钛酸钡粉体的水热合成实验报告

钛酸钡粉体的水热合成实验报告

以下是一份钛酸钡粉体的水热合成实验报告:

实验目的：

本实验旨在通过水热合成法制备钛酸钡粉体，并研究反应温度、反应时间、反应体系中钡钛比和钡浓度、钛酸四丁酯水解程度以及乙醇用量等因素对钛酸钡粉体颗粒特征的影响。

实验材料：

1. 八水合氢氧化钡 (Ba(OH)2·8H2O)

2. 钛酸四丁酯 (Ti(OC4H9)4)

3. 二氧化钛 (TiO2,30% 金红石型和 70% 锐钛矿型)

4. 氨水

5. 乙醇和水

6. 氯化钠溶液

实验步骤：

1. 制备钡钛酸盐溶液：将 Ba(OH)2·8H2O 和 Ti(OC4H9)4 分别溶解于水中，然后用氨水调 pH 值为 8-9，制得钡钛酸盐溶液。

2. 制备模板：将一定量的 TiO2 粉体溶解于水中，然后用氢氧化钠溶液调 pH 值为 8-9，制得模板。

3. 模板上生长钛酸钡晶体：将模板放入钡钛酸盐溶液中，调节温度为 (30±2)°C，反应时间为 24 小时。

4. 分离和纯化钛酸钡晶体：将生长好的钛酸钡晶体从模板上取下，用乙醇清洗，然后过滤，用乙醇浸泡，最后离心分离，得到纯化

的钛酸钡晶体。

实验结果：

通过控制反应温度、反应时间、反应体系中钡钛比和钡浓度、钛酸四丁酯水解程度以及乙醇用量等因素，可以得到不同形状的钛酸钡粉体。

研究发现，随着反应温度的升高，钛酸钡粉体的颗粒大小逐渐减小，平均粒径从 (423.33±11.68) 纳米下降到 (257.33±10.16) 纳米;反应时间的延长有利于钛酸钡由立方相向四方相的转变，但同时

也会导致颗粒大小减小。

在最佳的体积比为

VTi(OC4H9)4VH2O1.7,VCH3CN2OHVTi(OC4H9)40.6 的情况下，得到的

钛酸钡粉体具有最小的平均粒径 (257.33±10.16) 纳米，并且呈现

出四方相。

此外，在反应体系中加入适量的氯化钠溶液可以提高钛酸钡粉体的纯度。

实验结论：

本实验通过控制反应条件成功制备了不同形状的钛酸钡粉体，并且研究了反应温度、反应时间、反应体系中钡钛比和钡浓度、钛酸四丁酯水解程度以及乙醇用量等因素对钛酸钡粉体颗粒特征的影响。结果表明，反应温度和时间对钛酸钡粉体的形态和颗粒大小有重要影响，最佳的反应条件和制备方法有助于提高钛酸钡粉体的纯度和平均粒径。本实验为钛酸钡粉体的制备和应用提供了重要的实验依据。