水热法合成钛酸锶工艺优化及其机理研究

发布时间：2024-05-29 02:40

　　钛酸银为白色立方晶体的钙钛矿型(Perovskite)氧化物,在电子陶瓷等领域用途广泛,具有介电常数高和损耗低以及热稳定性好的优点,并具有优异的压电与铁电性能,在电子和陶瓷及机械领域有广泛的应用;SrTiO3禁带宽度为3.2 eV,禁带宽度高、光催化活性好,具有优异的氧化还原催化活性,在光催化领域受到了广泛关注。钛酸锶的常规合成方法是通过碳酸锶和二氧化钛之间的高温固相反应,需要经过高温煅烧。用这种方法得到的粉末通常团聚现象严重、杂质多且颗粒形貌不规则,既不适用于光催化领域,也不适合用于加工具有亚微米或纳米颗粒的致密陶瓷。由此产生了多种湿化学方法,比如溶胶-凝胶法、燃烧法、溶解-沉淀法、微波合成法、溶剂热法、化学共沉淀法和水热法等,其中,水热合成不需要退火处理以改善结晶度,具有流程短、操作易、产物指标可调控等优点。本论文采用一步水热法,以廉价易得的锐钛矿二氧化钛(TiO2)为钛源,以八水合氢氧化锶(Sr(OH)2·8H20)为锶源合成钛酸锶纳米粉体。通过单因素实验和多因素正交试验,系统考察反应温度、反应时间、碱性介质浓度、反应物浓度、Sr/Ti摩尔比、油酸添加方法等工艺参数对产物粒度、晶...

【文章页数】：115 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 钙钛矿型结构及SrTiO3

        1.2.1 钙钛矿结构
        1.2.2 钙钛矿结构SrTiO₃及其性能
    1.3 SrTiO₃的主要制备方法及研究进展
        1.3.1 高温固相反应法
        1.3.2 溶胶-凝胶法
        1.3.3 共沉淀法
        1.3.4 水热法
        1.3.5 其它合成方法
    1.4 SrTiO₃光催化性能研究进展
    1.5 SrTiO₃的应用前景
    1.6 本课题的研究思路及主要研究内容
第2章 实验部分
    2.1 实验试剂
    2.2 实验仪器和分析检测仪器设备
    2.3 实验方法及流程示意图
    2.4 影响因素系列实验
    2.5 主要表征方法
        2.5.1 X射线粉末衍射表征
        2.5.2 热场发射扫描电子显微镜与能谱分析
        2.5.3 透射电子显微镜表征
        2.5.4 激光粒度分析仪
        2.5.5 电感耦合等离子体光谱仪
第3章 钛酸锶的工艺优化与产物调控
    3.1 钛酸锶产物纯度的调控
        3.1.1 反应物浓度和物料Sr/Ti摩尔比对产物纯度的影响
        3.1.2 反应时间和碱性介质浓度对产物纯度的影响
        3.1.3 反应温度对产物纯度的影响
        3.1.4 小结
    3.2 钛酸锶产物形貌的调控
        3.2.1 反应物浓度和物料Sr/Ti摩尔比对产物形貌的影响
        3.2.2 反应时间和碱性介质浓度对产物形貌的影响
        3.2.3 反应温度对产物形貌的影响
        3.2.4 油酸对产物形貌的影响
        3.2.5 小结
    3.3 钛酸锶产物粒度的调控
        3.3.1 反应物浓度和Sr/Ti摩尔比对产物粒度的影响
        3.3.2 反应时间和碱性介质浓度对产物粒度的影响
        3.3.3 反应温度和油酸对产物粒度的影响
        3.3.4 小结
    3.4 正交实验
    3.5 本章小结
第4章 钛酸锶微观结构与合成机理研究
    4.1 钛酸银产物微观结构表征
    4.2 水热法的晶体生长与钛酸锶水热合成机理研究
        4.2.1 水热法法晶体生长机理
        4.2.2 钛酸锶水热合成机理研究
    4.3 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3983960

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