于反应釜中，用去离子水调节其体积为反应釜容积的I/3?4/5，然后，密闭于反应釜中，置于100?220°C的炉中保温，反应0.5?96小时后，置于空气中自然降温至室温，取出反应产物，过滤，分别用去离子水和1%的硝酸清洗，再去离子水清洗，烘干，得到介孔钛酸钡颗粒。
[0011]本发明WK2Ti6O13纳米线粉体为先驱体，以八水氢氧化钡为钡源，氢氧化钠为矿化剂，实现了介孔钛酸钡颗粒的合成。本发明工艺过程简单，易于控制，无污染，成本低，易于生产。
【附图说明】
[0012]图1是本发明制备的K2Ti6O1^XRD图谱和SEM照片；
[0013]图2是本发明制备的介孔钛酸钡颗粒的XRD图谱；
[0014]图3是本发明制备的介孔钛酸钡颗粒的SEM照片。
【具体实施方式】
[0015]以下结合实施例进一步说明本发明。
[0016]实例I
[0017]I)将5mM钛酸四丁酯溶于用乙二醇甲醚，并加入2mL的质量浓度为30%的氨水，制得钛羟基氧化物沉淀，去离子水清洗3次；
[0018]2)将步骤I)制备的钛羟基氧化物沉淀加入到浓度为6M的氢氧化钾矿化剂中，200°(:水热反应12h，并分别用去离子水、乙醇清洗4次，并在60 °C烘干，制得K2Ti6013m米线粉体，其XRD图谱和SEM照片见图1 ；
[0019]3)将八水氢氧化钡溶解在去离子水中，搅拌溶解，形成氢氧化钡水溶液；
[0020]4)将步骤2)制得的K2Ti6013m米线粉体加入到步骤3)的溶液中，搅拌不少于20分钟，获得悬浮液，调节Ba与Ti的物质的量之比为1.25:1;
[0021]5)将步骤4)制得的悬浮液加入到氢氧化钠矿化剂中，调节矿化剂氢氧化钠的浓度为5.0M，搅拌至少30分钟；
[0022]6)将步骤5)配置有反应物料的反应釜内胆置于反应釜中，用去离子水调节其体积为反应釜容积的4/5，然后，密闭于反应釜中，置于200°C的炉中保温，反应I小时后，置于空气中自然降温至室温，取出反应产物，过滤，分别用去离子水和1%的硝酸清洗，再去离子水清洗，烘干，得到介孔钛酸钡纳米颗粒。其XRD谱图见图2，SEM照片见图3.
[0023]实例2
[0024]I)将5mM钛酸四丁酯溶于用乙二醇甲醚，并加入2mL的质量浓度为30%的氨水，制得钛羟基氧化物沉淀，去离子水清洗3次；
[0025]2)将步骤I)制备的钛轻基氧化物沉淀加入到浓度为6M的氢氧化钾矿化剂中，200°(:水热反应12h，并分别用去离子水、乙醇清洗4次，并在60 °C烘干，制得K2Ti6013m米线粉体；
[0026]3)将八水氢氧化钡溶解在去离子水中，搅拌溶解，形成氢氧化钡水溶液；
[0027]4)将步骤2)制得的K2Ti6013m米线粉体加入到步骤3)的溶液中，搅拌不少于20分钟，获得悬浮液，调节Ba与Ti的物质的量之比为1:1;
[0028]5)将步骤4)制得的悬浮液加入到氢氧化钠矿化剂中，调节矿化剂氢氧化钠的浓度为7.0M，搅拌至少30分钟；
[0029]6)将步骤5)配置有反应物料的反应釜内胆置于反应釜中，用去离子水调节其体积为反应釜容积的1/3，然后，密闭于反应釜中，置于160°C的炉中保温，反应5小时后，置于空气中自然降温至室温，取出反应产物，过滤，分别用去离子水和1%的硝酸清洗，再去离子水清洗，烘干，得到介孔钛酸钡纳米颗粒。
【主权项】
1.一种介孔钛酸钡颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下工艺步骤: 1)将5mM钛酸四丁酯溶于用乙二醇甲醚，并加入I?2mL的质量浓度为30%的氨水，制得钛羟基氧化物沉淀，去离子水清洗3?5次； 2)将步骤I)制备的钛轻基氧化物沉淀加入到浓度为6M的氢氧化钾矿化剂中，2 O O °C水热反应12h，并分别用去离子水、乙醇清洗3?4次，并在60°C烘干，制得K2Ti6O13纳米线粉体； 3)将八水氢氧化钡溶解在去离子水中，搅拌溶解，形成氢氧化钡水溶液。 4)将步骤2)制得的K2Ti6O1^米线粉体加入到步骤3)的溶液中，搅拌不少于30分钟，获得悬浮液，此时，调节Ba与Ti的物质的量之比为1:1?1.5:1; 5)将步骤4)制得的悬浮液加入到氢氧化钠矿化剂中，调节矿化剂氢氧化钠的浓度为1.0?7.0M，搅拌至少30分钟； 6)将步骤5)配置有反应物料的反应釜内胆置于反应釜中，用去离子水调节其体积为反应釜容积的1/3?4/5，然后，密闭于反应釜中，置于100?220 °C的炉中保温，反应0.5?96小时后，置于空气中自然降温至室温，取出反应产物，过滤，分别用去离子水和I %的硝酸清洗，再去离子水清洗，烘干，得到介孔钛酸钡颗粒。2.根据权利要求书I所述的一种介孔钛酸钡颗粒的制备方法，其特征在于:所述的钛酸四丁酯、八水氢氧化钡、氢氧化钾和氢氧化钠纯度不低于化学纯。
【文档编号】C01G23/00GK105948109SQ201610454463
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】李 浩, 钞春英, 任召辉, 韩高荣
【申请人】许昌学院