钙钛矿型复合氧化物纳米晶体胶的制备方法_4

文档序号:9225403阅读:来源:国知局
同于实施例1~5,本实施的NdTiO3是另一类的钙钛矿型复合氧化物,即其他的 含钡或含钛的复合氧化物,具体是BaTiO3中的Ba被Nd完全取代。本实施的NdTiO 3的制备 过程如下:
[0121] (1)提供Nd源和钛源,其中Nd源为乙酰丙酮钕,钛源为异丙醇钛;
[0122] (2)制备过程可参考实施例6,不同点在于:乙酰丙酮锰替换为乙酰丙酮钕,同时 乙酰丙酮钕的质量根据其相对分子质量做相应变化;
[0123] (3)本步骤参考实施例1,也可以制得透明而稳定的纳米晶胶体溶液。
[0124] 上述实施例1~7中的溶剂一一含水乙醇中的乙醇还可以用甲醇或异丙醇代替, 亦或者是甲醇、乙醇、异丙醇至少两种的混合物,只需能溶解各种金属的前驱物即可。
[0125] 由上述实施例1~7可知,采用不同的金属有机盐,如有机醇盐、乙酰丙酮盐作为 反应的原材料,可以在静态和中温的条件下通过自聚集合成易分离纯化的纳米颗粒。上述 实施例采用自聚集技术合成的钙钛矿型复合氧化物纳米颗粒如图4所示,从左至右依次为 实施例3制备的Baa7Sra3TiO3纳米晶体胶、实施例5制备的Ba ^97LaaCl3TiO3纳米晶体胶、实 施例6制备的MnTiO3纳米晶体胶和实施例7制备的NdTiO 3纳米晶体胶。另外,经X射线 光衍射分析(XRD),证实了实施例1~制备的产物为高结晶度、高纯度的钙钛矿型复合氧化 物,如图5所示,图5中的X射线衍射图从上至下依次对应的是实施例4、实施例1和实施例 3的产物。
[0126] 以上内容仅为本发明的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本发明的 思想,在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为对本发明 的限制。
【主权项】
1. 一种钙钛矿型复合氧化物纳米晶体胶的制备方法,其特征在于,该钙钛矿型复合氧 化物纳米晶体胶用下述通式(a)表示: Ba1-AT ii-yNy03+z (a) 通式(a)中,O彡x<l,0彡y<l,z为氧过剩部分; M为碱土金属元素、稀土元素、VIIB族元素、VIII族元素中的至少一种; N为IVB族元素、VIIB族元素、VIII族元素中的至少一种; 通式(a)表示的钙钛矿型复合氧化物纳米晶体胶的制备方法包括如下步骤: (1) 分别提供M源、钡源、N源和钛源; 所述M源为M的有机醇盐或乙酰丙酮盐; 所述钡源为钡的有机醇盐; 所述N源为N的有机醇盐或乙酰丙酮盐; 所述钛源为钛的有机醇盐; (2) 在惰性气体的保护下,根据通式(a)中各原子比例,将M源、钡源、N源与钛源溶于 含水的醇溶剂中,制得透明混合物,将所述透明混合物静置于15~70°C的环境中,制得如 通式(a)所示的纳米晶体胶。2. 根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:通式(a)中,M为La、NcU Sm、GcU Y、 Sr、Mn、Fe、Co 或 Ni ; 优选的』为^\21'、]?11、?6、(:0或附; 优选的,步骤(2)中,所述惰性气体为氮气; 优选的,步骤(2)中,将M源、钡源、N源与钛源在室温下溶于含水的醇溶剂中,制得透 明混合物; 优选的,步骤(2)中,所述醇溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或至少两种的混合; 优选的,步骤(2)中,所述透明混合物中,水的体积百分比为1~10% ; 优选的,步骤(2)中,所述透明混合物中,钡源或钛源的摩尔浓度为0. 05~0. 12mol/ L ; 优选的,步骤(2)中,所述透明混合物先静置、老化,然后再将老化的透明混合物静置 于15~70°C的环境中; 优选的,步骤(2)中,所述老化的温度为室温,所述老化的时间为4~12h ; 优选的,步骤(1)中,所述M源为碱土金属元素的有机醇盐、稀土元素的乙酰丙酮盐、 VIIB族元素的乙酰丙酮盐或VIII族元素的乙酰丙酮盐; 优选的,步骤(1)中,所述N源为IVB族元素的有机醇盐、VIIB族元素的乙酰丙酮盐或 VIII族元素的乙酰丙酮盐; 优选的,步骤(1)中,所述有机醇盐为相应金属的异丙醇盐、正丁醇盐、乙醇盐中的一 种。3. -种钙钛矿型复合氧化物纳米晶体胶的制备方法,其特征在于,该钙钛矿型复合氧 化物纳米晶体胶用下述通式(b)表示: ATiO3 (b) 通式(b)中,A为VIIB族元素、VIII族元素或稀土元素中的一种; 通式(b)表示的钙钛矿型复合氧化物纳米晶体胶的制备方法包括如下步骤: (1) 分别提供A源和Ti源; 其中,A源为A的乙酰丙酮盐,Ti源为Ti的有机醇盐; (2) 在惰性气体的保护下,根据通式(b)中各原子比例,将A源和Ti源溶于含水的醇溶 剂中,制得透明混合物,将所述透明混合物静置于15~70°C的环境中,制得如通式(b)所示 的纳米晶体胶。4. 根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于:通式(b)中,A为Mn、Fe、Co、Ni、Nd、 Sm、Gd 或 Y ; 优选的,步骤(2)中,所述惰性气体为氮气; 优选的,步骤(2)中,将A源和Ti源在室温下溶于含水的醇溶剂中,制得透明混合物; 优选的,步骤(2)中,所述醇溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇的一种或至少两种的混合物; 优选的,步骤(2)中,所述透明混合物中,水的体积百分比为1~10% ; 优选的,步骤(2)中,所述透明混合物中,钛源的摩尔浓度为0. 05~0. 12mol/L ; 优选的,步骤(2)中,所述透明混合物先静置、老化,然后再将老化的透明混合物静置 于15~70°C的环境中; 优选的,步骤(2)中,所述老化的温度为室温,所述老化的时间为4~12h ; 优选的,步骤(1)中,Ti源为Ti的异丙醇盐、正丁醇盐、乙醇盐中的一种。5. -种钙钛矿型复合氧化物纳米晶体胶的制备方法,其特征在于,该钙钛矿型复合氧 化物纳米晶体胶用下述通式(c)表示: BaBO3 (c) 通式(c)中,B为VIIB族元素中的一种; 通式(c)表示的钙钛矿型复合氧化物纳米晶体胶的制备方法包括如下步骤: (1) 分别提供Ba源和B源; 其中,Ba源为Ba的有机醇盐,B源为B的乙酰丙酮盐; (2) 在惰性气体的保护下,根据通式(c)中各原子比例,将Ba源和B源溶于含水的醇溶 剂中,制得透明混合物,将所述透明混合物静置于15~70°C的环境中,制得如通式(c)所示 的纳米晶体胶。6. 根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于:通式(c)中,B为Mn ; 优选的,步骤(2)中,所述惰性气体为氮气; 优选的,步骤(2)中,将Ba源和B源在室温下溶于含水的醇溶剂中,制得透明混合物; 优选的,步骤(2)中,所述醇溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或至少两种的混合物; 优选的,步骤(2)中,所述透明混合物中,水的体积百分比为1~10% ; 优选的,步骤(2)中,所述透明混合物中,钡源的摩尔浓度为0. 05~0. 12mol/L ; 优选的,步骤(2)中,所述透明混合物先静置、老化,然后再将老化的透明混合物静置 于15~70°C的环境中; 优选的,步骤(2)中,所述老化的温度为室温,所述老化的时间为4~12h ; 优选的,步骤(1)中,所述Ba源为Ba的异丙醇盐、正丁醇盐、乙醇盐中的一种。7. 根据权利要求1至6任一项所述的制备方法,其特征在于:在步骤(2)之后还包括 步骤(3),将步骤(2)制备的纳米晶体胶分散至极性溶剂中,制得钙钛矿复合氧化物纳米晶 体胶体溶液。8. 根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于:所述纳米晶体胶通过超声清洗器分 散至极性溶剂中。9. 根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于:所述极性溶剂为乙醇、糠醇、二甲基 甲酰胺中的一种或至少两种的混合物。10. 根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于:所述钙钛矿复合氧化物纳米晶体胶 体溶液中,所述纳米晶体胶的浓度为10~60mg/mL。
【专利摘要】本发明涉及一种钙钛矿型复合氧化物纳米晶体胶的制备方法,该钙钛矿型复合氧化物纳米晶体胶用下述通式(a)表示:Ba1-xMxTi1-yNyO3+z(a);通式(a)中,0≤x<1,0≤y<1,z为氧过剩部分;M为碱土金属元素、稀土元素、VIIB族元素、VIII族元素中的至少一种;N为IVB族元素、VIIB族元素、VIII族元素中的至少一种;通式(a)表示的纳米晶体胶的制备方法是将各种金属的有机源溶解在醇溶剂中形成透明溶液,在近室温和静态的条件下,采用自聚集技术合成了各种钙钛矿型复合氧化物。本制备方法合成的纳米颗粒具有优异的单分散性,无需借助表面配体,即可分散至极性溶剂中形成高稳定的纳米胶体溶液。
【IPC分类】B01J13/00
【公开号】CN104941539
【申请号】CN201510321350
【发明人】黄立民, 刘双翼
【申请人】南方科技大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月12日
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