溶胶-凝胶法制备La_2-xBa_xCuO₄粉体的方法

专利名称：溶胶-凝胶法制备La_2-xBa_xCuO₄粉体的方法
技术领域：
本发明涉及一种La2_xBiixCU04粉体的制备方法，具体涉及一种溶胶_凝胶法制备 La2^xBaxCuO4粉体的方法。
背景技术：
La2^xMxCuO4(M = Ca, Sr，Ba)等氧缺位的钙钛矿结构目前已被广泛研究。自从贝德诺兹和缪勒发现第一个高温超导氧化物La2_xBaxCu04(LBCO)以来，LBCO已经得到了广泛深入的研究，后来人们逐渐发现，在La2_xBaxCu04体系中，当χ接近1/8时，Tc被强烈压制， 其正常态物理性质也相对于La2_xSrxCu04来讲出现异常行为，即“1/8反常现象”，在LBCO体系中，当χ在1/8附近时，存在个低温下的结构相变，即从低温正交相(LTO)到低温四方相 (LTT)的转变(从高温到低温)，在La2JiixCuO4超导体中，当La被替代含量为0.125 (1/8) 时，超导转变温度被抑制的问题一直是一个研究的热点，但至今其中的物理机制仍没有解释清楚，很有必要继续进行研究。目前，报道的制备LevxBeixCuO4的方法主要是固相法[HU Baofu，WANG Yanwen. STUDY OF La2_xBaxCu04SUPERC0NDUCT0R BY PAT[J]. CHINESE JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS,2005,27 (5) :555-558. ]，[ZHANG Heng, DONG Xinfa, LIN ffeiming. Synthesis and Oxygen Permeability of La2_xBaxCu04 Ceramic Membranes [J]. Chinese Rare earths, 2007，28 (2) :30-32.]，但固态反应法为了获得纯度高的目标产物，反应物粉应该足够细，且需要在高温下长时间焙烧以及多次中间研磨，该方法耗费时间，且在产物中有较多的杂质相。

发明内容
本发明的目的在于提供一种反应在低温下进行，大大降低了能耗，节约了成本，且对设备要求低，操作简单的溶胶-凝胶法制备La2_xBaxCu04粉体的方法。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是1)取:35ml 95ml蒸馏水加入烧杯中，按La Ba Cu = 2-χ χ 1摩尔比将分析纯的硝酸镧(La(NO3)3 ·6Η20)、硝酸钡(Ba(NO3)2)和硝酸铜(Cu (NO3) 3 · 3Η20)加入烧杯中磁力搅拌至完全溶解配制成硝酸镧浓度为0. 1-0. 4mol/L的溶液A，其中χ = 0. 02 0. 3 ；2)按柠檬酸与金属阳离子总和的摩尔比为(0.5 2. 5) 1将分析纯的柠檬酸 (C6H8O7 · H2O)加入溶液A中，常温搅拌均勻得溶液B ；3)向溶液B中逐滴加入质量百分数为3% 5%的氨水，调节ρΗ为1.5 4，得溶液C ；4)将溶液C置入鼓风干燥箱中，于60V 110°C恒温干燥得干凝胶；5)将干凝胶用研钵研成粉末，加入坩埚中，置入马弗炉中，以3 5°C /min的升温速率，自室温升温至500°C 900°C，保温0. 5h 讣，冷却至室温，取出坩埚，将其中物质研磨成粉末，即得La2_xBaxCu04粉体。由于溶胶-凝胶法是制备粉体的一种低温工艺，具有制品纯度高、化学均勻性好、 颗粒细、合成温度低、成分容易控制、工艺设备简单等优点。本发明采用成本较低的无机体系的溶胶-凝胶法制备LahBACuO4粉体，它的优点是凝胶中不同组员分布均勻，达到分子级或原子级，反应过程易于控制，可得到比表面积较大的粉体，并且设备要求低，操作简单。所获得的粉体粒径分布较窄，形貌可控，组分分布均勻的粉体，是制备微(纳)米级 La2^xBaxCuO4粉体的优良方法。


图1为实施例1所制备的La2JiixCuO4粉体的X-射线衍射(XRD)图谱。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。实施例1 1)取50ml蒸馏水加入烧杯中，按La Ba Cu = 1. 9 0. 1 1摩尔比将分析纯的硝酸镧(La(NO3)3 ·6Η20)、硝酸钡(Ba(NO3)2)和硝酸铜(Cu (NO3) 3 · 3Η20)加入烧杯中磁力搅拌至完全溶解配制成硝酸镧浓度为0. 2mol/L的溶液A ；2)按柠檬酸与金属阳离子总和的摩尔比为1.2 1将分析纯的柠檬酸 (C6H8O7 · H2O)加入溶液A中，常温搅拌均勻得溶液B ；3)向溶液B中逐滴加入质量百分数为4%的氨水，调节pH为2. 1，得溶液C ；4)将溶液C置入鼓风干燥箱中，于80°C恒温干燥得干凝胶；5)将干凝胶用研钵研成粉末，加入坩埚中，置入马弗炉中，以4°C /min的升温速率，自室温升温至700°C，保温池，冷却至室温，取出坩埚，将其中物质研磨成粉末，即得 La2^xBaxCuO4 粉体。由图1可以看出，制备出的产物基本为单一相的Lei2_xB￡IxCU04。实施例2:1)取:35ml蒸馏水加入烧杯中，按La Ba Cu = 1. 98 0. 02 1摩尔比将分析纯的硝酸镧(La(NO3)3 ·6Η20)、硝酸钡(Ba(NO3)2)和硝酸铜(Cu (NO3) 3 · 3Η20)加入烧杯中磁力搅拌至完全溶解配制成硝酸镧浓度为0. lmol/L的溶液A ；2)按柠檬酸与金属阳离子总和的摩尔比为2 1将分析纯的柠檬酸(C6H8O7 ·Η20) 加入溶液A中，常温搅拌均勻得溶液B ；3)向溶液B中逐滴加入质量百分数为3%的氨水，调节ρΗ为1.5，得溶液C;4)将溶液C置入鼓风干燥箱中，于60°C恒温干燥得干凝胶；5)将干凝胶用研钵研成粉末，加入坩埚中，置入马弗炉中，以5°C /min的升温速率，自室温升温至500°C，保温几，冷却至室温，取出坩埚，将其中物质研磨成粉末，即得 La2^xBaxCuO4 粉体。实施例3 1)取70ml蒸馏水加入烧杯中，按La Ba Cu = 1. 8 0. 2 1摩尔比将分析纯的硝酸镧(La(NO3)3 ·6Η20)、硝酸钡(Ba(NO3)2)和硝酸铜(Cu (NO3) 3 · 3Η20)加入烧杯中磁
4力搅拌至完全溶解配制成硝酸镧浓度为0. 3mol/L的溶液A ；2)按柠檬酸与金属阳离子总和的摩尔比为0.5 1将分析纯的柠檬酸 (C6H8O7 · H2O)加入溶液A中，常温搅拌均勻得溶液B ；3)向溶液B中逐滴加入质量百分数为5%的氨水，调节pH为4，得溶液C ；4)将溶液C置入鼓风干燥箱中，于110°C恒温干燥得干凝胶；5)将干凝胶用研钵研成粉末，加入坩埚中，置入马弗炉中，以3°C /min的升温速率，自室温升温至900°C，保温0.证，冷却至室温，取出坩埚，将其中物质研磨成粉末，即得 La2^xBaxCuO4 粉体。实施例4 1)取95ml蒸馏水加入烧杯中，按La Ba Cu = 1. 7 0. 3 1摩尔比将分析纯的硝酸镧(La(NO3)3 ·6Η20)、硝酸钡(Ba(NO3)2)和硝酸铜(Cu (NO3) 3 · 3Η20)加入烧杯中磁力搅拌至完全溶解配制成硝酸镧浓度为0. 4mol/L的溶液A ；2)按柠檬酸与金属阳离子总和的摩尔比为2.5 1将分析纯的柠檬酸 (C6H8O7 · H2O)加入溶液A中，常温搅拌均勻得溶液B ；3)向溶液B中逐滴加入质量百分数为3%的氨水，调节pH为3，得溶液C ；4)将溶液C置入鼓风干燥箱中，于100°C恒温干燥得干凝胶；5)将干凝胶用研钵研成粉末，加入坩埚中，置入马弗炉中，以4°C /min的升温速率，自室温升温至600°C，保温4h，冷却至室温，取出坩埚，将其中物质研磨成粉末，即得 La2^xBaxCuO4 粉体。
权利要求
1.溶胶-凝胶法制备La2_xBiixCU04粉体的方法，其特征在于1)取35ml 95ml蒸馏水加入烧杯中，按La Ba Cu = 2-χ χ 1摩尔比将分析纯的硝酸镧(La(NO3)3 ·6Η20)、硝酸钡(Ba(NO3)2)和硝酸铜(Cu (NO3) 3 · 3Η20)加入烧杯中磁力搅拌至完全溶解配制成硝酸镧浓度为0. 1-0. 4mol/L的溶液A，其中χ = 0. 02 0. 3 ；2)按柠檬酸与金属阳离子总和的摩尔比为(0.5 2.5) 1将分析纯的柠檬酸 (C6H8O7 · H2O)加入溶液A中，常温搅拌均勻得溶液B ；3)向溶液B中逐滴加入质量百分数为3% 5%的氨水，调节ρΗ为1.5 4，得溶液C;4)将溶液C置入鼓风干燥箱中，于60°C 110°C恒温干燥得干凝胶；5)将干凝胶用研钵研成粉末，加入坩埚中，置入马弗炉中，以3 5°C/min的升温速率，自室温升温至500°C 900°C，保温0. 5h 讣，冷却至室温，取出坩埚，将其中物质研磨成粉末，即得LivxBiixCuO4粉体。
全文摘要
溶胶-凝胶法制备La2-xBaxCuO4粉体的方法，将硝酸镧、硝酸钡和硝酸铜加入蒸馏水中得溶液A，向溶液A中加入柠檬酸得溶液B；向溶液B加入氨水，调节pH为1.5～4，得溶液C；将溶液C置入鼓风干燥箱中恒温干燥得干凝胶；将干凝胶用研钵研成粉末，加入坩埚中，置入马弗炉中加热反应后冷却至室温，将其中物质研磨成粉末，即得La2-xBaxCuO4粉体。本发明采用成本较低的无机体系的溶胶-凝胶法制备La2-xBaxCuO4粉体，它的优点是凝胶中不同组员分布均匀，达到分子级或原子级，反应过程易于控制，可得到比表面积较大的粉体，并且设备要求低，操作简单。所获得的粉体粒径分布较窄，形貌可控，组分分布均匀的粉体，是制备微(纳)米级La2-xBaxCuO4粉体的优良方法。
文档编号C01G3/00GK102502766SQ201110375498
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月23日 优先权日2011年11月23日
发明者吴建鹏, 曹丽云, 李意峰, 李碧, 黄剑锋 申请人:陕西科技大学