3TiO2BaTiO3纳米复合材料表征.doc

项目编号 1120011702 项目分类 自然科学 √ 社会科学 中国海洋大学 本科生研究发展计划（OUC-SRDP）项目 研究报告 项目名称: TiO2/BaTiO3纳米复合材料的水热法制备 负 责 人：侯杰 联系电话电子邮箱：BUSH01007@126.com 所在院系：材料科学与工程研究院 专业年级：2009级高分子材料与工程 指导教师：曹立新 起止年月： 2011年6月至2012年4月 二○一 二 年 四 月 二十六 日 TiO2/BaTiO3纳米复合材料的水热法制备 摘要： 主要研究利用水热法制备TiO2/BaTiO3纳米复合材料，并分析了改变实验条件（烧结温度、烧结参数等）对反应产物的影响，并进行介电常数测试、光催化测试、XRD等相关手段探究产物的形貌与性能。 关键词：钛酸钡，水热法，性能 目录 摘 要 错误！未定义书签。 1 前沿 4 2 实验部分 5 2.1实验目的 5 2.2实验原理 5 2.3 实验仪器----------------------------------------------------------------7 2.4 实验原料----------------------------------------------------------------7 2.3 实验步骤 8 2.4 粉体表征 10 3 TiO2/BaTiO3纳米复合材料表征------------------------------------11 3.1 不同烧结温度下样品形貌与粒径比较--------------------------12 3.2 样品在不同烧结条件下以及烧结次数时的介电性能参数--14 3.3 TiO2/BaTiO3纳米复合材料对光催化的影响。----------------14 4 结论 16 5 项目心得-----------------------------------------------------------------16 参考文献 .........................................................................................16 1 前沿 介电材料是一类利用材料的介电性质来制造电容性器件的电子材料,被广泛应用在电容器、谐振器、滤波器、存储器等重要电子器件方面。10nm的末端开口、中空的钛酸盐纳米管有着比粉体更大的比表面积，在催化、吸附等方面有着诱人的应用前景。钛酸盐纳米管已经应用于许多工业领域，如光催化剂 、空气净化剂、太阳能电池 、染料和化妆品 等。而钛酸钡(BaTiO3) 陶瓷电容器是目前飞速发展的电子产品之一,它被广泛应用于电工电子、自动化、航空航天等高技术领域。但是, 目前国内的BaTiO3陶瓷电容器存在着产品品种少、电气强度低、性能分散性大以及制品合格率低等问题[2]。这主要是由于固相合成的BaTiO3粉体均匀性差引起的，固相烧结法需要高温热反应，造成颗粒团聚生长，不均匀，影响了做电容时的性能，容易被击穿。而水热法，可以简单地描述为：使用特殊设计的装置，人为地创造一个高温高压环境，使通常难溶或不溶的物质溶解或反应，生成该物质的溶解产物，并在达到一定的过饱和度后进行结晶和生长。优点：1) 采用中温液相控制，能耗相对较低，适用性广，既可制备超微粒子和尺寸较大的单晶，还可制备无机陶瓷薄膜；2)省去了高温煅烧和球磨，避免了杂质引入和结构缺陷等，反应在液相快速对流中进行，产率高、物相均匀、纯度高、结晶良好，形状、大小可控；3) 可通过调节反应温度、压力、溶液成分和pH等因素来达到有效地控制反应和晶体生长的目的；4) 反应在密闭的容器中进行，可控制反应气氛而形成合适的氧化还原反应条件，获得某些特殊的物相。而合成出的产物具有如下特点：粉体的晶粒发育完整，粒径小且分布均匀，团聚程度较轻，易得到合适的化学计量比和晶粒形态。 2 实验部分 2.1实验目的 2.1.1掌握制备TiO2/BaTiO3纳米复合材料的制备原理与路线； 2.1.2 掌握TiO2/BaTiO3纳米复合材料性能表征的仪器与手段； 2.1.3 学会操作相应的材料分析软件 2.2 实验原理 2.2.1 水热法制备一维结构的多层管状钛酸盐。 二氧化钛粉体是白色无臭粉末，氢氧化钠是微透明白色片状颗粒。两者按照一定配比进行混合，置高压釜中反应可制备出层状钛酸钠纳米管材料粉体，并用去离子水清洗至PH=7。即三维晶体的原料纳米粉与氢氧化钠溶液反应形成一维结构的多层管状钛酸盐。 水热合成钛酸盐粉体的反应机理主要是溶解-沉淀机理(insitu tansforma