一種超臨界乙醇流體制備納米片狀鈦酸鈣的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種超臨界乙醇流體制備納米片狀鈦酸鈣的方法。本發(fā)明將鈦酸四丁酯與鈣離子的化合物利用超聲波輔助溶解于無(wú)水乙醇，轉(zhuǎn)入高壓反應(yīng)釜中，再加入適當(dāng)?shù)臒o(wú)水乙醇，設(shè)定反應(yīng)溫度和轉(zhuǎn)速，維持一定的反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)結(jié)束后，利用循環(huán)冷凝裝置將反應(yīng)的有機(jī)溶劑回收并且得到氣溶膠狀的納米顆粒。顆粒熱處理后得到所需的粉末。本發(fā)明的鈦酸鈣粉末具有，粉體的直徑在50nm左右，而且分布均勻；熱處理的溫度低，反應(yīng)時(shí)間短，有利于降低能耗；該粉末可以廣泛應(yīng)用于陶瓷電容器、PTC熱敏電阻器、微波天線、濾波器以及不銹鋼焊條等領(lǐng)域。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種超臨界乙醇流體制備納米片狀鈦酸鈣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及一種超臨界乙醇流體制備納米片狀鈦酸鈣的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鈦酸鈣(CaTiO3)是一種最典型ABO3型鈣鈦礦氧化物，A位是Ca2+，B位是Ti4+，氧八面體中心是是Ti4+。晶體結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，鈦酸鈣陶瓷是目前國(guó)內(nèi)外大量使用的材料，它具有較高的介電系數(shù)和負(fù)溫度系數(shù)，被廣泛地應(yīng)用于高容量的高頻陶瓷電容器如隔斷直流、儲(chǔ)能、稱合、旁路電容器等的材料；鈣鈦礦氧化物其電子和氧離子導(dǎo)電性，使其具有較好的吸附和脫附性能，在紫外可見(jiàn)光照射下鈦酸鈣對(duì)亞甲基藍(lán)具有較高的光催化效率(H.J.Zhang, G.Chen, X.D.He, J.Xu.Electronic structure and photocatalyticproperties of Ag-La codoped CaTiO3 [J].Journal of Alloys and Compounds.2012，516: 91-95.);作為紅色發(fā)光材料的基質(zhì)，鈦酸鈣廣泛應(yīng)用于稀土摻雜體系(W.Yang, J.C.Hu.Synthesis and luminescence properties of hexagonal CaTiO3:Eu3+nanosheets [J].Journal of Luminescence.2014，145:144-147.)。此外，欽酸鈣還應(yīng)用于生物涂層來(lái)提高生物相容性，并且沒(méi)有致突變性和溶血性等并發(fā)癥(吳占敖，宣志剛，孫敏，姜濤鈦酸鈣生物材料的安全性毒理學(xué)實(shí)驗(yàn).[J].江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)2013，4(23):300-303.)。
[0003]制備鈦酸鈣主要采用固相化學(xué)法和和濕化學(xué)方法。固相化學(xué)法主要用1^02和CaCO3 [或Ca0、Ca (OH)2]作原料在高溫(1000-1500 °C )下，反應(yīng)物界面間經(jīng)過(guò)接觸，反應(yīng)，經(jīng)歷成核，晶體生長(zhǎng)等過(guò)程反應(yīng)而生成鈦酸鈣，其明顯的缺點(diǎn)包括容易引起樣品的污染、效率低、能耗大、樣品不純，很難得到小尺寸樣品，但由于該法制備工藝簡(jiǎn)單、能獲得大量產(chǎn)品及低廉的成本等優(yōu)點(diǎn)，因此常被用來(lái)制備粉體材料。為了得到尺寸小和均一，純度比較高的鈦酸鈣粉體，研究者大部分濕化學(xué)方法，其主要包括共沉淀法，溶膠凝膠法，水熱合成法；其中共沉淀法和水熱法主要采用鈦酸，而鈦酸必須在一定的PH下存在，為了穩(wěn)定pH，一般在溶液中加入一定量的氨水(或Na0H、K0H)，得到的產(chǎn)物必須經(jīng)過(guò)多層洗滌，去除雜質(zhì)離子，然后再高溫(1000-1500 0C )下得到比較均一粉體材料，但是，由于鈦酸在水中的溶液度很小，所需的反應(yīng)時(shí)間很長(zhǎng)，導(dǎo)致效率低，能耗大，很難達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)；溶膠凝膠法在液相下將有機(jī)鈣和有機(jī)鈦均勻混合，進(jìn)行水解、聚合反應(yīng)，生成穩(wěn)定的透明溶膠，溶膠經(jīng)一定時(shí)間的陳化膠粒間緩慢聚合形成凝膠，凝膠具有三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，失去流動(dòng)性的溶劑充滿其中，凝膠經(jīng)過(guò)緩慢低溫干燥、煅燒后可制備出分子乃至納米亞結(jié)構(gòu)的鈦酸鈣材料，這種方法容易制備各種形狀，較低的煅燒溫度，樣品純度高，組成成分較好控制，具有較好的化學(xué)組分均勻性和流變特性，但是有機(jī)鈣的化合物一般價(jià)格高，溶膠凝膠形成過(guò)程的時(shí)間周期長(zhǎng)一般為I天以上，此過(guò)程和干燥過(guò)程使得大量的有機(jī)溶劑流失，造成浪費(fèi)，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0004]超臨界流體同時(shí)具有氣體和液體的雙重特性，超臨界流體的粘度極小，相當(dāng)于氣體的粘度；超臨界流體具有很大的自擴(kuò)散力；溶解具有相對(duì)選擇性，可以增強(qiáng)不同物質(zhì)間的混合，提高反應(yīng)速率；超臨界流體不存在表面張力，因此沒(méi)有氣液兩相邊界，不同物質(zhì)在超臨界態(tài)可以完全互溶。使用超臨界流體作為反應(yīng)溶劑可以形成均相的反應(yīng)條件，有時(shí)甚至可以避免催化劉的使用。如今，超臨界流體已經(jīng)在超臨界流體萃取、超臨界流體色譜、超臨界水氧化、超臨界干燥與清潔、超臨界浸績(jī)與染色、微納尺寸顆粒制備、化學(xué)反應(yīng)等諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種高效、快速的的超臨界乙醇流體制備納米片狀鈦酸鈣的方法，以解決鈦酸鈣粉體的尺度小和均一性、純度不高等問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明的超臨界乙醇流體制備納米片狀鈦酸鈣的方法，其特征在于:
包括以下步驟:
(1)在室溫下，準(zhǔn)確稱量一定量的鈦源，利用超聲波輔助溶解于無(wú)水乙醇，使其充分溶
解；
(2)在室溫下，按照化學(xué)計(jì)量比，準(zhǔn)確稱量鈣源，并將鈣源在與上述無(wú)水乙醇等量的無(wú)水乙醇中,利用超聲波輔助使其充分溶解；
(3)將上述2種有機(jī)溶液轉(zhuǎn)移至高壓反應(yīng)釜內(nèi)襯中，加入相對(duì)應(yīng)的無(wú)水乙醇，密閉高壓反應(yīng)釜；用純凈的氮?dú)獯祾吒邏悍磻?yīng)釜，使其排除釜內(nèi)的氧氣；設(shè)定反應(yīng)溫度和轉(zhuǎn)速，啟動(dòng)加熱和攪拌，等到升到設(shè)定溫度時(shí)，維持一定的反應(yīng)時(shí)間；
(4)關(guān)閉加熱和攪拌裝置，等到氣壓降低后，打開(kāi)排氣閥，在循環(huán)冷凝裝置中將反應(yīng)的有機(jī)溶劑回收，直至無(wú)液體流出，自然冷卻，得到氣溶膠狀的納米顆粒；
(5)收集氣溶膠狀的納米顆粒，加熱煅燒一段時(shí)間，得到納米片狀結(jié)構(gòu)的CaTiO3粉末。
[0007]步驟(1)中，鈦源為鈦酸四丁酯、鈦酸四異丙酯中的一種。
[0008]步驟(2)中，鈣源為四水硝酸鈣、無(wú)水氯化鈣中的一種。
[0009]步驟(3)中，溫度為:上述溫度為243-255°C。
[0010]步驟(3)中，維持反應(yīng)時(shí)間為30— 300min。
[0011]步驟(4)中，等到氣壓降到2_3Mpa，溫度降到180_215°C，打開(kāi)排氣閥。
[0012]步驟(5)中，煅燒時(shí)加熱到500—850°C，反應(yīng)維持時(shí)間為l_4h。
[0013]步驟(1)中，鈦源溶解后濃度為0.1—3mol/Lo
[0014]本發(fā)明的納米片狀鈦酸鈣，其特征在于:由本發(fā)明所述的方法制成。
[0015]本發(fā)明的有益效果是，a)本發(fā)明使用的有機(jī)溶劑可以通過(guò)冷凝裝置回收再利用，有利于節(jié)約成本；b)本發(fā)明得到的鈦酸鈣粉體的直徑在50nm左右，而且分布均勻，c)本發(fā)明得到的鈦酸鈣粉體煅燒溫度低，反應(yīng)時(shí)間短，有利于降低能耗；d)本發(fā)明得到的鈦酸鈣粉體與標(biāo)準(zhǔn)卡片號(hào)JCPDS 42-0423很好的吻合，證明得到高純的鈦酸鈣。該鈦酸鈣粉末可以廣泛應(yīng)用于陶瓷電容器、PTC熱敏電阻器、微波天線、濾波器以及不銹鋼焊條等領(lǐng)域。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1顯示了實(shí)施例1的鈦酸鈣(CaTiO3)樣品的粉末X-射線衍射圖(XRD圖)。圖2顯示了實(shí)施例1的鈦酸鈣(CaTiO3)樣品的透射電子顯微鏡圖(TEM圖)。圖3顯示了實(shí)施例2的鈦酸鈣(CaTiO3)樣品的粉末X-射線衍射圖(XRD圖)。圖4顯示了實(shí)施例2的鈦酸鈣(CaTiO3)樣品的透射電子顯微鏡圖(TEM圖)。實(shí)施例3-8的鈦酸鈣(CaTiO3)樣品的粉末X-射線衍射圖(XRD圖)和透射電子顯微鏡圖(TEM圖)與之相似，證明實(shí)施例1-8的反應(yīng)所生成的物質(zhì)為納米級(jí)的CaTi03。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1:
在室溫下，將44.447g鈦酸四丁酯利用超聲波輔助溶解于溶入200ml無(wú)水乙醇中；在室溫下，按照化學(xué)計(jì)量比，算出加入四水硝酸鈣的質(zhì)量為30.5285g，準(zhǔn)確稱量，將四水硝酸鈣利用超聲波輔助溶解于溶入200ml無(wú)水乙醇中；將上述兩種混合溶液加入1000mL反應(yīng)釜中，在加入450ml的無(wú)水乙醇中，總體積為850ml，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜的溫度設(shè)定為245.(TC，反應(yīng)釜初始轉(zhuǎn)速設(shè)為450 r/min,轉(zhuǎn)速結(jié)束時(shí)間為2h，反應(yīng)開(kāi)始前，用氮?dú)獯祾吒邏悍磻?yīng)釜三次，使其排除釜內(nèi)的氧氣，打開(kāi)加熱和攪拌開(kāi)關(guān)，待反應(yīng)釜內(nèi)溫度到達(dá)設(shè)定溫度后，維持反應(yīng)時(shí)間2h。反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜電壓，使得加熱電壓為0，打開(kāi)循環(huán)冷凝裝置，等到溫度降到205.(TC，大概壓力為2.1MPa，打開(kāi)反應(yīng)釜的進(jìn)氣閥(或者出氣閥)調(diào)節(jié)出氣的流速，收集無(wú)水乙醇。待無(wú)水乙醇流出關(guān)閉反應(yīng)裝置。自然冷卻到室溫，收集氣溶膠狀的納米顆粒，在氣體氣氛中(可以在氮?dú)饣驓鍤猸h(huán)境中，也可以在空氣中，以下實(shí)施例與此處相同)，加熱到800°C，反應(yīng)維持時(shí)間為2h。熱處理后得到納米級(jí)的CaTiO3樣品。
[0018]實(shí)施例2
在室溫下，將10.891g鈦酸四丁酯利用超聲波輔助溶解于溶入100mL無(wú)水乙醇中；在室溫下，按照化學(xué)計(jì)量比，算出加入四水硝酸鈣的質(zhì)量為7.557g，準(zhǔn)確稱量，將四水硝酸鈣利用超聲波輔助溶解于溶入100mL無(wú)水乙醇中；將上述兩種混合溶液加入1000mL反應(yīng)爸中，在加入600ml的無(wú)水乙醇中，總體積為800ml，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜的溫度設(shè)定為245.(TC，反應(yīng)釜初始轉(zhuǎn)速設(shè)為450 r/min，轉(zhuǎn)速結(jié)束時(shí)間為lh，反應(yīng)開(kāi)始前，用氮?dú)獯祾吒邏悍磻?yīng)釜三次，使其排除釜內(nèi)的氧氣，打開(kāi)加熱和攪拌開(kāi)關(guān)，待反應(yīng)釜內(nèi)溫度到達(dá)設(shè)定溫度后，維持反應(yīng)時(shí)間lh。反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜電壓，使得加熱電壓為0，打開(kāi)循環(huán)冷凝裝置，等到溫度降到206.0 V，大概壓力為2.2MPa，打開(kāi)反應(yīng)釜的進(jìn)氣閥(或者出氣閥)調(diào)節(jié)出氣的流速，收集無(wú)水乙醇。待無(wú)水乙醇流出關(guān)閉反應(yīng)裝置。自然冷卻到室溫，收集氣溶膠狀的納米顆粒，在氣體氣氛中，加熱到700°C，反應(yīng)維持時(shí)間為2h。熱處理后得到納米級(jí)的CaTiO3樣品。
[0019]實(shí)施例3
在室溫下，將15.753g鈦酸四丁酯利用超聲波輔助溶解于溶入200ml無(wú)水乙醇中；在室溫下，按照化學(xué)計(jì)量比，算出加入無(wú)水CaC12的質(zhì)量為5.317g，準(zhǔn)確稱量，將CaCl2利用超聲波輔助溶解于溶入200ml無(wú)水乙醇中；將上述兩種混合溶液加入1000mL反應(yīng)釜中，在加入400ml的無(wú)水乙醇中，總體積為800ml，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜的溫度設(shè)定為248.(TC，反應(yīng)釜初始轉(zhuǎn)速設(shè)為550 r/min，轉(zhuǎn)速結(jié)束時(shí)間為1.5h，反應(yīng)開(kāi)始前，用氮?dú)獯祾吒邏悍磻?yīng)釜三次，使其排除釜內(nèi)的氧 氣，打開(kāi)加熱和攪拌開(kāi)關(guān)，待反應(yīng)釜內(nèi)溫度到達(dá)設(shè)定溫度后，維持反應(yīng)時(shí)間2h。反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜電壓，使得加熱電壓為0，打開(kāi)循環(huán)冷凝裝置，等到溫度降到210.(TC，大概壓力為2.9MPa，打開(kāi)反應(yīng)釜的進(jìn)氣閥(或者出氣閥)調(diào)節(jié)出氣的流速，收集無(wú)水乙醇。待無(wú)水乙醇流出關(guān)閉反應(yīng)裝置。自然冷卻到室溫，收集氣溶膠狀的納米顆粒，在氣體氣氛中，加熱到800°C，反應(yīng)維持時(shí)間為lh。熱處理后得到納米級(jí)的CaTiO3樣品。
[0020]實(shí)施例4
在室溫下，將20.865g鈦酸四丁酯利用超聲波輔助溶解于溶入200ml無(wú)水乙醇中；在室溫下，按照化學(xué)計(jì)量比，算出加入四水硝酸鈣的質(zhì)量為14.476g，準(zhǔn)確稱量，將四水硝酸鈣利用超聲波輔助溶解于溶入200ml無(wú)水乙醇中；將上述兩種混合溶液加入1000mL反應(yīng)爸中，在加入350ml的無(wú)水乙醇中，總體積為750ml，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜的溫度設(shè)定為250.(TC，反應(yīng)釜初始轉(zhuǎn)速設(shè)為600 r/min,轉(zhuǎn)速結(jié)束時(shí)間為2h，反應(yīng)開(kāi)始前，用氮?dú)獯祾吒邏悍磻?yīng)釜三次，使其排除釜內(nèi)的氧氣，打開(kāi)加熱和攪拌開(kāi)關(guān)，待反應(yīng)釜內(nèi)溫度到達(dá)設(shè)定溫度后，維持反應(yīng)時(shí)間4h。反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜電壓，使得加熱電壓為0，打開(kāi)循環(huán)冷凝裝置，等到溫度降到200.(TC，大概壓力為2.0MPa，打開(kāi)反應(yīng)釜的進(jìn)氣閥(或者出氣閥)調(diào)節(jié)出氣的流速，收集無(wú)水乙醇。待無(wú)水乙醇流出關(guān)閉反應(yīng)裝置。自然冷卻到室溫，收集氣溶膠狀的納米顆粒，在氣體氣氛中，加熱到600°C，反應(yīng)維持時(shí)間為2h。熱處理后得到納米級(jí)的CaTiO3樣品。
[0021]實(shí)施例5
在室溫下，將14.502鈦酸四異丙酯利用超聲波輔助溶解于溶入200ml無(wú)水乙醇中；在室溫下，按照化學(xué)計(jì)量比，算出加入四水硝酸鈣的質(zhì)量為11.927g，準(zhǔn)確稱量，將四水硝酸鈣利用超聲波輔助溶解于溶入200ml無(wú)水乙醇中；將上述兩種混合溶液加入1000mL反應(yīng)爸中，在加入400ml的無(wú)水乙醇中，總體積為800ml，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜的溫度設(shè)定為255.(TC，反應(yīng)釜初始轉(zhuǎn)速設(shè)為600 r/min,轉(zhuǎn)速結(jié)束時(shí)間為2h，反應(yīng)開(kāi)始前，用氮?dú)獯祾吒邏悍磻?yīng)釜三次，使其排除釜內(nèi)的氧氣，打開(kāi)加熱和攪拌開(kāi)關(guān)，待反應(yīng)釜內(nèi)溫度到達(dá)設(shè)定溫度后，維持反應(yīng)時(shí)間4h。反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜電壓，使得加熱電壓為0，打開(kāi)循環(huán)冷凝裝置，等到溫度降到203.(TC，大概壓力為2.1MPa，打開(kāi)反應(yīng)釜的進(jìn)氣閥(或者出氣閥)調(diào)節(jié)出氣的流速，收集無(wú)水乙醇。待無(wú)水乙醇流出關(guān)閉反應(yīng)裝置。自然冷卻到室溫，收集氣溶膠狀的納米顆粒，在氣體氣氛中，加熱到600°C，反應(yīng)維持時(shí)間為3h。熱處理后得到納米級(jí)的CaTi03樣品。
[0022]實(shí)施例6
在室溫下，將43.503鈦酸四異丙酯利用超聲波輔助溶解于溶入300ml無(wú)水乙醇中；在室溫下，按照化學(xué)計(jì)量比，算出加入四水硝酸鈣的質(zhì)量為35.780g，準(zhǔn)確稱量，將四水硝酸鈣利用超聲波輔助溶解于溶入300ml無(wú)水乙醇中；將上述兩種混合溶液加入1000mL反應(yīng)爸中，在加入250ml的無(wú)水乙醇中，總體積為850ml，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜的溫度設(shè)定為243.(TC，反應(yīng)釜初始轉(zhuǎn)速設(shè)為500 r/min,轉(zhuǎn)速結(jié)束時(shí)間為2h，反應(yīng)開(kāi)始前，用氮?dú)獯祾吒邏悍磻?yīng)釜三次，使其排除釜內(nèi)的氧氣，打開(kāi)加熱和攪拌開(kāi)關(guān)，待反應(yīng)釜內(nèi)溫度到達(dá)設(shè)定溫度后，維持反應(yīng)時(shí)間5h。反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜電壓，使得加熱電壓為0，打開(kāi)循環(huán)冷凝裝置，等到溫度降到205.(TC，大概壓力為2.2MPa，打開(kāi)反應(yīng)釜的進(jìn)氣閥(或者出氣閥)調(diào)節(jié)出氣的流速，收集無(wú)水乙醇。待無(wú)水乙醇流出關(guān)閉反應(yīng)裝置。自然冷卻到室溫，收集氣溶膠狀的納米顆粒，在氣體氣氛中，加熱到600°C，反應(yīng)維持時(shí)間為3h。熱處理后得到納米級(jí)的CaTi03樣品。
[0023]實(shí)施例7
在室溫下，將43.503鈦酸四異丙酯利用超聲波輔助溶解于溶入300ml無(wú)水乙醇中；在室溫下，按照化學(xué)計(jì)量比，算出加入四水硝酸鈣的質(zhì)量為35.780g，準(zhǔn)確稱量，將四水硝酸鈣利用超聲波輔助溶解于溶入300ml無(wú)水乙醇中；將上述兩種混合溶液加入1000mL反應(yīng)爸中，在加入250ml的無(wú)水乙醇中，總體積為850ml，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜的溫度設(shè)定為244.(TC，反應(yīng)釜初始轉(zhuǎn)速設(shè)為500 r/min,轉(zhuǎn)速結(jié)束時(shí)間為2h，反應(yīng)開(kāi)始前，用氮?dú)獯祾吒邏悍磻?yīng)釜三次，使其排除釜內(nèi)的氧氣，打開(kāi)加熱和攪拌開(kāi)關(guān)，待反應(yīng)釜內(nèi)溫度到達(dá)設(shè)定溫度后，維持反應(yīng)時(shí)間5h。反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜電壓，使得加熱電壓為0，打開(kāi)循環(huán)冷凝裝置，等到溫度降到205.(TC，大概壓力為2.2MPa，打開(kāi)反應(yīng)釜的進(jìn)氣閥(或者出氣閥)調(diào)節(jié)出氣的流速，收集無(wú)水乙醇。待無(wú)水乙醇流出關(guān)閉反應(yīng)裝置。自然冷卻到室溫，收集氣溶膠狀的納米顆粒，在氣體氣氛中，加熱到850°C，反應(yīng)維持時(shí)間為4h。熱處理后得到納米級(jí)的CaTi03樣品。
[0024]實(shí)施例8 在室溫下，將44.447g鈦酸四丁酯利用超聲波輔助溶解于溶入200ml無(wú)水乙醇中；在室溫下，按照化學(xué)計(jì)量比，算出加入四水硝酸鈣的質(zhì)量為30.5285g，準(zhǔn)確稱量，將四水硝酸鈣利用超聲波輔助溶解于溶入200ml無(wú)水乙醇中；將上述兩種混合溶液加入1000mL反應(yīng)釜中，在加入450ml的無(wú)水乙醇中，總體積為850ml，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜的溫度設(shè)定為245.(TC，反應(yīng)釜初始轉(zhuǎn)速設(shè)為450 r/min,轉(zhuǎn)速結(jié)束時(shí)間為2h，反應(yīng)開(kāi)始前，用氮?dú)獯祾吒邏悍磻?yīng)釜三次，使其排除釜內(nèi)的氧氣，打開(kāi)加熱和攪拌開(kāi)關(guān)，待反應(yīng)釜內(nèi)溫度到達(dá)設(shè)定溫度后，維持反應(yīng)時(shí)間2h。反應(yīng)結(jié)束后，調(diào)節(jié)反應(yīng)釜電壓，使得加熱電壓為0，打開(kāi)循環(huán)冷凝裝置，等到溫度降到205.(TC，大概壓力為2.1MPa,打開(kāi)反應(yīng)釜的進(jìn)氣閥(或者出氣閥)調(diào)節(jié)出氣的流速，收集無(wú)水乙醇。待無(wú)水乙醇流出關(guān)閉反應(yīng)裝置。自然冷卻到室溫，收集氣溶膠狀的納米顆粒，在氣體氣氛中，加熱到500°C，反應(yīng)維持時(shí)間為4h。熱處理后得到納米級(jí)的CaTi03樣品。
【權(quán)利要求】
1.一種超臨界乙醇流體制備納米片狀鈦酸鈣的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)在室溫下，準(zhǔn)確稱量一定量的鈦源，利用超聲波輔助溶解于無(wú)水乙醇，使其充分溶解； (2)在室溫下，按照化學(xué)計(jì)量比，準(zhǔn)確稱量鈣源，并將鈣源在與上述無(wú)水乙醇等量的無(wú)水乙醇中,利用超聲波輔助使其充分溶解； (3)將上述2種有機(jī)溶液轉(zhuǎn)移至高壓反應(yīng)釜內(nèi)襯中，加入相對(duì)應(yīng)的無(wú)水乙醇，密閉高壓反應(yīng)釜；用純凈的氮?dú)獯祾吒邏悍磻?yīng)釜，使其排除釜內(nèi)的氧氣；設(shè)定反應(yīng)溫度和轉(zhuǎn)速，啟動(dòng)加熱和攪拌，等到升到設(shè)定溫度時(shí)，維持一定的反應(yīng)時(shí)間； (4)關(guān)閉加熱和攪拌裝置，等到氣壓降低后，打開(kāi)排氣閥，在循環(huán)冷凝裝置中將反應(yīng)的有機(jī)溶劑回收，直至無(wú)液體流出，自然冷卻，得到氣溶膠狀的納米顆粒； (5)收集氣溶膠狀的納米顆粒，加熱煅燒一段時(shí)間，得到納米片狀結(jié)構(gòu)的CaTiO3粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界乙醇流體制備納米片狀鈦酸鈣的方法，其特征在于:步驟(1)中，鈦源為鈦酸四丁酯、鈦酸四異丙酯中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界乙醇流體制備納米片狀鈦酸鈣的方法，其特征在于:步驟(2 )中，鈣源為四水硝酸鈣、無(wú)水氯化鈣中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界乙醇流體制備納米片狀鈦酸鈣的方法，其特征在于:步驟(3)中，溫度為:上述溫度為243-255°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界乙醇流體制備納米片狀鈦酸鈣的方法，其特征在于:步驟(3)中，維持反應(yīng)時(shí)間為30— 300min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界乙醇流體制備納米片狀鈦酸鈣的方法，其特征在于:步驟(4)中，等到氣壓降到2-3Mpa，溫度降到180_215°C，打開(kāi)排氣閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界乙醇流體制備納米片狀鈦酸鈣的方法，其特征在于:步驟(5)中，煅燒時(shí)加熱到500—850°C，反應(yīng)維持時(shí)間為l_4h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界乙醇流體制備納米片狀鈦酸鈣的方法，其特征在于:步驟(1)中，鈦源溶解后濃度為0.1 — 3mol/L。
9.一種納米片狀鈦酸鈣，其特征在于:由權(quán)利要求1所述的的方法制成。
【文檔編號(hào)】B82Y40/00GK103922393SQ201410122098
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月29日
【發(fā)明者】楊偉, 王勝偉, 王瑛, 王玉強(qiáng), 趙成龍, 宋春華 申請(qǐng)人:山東玉皇化工有限公司