实验二草酸一步共沉淀法制备CaTiO3

1、实验二 草酸一步共沉淀法制备 CaTiO 3本实验中 Ba 换成 Ca一、实验目的 通过钛酸钡的草酸一步共沉淀法合成,掌握液相化学共沉淀合成陶瓷粉体 的一般原理及实验方法二、实验原理a 前体合成反应式:TiCl 4+BaCl2+2H2C 2O 4+5H22O 4 2·4H 2O+6HCl在反应中,由于不断有 H +产生,溶液 pH 值不断下降, Ba 2+会残留于溶液中,不能进入 复盐晶格,虽然以后可用氨水调 pH 值,但会造成沉淀不均匀。为此,先将草酸溶液中和至 pH =67,提供大量 C 2O 42-,并先使大部分 Ba 沉淀,小部分 Ba 与 TiCl 4混合加入,由于酸 性

2、TiCl 4液加入, pH 值最终达到 45。 pH 过高, 沉淀呈凝胶状, 洗涤困难。 温度适当提高, 可加快反应速度,但太高会使草酸分解和 TiCl 4水解。b 煅烧前体总反应式:BaTiO(C2O 42O +3 + 3CO2 + CO + 4H2O不是一步可得 BaTiO 3,过程大致如下:BaTiO(C2O 422O 4 2 + 4H2BaTiO(C2O 4 22BaCO 3(无定形 + TiO2(无定形 + CO + 2CO2BaCO 3(3(3(斜方晶BaCO 3(无定形、新多型、斜方晶 + TiO23 + CO2由于各中间产物热稳定性差别大,所以要适当提高温度。实验中分别在 75

3、0和 900 两个温度保温。三、实验方法a 工艺流程图 b 配方Ba/Ti=2.38, H 2C 2O 4/Ti=3.69×1.1c 原料四氯化钛(TiCl 4 分析纯,配成 1.992mol/L水溶液氯化钙(CaCl 2 分析纯,配成 1.224mol/L水溶液草酸(H 2C 2O 4 分析纯,配成 1.269mol/L水溶液氨水,配成 1:1溶液d 实验步骤(1前体合成装好带搅拌器、回流冷凝管、分液漏斗的 250mL 三颈瓶及水浴装置(如下图 。用量筒取 80ml 饱和草酸(1.269mol/L ,放入三颈瓶中,搅拌下滴入浓氨水(25%至 pH =7(广泛试纸变绿 ,保持 70。

4、 共沉淀技术的实验装置示意图 用移液管移取 45.36mL 的 CaCl 2液,装入分液漏斗中,滴入三颈瓶中。 加完后余下 8.23mL 的 Ca 液与另一支移液管取 13.82 mL的 TiCl 4液混合于分液漏斗中, 滴入三颈瓶中,加少量水冲洗漏斗。继续反应 2h 。 用 12.5%氨水调至 pH =4,保持 20。 将容器物质倒入 500mL 烧杯中,静置。 倾析法倒出母液,水洗沉淀四次,静置抽滤。 用水洗涤沉淀物至滤液中无氯离子(用 AgNO 3溶液检测 。 在 70恒温烘干沉淀。 (留下一部分做后面的 XRD 测试 。(2煅烧前体:取部分前提放入煅烧炉中。编制升温程序如下:室温升温至 300(升温时间 30min ,恒温 15min 脱水,再升温至 500(升温时间 20min ,恒温 15min 脱羧,再升温至 750(升温时间 20min ,恒温 30min 合成,再升温至 900(升温时间 20min 恒温 45min ,最终烧成。开始降温,降温速度为每小时 300。当 电炉温度降低到 100方可以打开炉门,取出样品。(3物性分析:取 CaTiO 3及 CaTiO(C2O 4.4H 2O 粉料进行 XRD 、粒度、密度 (密度瓶 、 SEM 或光学显 微镜观察等。四、实验报告的要求(1简述草酸共沉淀法合成钛酸钡粉末的