專利名稱：：一種制備鈦酸鋇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種制備鈦酸鋇的方法。
背景技術(shù)：
：鈦酸鋇材料在電子功能陶瓷以及包括汽車動力電池等領(lǐng)域獲得極為廣泛的應(yīng)用。制備鈦酸鋇的方法較多，高溫固相合成的鈦酸鋇顆粒較大，分布較寬；草酸鹽共沉淀方法中鋇鈦摩爾比較難精確控制，煅燒中產(chǎn)生較嚴重的團聚板結(jié)；水熱合成法單批次量較小，設(shè)備投資極大；溶膠凝膠法制備鈦酸鋇性能優(yōu)異，但制備成本極高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種制備鈦酸鋇的方法，該方法通過液液合成獲得了分布較窄的亞微米鈦酸鋇材料，通過BaC03與H4Ti04形成復合凝膠解決了洗滌過程中鋇鈦摩爾比偏析的問題，并采用H4Ti04形成的無機凝膠在低溫煅燒合成的同時大幅度降低了制備成本。本發(fā)明涉及的主要化學反應(yīng)為TiCl4+BaCl2+NH4OH+NH4HC03—BaC03+H4Ti04+NH4ClBaC03+H4Ti04BaTi03+H20+C02NH4C1+Ca0NH3+CaCl2本發(fā)明所提供的制備鈦酸鋇的方法，包括如下步驟l)Ba-Ti混合液的制備在TiCl4溶液中加入BaCl2*2H20溶解，配制成Ba/Ti摩爾比1:1的溶液；2)合成劑的制備在去離子水中加入氨水和碳酸氫銨，配制成NH40H/NH4HC03=5:1的溶液；3)鈦酸鋇的合成將Ba-Ti混合液和合成劑加入反應(yīng)器中進行合成反應(yīng)，得到料漿。4)分離將步驟3)所得漿料壓濾分離，優(yōu)選地，利用Ca0與母液中的NH4Cl反應(yīng)回收NH4OH，固體熱洗，然后壓濾分離，母液處理排放，得到濾餅；5)煅燒將步驟4)所得濾餅以590-61(TC煅燒1小時，然后以700-95(TC煅燒2小時；6)粉碎將步驟5)所得固體利用粉碎機粉碎得到鈦酸鋇產(chǎn)品。優(yōu)選地，步驟l)中TiC^溶液用外購工業(yè)級TiCh加去離子水配制，其中[Ti4+]=0.5-2.5mol/L，更優(yōu)選為[Ti4+]=1.0-2.Omol/L。優(yōu)選地，步驟1)中Ba-Ti混合液的[Ti4+]=[Ba2+]=0.1-0.8mol/L，更優(yōu)選為[Ti4+]=0.4-0.6mol/L。優(yōu)選地，所述步驟2)合成劑中[C032—]=0.2-2.5mol/L，更優(yōu)選為[C032—]=1.0-1.5mol/L。優(yōu)選地，所述步驟3)中Ba-Ti混合液流量100-4000L/h，更優(yōu)選為1000-2000L/h;合成劑流量100-4000L/h，更優(yōu)選為500-1500L/h;其中，合成劑過量率(體積百分數(shù))可為2-15%，更優(yōu)選為5-7%;合成反應(yīng)器轉(zhuǎn)速100-700rpm，更優(yōu)選為300-500rpm。優(yōu)選地，所述步驟4)中熱洗操作的料水比為l:4-7，更優(yōu)選為l:6-7;溫度為90-95。C;時間為2小時。優(yōu)選地，所述步驟5)中的煅燒操作溫度經(jīng)歷從室溫以5°C/min的速度升至590-6l(TC煅燒1小時，又以3°C/min的速度升至700-95(TC煅燒2小時，最后冷卻至室溫的過程。本發(fā)明通過液液合成獲得的亞微米鈦酸鋇材料分布較窄，通過復合凝膠解決了洗滌過程中鋇鈦摩爾比偏析的問題，并采用無機凝膠法在低溫煅燒合成的同時大幅度降低了制備成本，并獲得了球型鈦酸鋇顆粒。圖1為本發(fā)明制備鈦酸鋇的方法的主要流程圖。具體實施例方式本發(fā)明以如下具體實施例闡述如下，但范圍并不限于此。實施例1l)Ba-Ti混合液的制備用外購的國家一級TiCl4加去離子水配制TiCl4溶液，其中[Ti4+]=0.5mol/L，在其中加入BaCl2.2H20溶解，配制成Ba/Ti摩爾比1:1，[Ti4+]=[Ba2+]=0.10mol/L的溶液；2)合成劑的制備在去離子水中加入氨水和碳酸氫銨，配制成NH40H/NH4HC03=5:1，[C032—]=1.0mol/L的溶液；3)鈦酸鋇的合成將Ba-Ti混合液和合成劑加入反應(yīng)器中進行合成反應(yīng)，控制Ba-Ti混合液流量1000L/h，合成劑流量100L/h，反應(yīng)器轉(zhuǎn)速350rpm，得到料漿。4)分離將所述合成后的漿料采用壓榨壓濾機進行壓濾分離，母液回收NH40H，固體加熱至9(TC，在洗滌鍋內(nèi)按料水比1:7進行熱洗2小時，然后壓濾分離，母液處理排放，得到濾餅；5)煅燒將濾餅從室溫以5°C/min的速度升至60(TC煅燒1小時，又以3°C/min的速度升至78(TC煅燒2小時，冷卻至室溫；6)粉碎利用粉碎機粉碎煅燒后產(chǎn)物得到鈦酸鋇樣品1#。實施例2除下列參數(shù)的選取和步驟不同外，此實施例按照與實施例l相同的步驟獲得BaTi03樣品2#。l)TiCl4溶液中[Ti4+]=1.Omol/L，Ba-Ti混合液中[Ba2+]=0.47mol/L2)合成劑中[C032—]=1.22mol/L3)Ba-Ti混合液流量為1500L/h;合成劑流量為607L/h;合成反應(yīng)器轉(zhuǎn)速為500rpm;4)固體熱洗的洗滌料水比為1:6，洗滌溫度為9(TC，洗滌時間為2小時；5)煅燒從室溫以5°/min速度升至61(TC煅燒1小時，又以3°C/min速度升至80(TC煅燒2小時。實施例3除下列參數(shù)的選取不同外，此實施例按照與實施例1相同的步驟獲得BaTi033#樣l)TiCl4溶液中[Ti4+]=2.5mol/L，Ba-Ti混合液中[Ba2+]=0.8mol/L;2)合成劑中[C032—]=1.5mol/L;3)Ba_Ti混合液流量為2000L/h，合成劑流量為1500L/h，合成反應(yīng)器轉(zhuǎn)速為300rpm;4)固體熱洗洗滌料水比為1:4，洗滌溫度95°C，洗滌時間為2小時；5)煅燒從室溫以5°C/min速度升至59(TC煅燒1小時，又以3°C/min速度升至95(TC煅燒2小時，最后冷卻至室溫。實施例4除下列參數(shù)的選取不同外，此實施例按照與實施例1相同的步驟獲得BaTi034#樣cil)TiCl4溶液中[Ti4+]=1.5mol/L，Ba-Ti混合液中[Ba2+]=0.4mol/L;2)合成劑中[C032—]=2.5mol/L;3)Ba_Ti混合液流量為4000L/h，合成劑流量為4000L/h，合成反應(yīng)器轉(zhuǎn)速為700rpm;4)固體熱洗洗滌料水比為1:6，洗滌溫度95°C，洗滌時間為2小時；5)煅燒從室溫以5°C/min速度升至60(TC煅燒1小時，又以3°C/min速度升至70(TC煅燒2小時，最后冷卻至室溫。實施例5除下列參數(shù)的選取不同外，此實施例按照與實施例1相同的步驟獲得BaTi035#樣l)TiCl4溶液中[Ti4+]=1.8mol/L，Ba-Ti混合液中[Ba2+]=0.6mol/L;2)合成劑中[C032—]=0.2mol/L;3)Ba-Ti混合液流量為100L/h，合成劑流量為500L/h，合成反應(yīng)器轉(zhuǎn)速為lOOrpm;4)固體熱洗洗滌料水比為1:6，洗滌溫度95°C，洗滌時間為2小時；5)煅燒從室溫以5°C/min速度升至60(TC煅燒1小時，又以3°C/min速度升至70(TC煅燒2小時，最后冷卻至室溫。實施例6除下列參數(shù)的選取不同外，此實施例按照與實施例1相同的步驟獲得BaTi036#樣cil)TiCl4溶液中[Ti4+]=1.5mol/L，Ba-Ti混合液中[Ba2+]=0.5mol/L;2)合成劑中[C032—]=1.5mol/L;3)Ba-Ti混合液流量為1500L/h，合成劑流量為525L/h，合成反應(yīng)器轉(zhuǎn)速為400rpm;4)固體熱洗洗滌料水比為1:6，洗滌溫度90°C，洗滌時間為2小時；5)煅燒從室溫以5°C/min速度升至60(TC煅燒1小時，又以3°C/min速度升至80(TC煅燒2小時，最后冷卻至室溫。各實施例所得樣品各含量的結(jié)果如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求一種制備鈦酸鋇的方法，包括1)Ba-Ti混合液的制備在TiCl4溶液中加入BaCl2·2H2O溶解，配制成Ba/Ti摩爾比1∶1的溶液；2)合成劑的制備在去離子水中加入氨水和碳酸氫銨，配制成NH4OH/NH4HCO3＝5∶1的溶液；3)鈦酸鋇的合成將Ba-Ti混合液和合成劑加入反應(yīng)器中進行合成反應(yīng)，得到料漿。4)分離將步驟3)所得漿料壓濾分離，固體熱洗，然后壓濾分離，得到濾餅；5)煅燒將步驟4)所得濾餅以590-610℃煅燒1小時，然后以700-950℃煅燒2小時；6)粉碎將步驟5)所得固體利用粉碎機粉碎得到鈦酸鋇產(chǎn)品。2.如權(quán)利要求l所述的一種制備鈦酸鋇的方法，其特征在于，所述步驟l)中TiCl4溶液中[Ti4+]=0.5-2.5mol/L。3.如權(quán)利要求l所述的一種制備鈦酸鋇的方法，其特征在于，所述步驟l)中TiCl4溶液中[Ti4+]=1.0-2.Omol/L。4.如權(quán)利要求l所述的一種制備鈦酸鋇的方法，其特征在于，所述步驟l)中Ba-Ti混合液的[Ti4+]=[Ba2+]=0.1-0.8mol/L。5.如權(quán)利要求l所述的一種制備鈦酸鋇的方法，其特征在于，所述步驟l)中Ba-Ti混合液的[Ti4+]=[Ba2+]=0.4-0.6mol/L。6.如權(quán)利要求1所述的一種制備鈦酸鋇的方法，其特征在于，所述步驟2)合成劑中[C032—]=0.2-2.5mol/L。7.如權(quán)利要求1所述的一種制備鈦酸鋇的方法，其特征在于，所述步驟2)中的合成劑溶液中[C032—]=1.0-1.5mol/L。8.如權(quán)利要求1所述的一種制備鈦酸鋇的方法，其特征在于，所述步驟3)中Ba-Ti混合液流量100-4000L/h，合成劑流量100-4000L/h，合成反應(yīng)器轉(zhuǎn)速100-700rpm。9.如權(quán)利要求1所述的一種制備鈦酸鋇的方法，其特征在于，所述步驟3)中的Ba-Ti混合液流量為1000-2000L/h;合成劑流量500-1500L/h，合成反應(yīng)器轉(zhuǎn)速300-500rpm。10.如權(quán)利要求1所述的一種制備鈦酸鋇的方法，其特征在于，所述步驟4)中還包括將第一次壓濾分離后母液用Ca0反應(yīng)回收NH40H的步驟。11.如權(quán)利要求1所述的一種制備鈦酸鋇的方法，其特征在于，所述步驟4)中熱洗操作溫度為90-95°C，時間為2小時。12.如權(quán)利要求1所述的一種制備鈦酸鋇的方法，其特征在于，所述步驟5)中的煅燒操作溫度經(jīng)歷從室溫以5°C/min的速度升至590-610。C煅燒1小時，又以3°C/min的速度升至700-95(TC煅燒2小時，最后冷卻至室溫的過程。全文摘要本發(fā)明涉及一種制備鈦酸鋇的方法，包括在TiCl4溶液中加入BaCl2·2H2O溶解，配制成Ba/Ti摩爾比1∶1的溶液；在去離子水中加入氨水和碳酸氫銨，配制成NH4OH/NH4HCO3＝5∶1的溶液；將Ba-Ti混合液和合成劑加入反應(yīng)器中進行合成反應(yīng)，得到料漿；將所述合成后的漿料壓濾分離，固體熱洗，然后壓濾分離，得到濾餅；將濾餅以590-610℃煅燒1小時，然后以700-950℃煅燒2小時；將所得固體利用粉碎機粉碎得到鈦酸鋇產(chǎn)品。本發(fā)明通過液液合成獲得的亞微米鈦酸鋇材料分布較窄，通過復合凝膠解決了洗滌過程中鋇鈦摩爾比偏析的問題，并采用無機凝膠法在低溫煅燒合成的同時大幅度降低了制備成本，并獲得了球型顆粒。文檔編號C01G23/00GK101708861SQ20091021227公開日2010年5月19日申請日期2009年11月9日優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日發(fā)明者華東,姜志光申請人:貴州紅星發(fā)展股份有限公司;北京萬坤嘉宏科技發(fā)展有限公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