CN104402044A - 一种钛酸钡/石墨烯复合纳米材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钛酸钡/石墨烯复合纳米材料的制备方法，该方法采用的是湿化学反应法。其制备步骤包括：以乙二醇甲醚作为溶解钛离子的溶剂，利用氨水作为沉淀剂沉淀钛离子，加入氧化石墨烯水溶液充分混合；利用乙酸钡的去离子水溶液作为钡源，乙二胺和乙醇胺混合溶液作为溶剂；最后利用矿化剂氢氧化钾来促进晶化，经水热反应得到钛酸钡/石墨烯纳米粉体。本发明工艺过程简单，易于控制，无污染，成本低；制得钛酸钡/石墨烯复合纳米材料，纯度高，结晶性好。

Description

一种钛酸钡/石墨烯复合纳米材料的制备方法
技术领域
本发明涉及钛酸钡/石墨烯复合纳米材料的制备方法，属于无机非金属材料领域。
背景技术
钛酸钡是一种典型钙钛矿结构的铁电材料，在热变电阻器、非线性电子元件、介电放大器、多层陶瓷电容器（MLCC）及非易失性铁电存储器等领域具有广泛的应用空间。石墨烯是一种由碳原子通过sp2杂化组成的，具有一个原子厚度的二维碳材料，其强度是钢铁材料的100倍，同时具有超强导电性，是一种理想的超级电容器材料。目前，针对钛酸钡与石墨烯的复合型电容器材料的研究，仍处于探索阶段，国内外均未见相关报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单，过程易于控制的钛酸钡/石墨烯复合纳米材料的制备方法。
本发明的钛酸钡/石墨烯复合纳米材料的制备方法，采用的是湿化学反应法，包括以下工艺步骤：
1）将0.25-0.5mmol钛酸四丁酯溶于5ml乙二醇甲醚，滴入质量浓度30%氨水作为沉淀剂沉淀钛离子，得到钛的羟基氧化物沉淀；
2）将步骤1）得到的钛的羟基氧化物沉淀，10ml浓度为 0.5-2g/L氧化石墨烯水溶液及20ml乙二胺/乙醇胺混合液一起加入到反应釜内胆中，其中，乙二胺与乙醇胺的体积比为1:1，室温下搅拌至少6h；
3）将0.25-0.5mmol乙酸钡溶于2ml去离子水中，加入到步骤2）的装有混合溶液的反应釜内胆中，随后加入2.74~10.96g氢氧化钾，室温下搅拌至少30min；
4）将配置有反应物料的反应釜内胆置于反应釜中，密闭，在180-200oC保温8-12小时后，自然降温至室温，取出反应产物，过滤，用去离子水清洗，烘干，得到钛酸钡/石墨烯复合纳米粉体。
本发明中，所述的乙酸钡、钛酸丁酯、乙二醇甲醚、氢氧化钾、乙二胺、乙醇胺和氧化石墨烯纯度均不低于化学纯。
本发明中，所述的反应釜为聚四氟乙烯内胆，不锈钢套件密闭的反应釜。
本发明工艺过程简单，易于控制，无污染，成本低；制得钛酸钡/石墨烯复合纳米材料，纯度高，结晶性好。
附图说明
图1是钛酸钡/石墨烯复合纳米材料的扫描电镜图片。
图2是钛酸钡/石墨烯复合纳米材料的XRD图谱。
图3是钛酸钡/石墨烯复合纳米材料的透射电镜图片。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明方法作进一步详细说明。
实施例1
1）将0.25mmol钛酸四丁酯溶于5ml乙二醇甲醚，滴入质量浓度30%氨水作为沉淀剂沉淀钛离子，得到钛的羟基氧化物沉淀；
2）将步骤1）得到的钛的羟基氧化物沉淀，10ml浓度为 0.5g/L氧化石墨烯水溶液及20ml乙二胺/乙醇胺混合液一起加入到反应釜内胆中，其中，乙二胺与乙醇胺的体积比为1:1，室温下搅拌6h；
3）将0.25mmol乙酸钡溶于2ml去离子水中，加入到步骤2）的装有混合溶液的反应釜内胆中，随后加入2.74g氢氧化钾，室温下搅拌30min；
4）将配置有反应物料的反应釜内胆置于反应釜中，密闭，在180oC保温12小时后，自然降温至室温，取出反应产物，过滤，用去离子水清洗，烘干，得到钛酸钡/石墨烯复合纳米粉体。其扫描电镜图片如图1所示。
实施例2
1）将0.3mmol钛酸四丁酯溶于5ml乙二醇甲醚，滴入质量浓度30%氨水作为沉淀剂沉淀钛离子，得到钛的羟基氧化物沉淀；
2）将步骤1）得到的钛的羟基氧化物沉淀，10ml浓度为 1g/L氧化石墨烯水溶液及20ml乙二胺/乙醇胺混合液一起加入到反应釜内胆中，其中，乙二胺与乙醇胺的体积比为1:1，室温下搅拌8h；
3）将0.3mmol乙酸钡溶于2ml去离子水中，加入到步骤2）的装有混合溶液的反应釜内胆中，随后加入5.48g氢氧化钾，室温下搅拌60min；
4）将配置有反应物料的反应釜内胆置于反应釜中，密闭，在190oC保温12小时后，自然降温至室温，取出反应产物，过滤，用去离子水清洗，烘干，得到钛酸钡/石墨烯复合纳米粉体。
其对应的透射电镜图片及XRD谱线如图2，3所示，所得样品晶化程度良好，纯度高，石墨烯上的钛酸钡纳米颗粒粒径分布小，分散性好。
实施例3
1）将0.5mmol钛酸四丁酯溶于5ml乙二醇甲醚，滴入质量浓度30%氨水作为沉淀剂沉淀钛离子，得到钛的羟基氧化物沉淀；
2）将步骤1）得到的钛的羟基氧化物沉淀，10ml浓度为 2g/L氧化石墨烯水溶液及20ml乙二胺/乙醇胺混合液一起加入到反应釜内胆中，其中，乙二胺与乙醇胺的体积比为1:1，室温下搅拌10h；
3）将0.5mmol乙酸钡溶于2ml去离子水中，加入到步骤2）的装有混合溶液的反应釜内胆中，随后加入10.96g氢氧化钾，室温下搅拌60min；
4）将配置有反应物料的反应釜内胆置于反应釜中，密闭，在200oC保温12小时后，自然降温至室温，取出反应产物，过滤，用去离子水清洗，烘干，得到钛酸钡/石墨烯复合纳米粉体。

Claims (3)

1.一种钛酸钡/石墨烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
1）将0.25-0.5mmol钛酸四丁酯溶于5ml乙二醇甲醚，滴入质量浓度30%氨水作为沉淀剂沉淀钛离子，得到钛的羟基氧化物沉淀；
2）将步骤1）得到的钛的羟基氧化物沉淀，10ml浓度为 0.5-2g/L氧化石墨烯水溶液及20ml乙二胺/乙醇胺混合液一起加入到反应釜内胆中，其中，乙二胺与乙醇胺的体积比为1:1，室温下搅拌至少6h；
3）将0.25-0.5mmol乙酸钡溶于2ml去离子水中，加入到步骤2）的装有混合溶液的反应釜内胆中，随后加入2.74~10.96g氢氧化钾，室温下搅拌至少30min；
4）将配置有反应物料的反应釜内胆置于反应釜中，密闭，在180-200oC保温8-12小时后，自然降温至室温，取出反应产物，过滤，用去离子水清洗，烘干，得到钛酸钡/石墨烯复合纳米粉体。
2.根据权利要求书1所述的钛酸钡/石墨烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于所述的乙酸钡、钛酸丁酯、乙二醇甲醚、氢氧化钾、乙二胺、乙醇胺和氧化石墨烯纯度均不低于化学纯。
3.根据权利要求书1所述的钛酸钡/石墨烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于所述的反应釜为聚四氟乙烯内胆，不锈钢套件密闭的反应釜。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104962232A (zh) * 2015-06-24 2015-10-07 南京理工大学 一种Fe3O4@BaTiO3/RGO三元复合吸波材料及其制备方法
CN105126803A (zh) * 2015-08-25 2015-12-09 浙江大学 一种钛酸锶/石墨烯复合纳米催化剂的制备方法
CN107935056A (zh) * 2017-12-01 2018-04-20 陕西科技大学 一种具有六棱柱型的多孔钛酸钴微米棒与rGO复合气敏材料的制备方法
CN108219369A (zh) * 2017-12-07 2018-06-29 华南理工大学 一种复合填充粉体、聚合物基复合介质材料及其制备与应用
CN109942893A (zh) * 2019-04-03 2019-06-28 大连大学 一种钛酸钡-氧化石墨烯复合纳米片及其制备方法
CN109942997A (zh) * 2019-04-03 2019-06-28 大连大学 一种氧化石墨烯-钛酸钡介电复合薄膜及其制备方法
CN112480717A (zh) * 2019-09-11 2021-03-12 哈尔滨工业大学 一种气凝胶法制备核壳结构纳米复合颗粒的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102437321A (zh) * 2011-12-20 2012-05-02 中国科学院新疆理化技术研究所 石墨烯-TiO2(B)纳米管复合材料及其制备方法
WO2012115931A1 (en) * 2011-02-22 2012-08-30 Purdue Research Foundation Synthesis of metal oxide-based thermoelectric materials for high temperature applications
CN102887705A (zh) * 2012-10-24 2013-01-23 浙江大学 一种四方相钛酸钡BaTiO3中空纳米晶的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012115931A1 (en) * 2011-02-22 2012-08-30 Purdue Research Foundation Synthesis of metal oxide-based thermoelectric materials for high temperature applications
CN102437321A (zh) * 2011-12-20 2012-05-02 中国科学院新疆理化技术研究所 石墨烯-TiO2(B)纳米管复合材料及其制备方法
CN102887705A (zh) * 2012-10-24 2013-01-23 浙江大学 一种四方相钛酸钡BaTiO3中空纳米晶的制备方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104962232A (zh) * 2015-06-24 2015-10-07 南京理工大学 一种Fe3O4@BaTiO3/RGO三元复合吸波材料及其制备方法
CN105126803A (zh) * 2015-08-25 2015-12-09 浙江大学 一种钛酸锶/石墨烯复合纳米催化剂的制备方法
CN107935056A (zh) * 2017-12-01 2018-04-20 陕西科技大学 一种具有六棱柱型的多孔钛酸钴微米棒与rGO复合气敏材料的制备方法
CN108219369A (zh) * 2017-12-07 2018-06-29 华南理工大学 一种复合填充粉体、聚合物基复合介质材料及其制备与应用
CN108219369B (zh) * 2017-12-07 2020-04-28 华南理工大学 一种复合填充粉体、聚合物基复合介质材料及其制备与应用
CN109942893A (zh) * 2019-04-03 2019-06-28 大连大学 一种钛酸钡-氧化石墨烯复合纳米片及其制备方法
CN109942997A (zh) * 2019-04-03 2019-06-28 大连大学 一种氧化石墨烯-钛酸钡介电复合薄膜及其制备方法
CN112480717A (zh) * 2019-09-11 2021-03-12 哈尔滨工业大学 一种气凝胶法制备核壳结构纳米复合颗粒的方法
CN112480717B (zh) * 2019-09-11 2022-05-03 哈尔滨工业大学 一种气凝胶法制备核壳结构纳米复合颗粒的方法

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