钛酸钡制备方法指化学共沉淀法
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化学共沉淀法制备钛酸钡
来源:世界化工网()
化学共沉淀法是将等物质的量的可镕性钡、钛化合物混合,在一定的酸碱度条件下加入沉淀刑,使钡、铁化合物产生共沉淀,分离出沉淀物,干燥、锻烧后即得产品。
化学共沉淀法与固相法相比,前者两组分分散的比较好,反应更容易进行,特别是在两组分结构相似,溶解度、沉淀时的pH值近似时,更能够很好地混合。
另外,共沉淀法的反应温度明显的比固相法低。
当物质的量比为1:1时,共沉淀法不会生成如BoTiO4等其他产物。
作为化学共沉淀法的沉淀剂可以是碳酸盐,如(NH4)2CO3:,NH4HCO3也可以是草酸盐或含过氧化氢的碱溶液。
下面用草酸作沉淀剂为例说明之。
用草酸作沉淀别是60年代以来研究得比较多的一种方法。
该法一般是将可溶性钡盐、钛盐与草酸一起反应生成草酸氧钛钡沉淀,煅烧沉淀物得到钛醋钡。
目前,我国已有用此法生产钛酸钡的工厂。
首先将BaCO3与HCl反应生成BaCl 水溶液。
将TiCl4用精制水配成水溶液,然后将TiCl4的水溶液和氯化钡的水溶液按等物质的量混合,再与2倍物质的量的草酸溶液反应。
工艺流程示意如图6—5。
(1)草酸氧钛钡的合成制取草酸氧钮钡的过程中,四氯化铁水溶液制备的成功与否是能否得到高纯度钻酸钡的关键。
最重要的是在四氯化铁水
溶液制备过程中如何避免钛的遇水分解。
四氯化钛遇水会发生下列反应:
制备丁Ti-Ba溶液时,温度高低也会影响四氯化欲继续水解,因此要对温度加以控制。
Ti-Ba溶液混合后加入草酸水溶液使四
氮化试和草酸溶液生成铁的络合物,然后与氯化钡反应生成草酸
织钞钡沉淀,化学反应方程式如下:
反应中还会发生下列反应:
Ba 2+ +H2C2O4 =====BaC2O4↓+2HCl
另外,虽在四氯化钛水溶液制备中尽量避免四硫化钛的水解,但总不能完全避免,少量四氯化钛的水解、则有少量二氧化钛的
析出导致氯化钡过量,也会件有下列副反应:
BaCl2+H2C2O4====BaC2O4↓+2HCl
通过上述过程获得的草酸氧钛钡沉淀,经高温分解,即可得到理想配比的钛酸钡。
(2)草酸氧钛钡的热分解草酸氧钛钡的分解按如下过程进行:
继续锻烧,上述副反应生成的碳酸钡和四氯化铁水溶液制备中的副反应产物二氧化钛生成钛酸钡、一氧化碳和碳,后二者氧化成二氧化碳而逸出,反应式如下:
由此可见,草酸沉淀法虽然在制备过程中存在少量副反应,但仍可得到高纯度钛酸钡。
尽管如此,严格控制制备条件仍是保证产品质量的关键,绝不可忽视。
此外,为确保钛酸钡平均粒径不致增大,控制煅烧的最高温度是很必要的。
一般认为草酸氧钛钡的煅烧温度控制在900℃为宜,最高不得超过950℃煅烧温度对粒径的影响见表6—5
此法制得的钛酸钡,由于处于分子级细度,要比固相法合成的钦酸钡反应活性强得多。
不仅可以提高材料的电气物理性能指标,而且还可以大大降低成型温度。
应用于电子工业可以节电、省时、降低能耗。