一种钛酸锶单晶颗粒及其制备方法和用途

文档序号:24971642发布日期:2021-05-07 22:42阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种钛酸锶单晶颗粒,其特征在于,所述钛酸锶单晶颗粒的暴露晶面包括(100)晶面、(110)晶面和(111)晶面。

2.根据权利要求1所述的钛酸锶单晶颗粒,其特征在于,所述钛酸锶单晶颗粒的形貌为等边二十二面体。

3.根据权利要求1或2所述的钛酸锶单晶颗粒的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:

(1)配制包含复合形貌调节剂、钛源、锶源和碱的混合溶液;

(2)对步骤(1)所述混合溶液进行水热反应,得到所述的钛酸锶单晶颗粒;

所述复合形貌调节剂为包含软脂酸、乙二醇和1,2-丁二醇的混合溶液。

4.根据权利要求3所述的钛酸锶单晶颗粒的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述复合形貌调节剂中的软脂酸的质量分数为0.05~2%;

优选地,步骤(1)所述复合形貌调节剂中的乙二醇的质量分数为0.5~4%;

优选地,步骤(1)所述复合形貌调节剂中的1,2-丁二醇的质量分数为0.05~4%;

优选地,步骤(1)所述钛源包括四氯化钛和/或二氧化钛;

优选地,步骤(1)所述锶源包括氯化锶和/或氢氧化锶;

优选地,步骤(1)所述碱包括氢氧化钠和/或氢氧化锂;

优选地,步骤(1)所述混合溶液中ph值大于等于10。

5.根据权利要求3或4所述的钛酸锶单晶颗粒的制备方法,其特征在于,步骤(1)具体包括:

(a)将钛源滴加入复合形貌调节剂的水溶液中,进行混合,得到混合溶液ⅰ;

(b)将步骤(a)所述混合溶液ⅰ、碱溶液和锶源进行混合,得到混合溶液ⅱ;

优选地,步骤(a)和步骤(b)所述混合的方法独立地包括搅拌;

优选地,步骤(a)和步骤(b)中,所述搅拌的速率独立地为300~600r/min,搅拌的时间独立地为15~30min;

优选地,步骤(a)所述搅拌过程中在冰浴中进行冷却。

6.根据权利要求3-5任一项所述的钛酸锶单晶颗粒的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述水热反应的温度为180~200℃;

优选地,步骤(2)所述水热反应的时间为24~48h;

优选地,步骤(2)所述水热反应的升温速率为1~5℃/min;

优选地,步骤(2)所述水热反应的降温速率为1~5℃/min;

优选地,对步骤(2)所述水热反应后的物质进行离心、洗涤和干燥;

优选地,所述洗涤包括用水和乙醇交替洗涤;

优选地,所述洗涤的次数为3~5次;

优选地,所述干燥的温度为70~90℃;

优选地,所述干燥的时间为4~6h。

7.根据权利要求3-6任一项所述的钛酸锶单晶颗粒的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:

(1)将四氯化钛滴加入软脂酸、乙二醇和1,2-丁二醇的混合溶液中,搅拌15~30min,得到混合溶液ⅰ;

(2)将步骤(1)所述混合溶液ⅰ、氢氧化钠溶液和氯化锶搅拌15~30min,得到混合溶液ⅱ,对所述混合溶液ⅱ以1~5℃/min的升温速率升温至180~200℃后进行水热反应24~48h,再以1~5℃/min的降温速率进行降温,再对步骤(2)所述水热反应后的物质进行离心,用水和乙醇交替洗涤3~5次,最终以70~90℃干燥4~6h,得到所述钛酸锶单晶颗粒。

8.一种调控钛酸锶单晶颗粒形貌和暴露晶面的方法,其特征在于,采用权利要求3-7任一项中所述的方法,并改变软脂酸、乙二醇和1,2-丁二醇的质量比,以调控钛酸锶单晶颗粒形貌和暴露晶面。

9.根据权利要求8所述的调控钛酸锶单晶颗粒形貌和暴露晶面的方法,其特征在于,制备得到钛酸锶单晶颗粒的形貌和暴露晶面按照下述方式一一对应:

形貌为正立方体,暴露晶面为(100)晶面;

或者,形貌为十八面体,暴露晶面为(100)晶面和(110)晶面;

或者,形貌为等边二十二面体,暴露晶面为(100)晶面、(110)晶面和(111)晶面。

10.一种如权利要求1或2所述的钛酸锶单晶颗粒的用途,其特征在于,所述用途包括将所述钛酸锶单晶颗粒用于光催化分解水制氢、光催化降解有机污染物或光光电催化电极材料。


技术总结
本发明提供了一种钛酸锶单晶颗粒及其制备方法和用途。所述钛酸锶单晶颗粒的暴露晶面包括(100)晶面、(110)晶面和(111)晶面。所述制备方法包括以下步骤:(1)配制包含复合形貌调节剂、钛源、锶源和碱的混合溶液;(2)对步骤(1)所述混合溶液进行水热反应,得到所述的钛酸锶单晶颗粒;所述复合形貌调节剂为包含软脂酸、乙二醇和1,2‑丁二醇的混合溶液。本发明利用复合形貌调节剂的种类与用量变化,实现了对SrTiO3单晶颗粒的形状、表面晶面类型的精准调控。不仅制备得到了等边二十二面体,还可以制备得到形状规则的正立方体和十八面体。

技术研发人员:段东平;贾奇博;钟莉;陈思明;任玉枝
受保护的技术使用者:中国科学院过程工程研究所
技术研发日:2020.12.14
技术公布日:2021.05.07
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