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《湘潭大学》 2010年
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BaTiO_3、SrTiO_3及Ba_(1-x)Sr_xTiO_3纳米材料的制备研究

项尚  
【摘要】: BaTiO_3、SrTiO_3及Ba_(1-x)Sr_xTiO_3都是重要的电子陶瓷材料,具有优异的铁电、压电、耐压和绝缘性能,用途非常广泛。纳米材料由于具有优异的物理、化学特性,在许多领域有广阔的应用前景而受到科技工作者的普遍重视。随着现代纳米技术的发展,许多合成方法被用于制备纳米材料。在这些制备方法中,水热法、低温煅烧法和熔盐法由于能有效地控制产品的颗粒形貌和大小而引起了科技工作者的重视。本研究用这几种方法合成了Ba_(1-x)Sr_xTiO_3、SrTiO_3和BaTiO_3纳米粒子,并研究了影响产品形貌及颗粒大小的因素。 以水热法制备的TiO_2纳米管为前躯体,醋酸钡和醋酸锶为原料,采用水热法制备了Ba_(0.7)Sr_(0.3)TiO_3纳米粒子(其它组成的钛酸锶钡可通过改变反应物中钡与锶的物质的量之比用同样的方法制备)。研究了碱的浓度对产品颗粒大小以及形貌的影响,用XRD、SEM、TEM、HRTEM、UV-Vis、PL、EDS和FT-IR对产品进行了表征。结果表明,产品粒径约为20~40 nm,具立方晶相和单晶结构。随着碱浓度的增加,产品粒径减小,但碱的浓度过大又会引起粒径的增加。UV-Vis分析表明,Ba0.7Sr0.3TiO_3能带间隙为3.31 eV。另外,还研究了Ba0.7Sr0.3TiO_3光催化降解亚甲基蓝的效果,实验结果表明,在紫外光下,0.5 g催化剂加入到200 mL 10 mg/L的亚甲基蓝溶液中,光催化反应1_20 min其降解率可达43%。以氢氧化锶和钛酸丁酯为原料,采用固相研磨-低温煅烧(400~600℃)法合成了钛酸锶纳米粒子。结果表明,所得钛酸锶纳米粒子大小分布均匀,粒径约为10~40 nm,粒子形状近似为球形,晶相结构为立方相。随着煅烧温度的升高,晶面间距d和晶格常数α减小、粒径增大。 将BaCl_2·_2H_2O和H_2O_2溶液在NH_3·H_2O中反应制备出前驱体BaO_2·H_2O_2,再用H_2TiO_3和前驱体BaO_2·H_2O_2作反应物、KNO_3和KOH作熔剂,用熔盐法合成了钛酸钡纳米粒子,用XRD、SEM、TEM、EDS和FT-IR对产品的结构、形貌和成份进行了表征。结果表明,在500~600℃煅烧_24 h可获得粒径约为_25~50 nm的立方相钛酸钡纳米粒子,粒子大小分布均匀,形状近似为球形。随着反应温度升高,BaTiO_3纳米粒子的晶胞参数减少、粒径增大。另外,还讨论了BaTiO_3纳米粒子的形成机理。
【学位授予单位】:湘潭大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB383.1

【参考文献】
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