溶胶－凝胶法制粉三07100903gai

1、 溶胶凝胶法制超微粉 Tel: 3606249Fax:3607627Email: 凝胶溶胶（凝胶溶胶（Sol-gel）技术是指金属有技术是指金属有机或无机化合物经过机或无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而溶液、溶胶、凝胶而固化、在经过热处理而成氧化物或其它化固化、在经过热处理而成氧化物或其它化合物固体的方法合物固体的方法。Sol-gel技术合成材料的技术合成材料的历史可追溯到世纪中叶（历史可追溯到世纪中叶（1861，Graham;1858, 法拉第金溶胶），但直到法拉第金溶胶），但直到1971年，德国学者年，德国学者H.Dislich 通过通过Sol-gel成成功地制备出功地制备出SiO2-B2O

2、-Al2O3-Na2O-K2O多多组分玻璃，组分玻璃，Sol-gel技术才引起了材料科学技术才引起了材料科学界的广泛关注并得到迅速发展。界的广泛关注并得到迅速发展。 采用溶胶凝胶技术，在制备过程的初采用溶胶凝胶技术，在制备过程的初期阶段就可开始控制材料的微观结构，期阶段就可开始控制材料的微观结构，使均匀性可以达到亚微米，纳米级甚使均匀性可以达到亚微米，纳米级甚至是分子级水平。至是分子级水平。并可以利用这种方法通并可以利用这种方法通过低温化学手段设计、剪裁和控制材料的显过低温化学手段设计、剪裁和控制材料的显微结构，制备用传统方法难以获得的氧化物微结构，制备用传统方法难以获得的氧化物或复合氧化物材

3、料，或复合氧化物材料，是一种具有极大的是一种具有极大的潜在应用价值的软化学制备技术。潜在应用价值的软化学制备技术。n溶胶凝胶技术有着许多其它方法所不具溶胶凝胶技术有着许多其它方法所不具备的优点：备的优点：n(1) 低温或温和的反应条件，不涉及高温反应，避低温或温和的反应条件，不涉及高温反应，避免杂质引入，可以制备纯净的样品以及不能经受免杂质引入，可以制备纯净的样品以及不能经受高温热处理的材料；高温热处理的材料；n (2) 灵活多样的合成手段，从溶液开始制备，便灵活多样的合成手段，从溶液开始制备，便于掺杂其它组分和控制各个组分的比例，并且达于掺杂其它组分和控制各个组分的比例，并且达到分子水平上混

4、合；到分子水平上混合；n(3) 根据需要可以在不同的阶段得到同一组成的粉根据需要可以在不同的阶段得到同一组成的粉体、薄膜、纤维或块状材料体、薄膜、纤维或块状材料n从从80年代初开始，该技术广泛应用于玻璃、粉末年代初开始，该技术广泛应用于玻璃、粉末n 、纤维、晶须、薄膜及其它复合材料的制备进、纤维、晶须、薄膜及其它复合材料的制备进n入了其应用发展的高峰期。入了其应用发展的高峰期。或无机盐水，胶溶剂等 概念和名词解释概念和名词解释 (1) 胶体粒子：是指胶体粒子：是指 10 10000 （1000nm) 粒子粒子 (2) 胶体体系是指分散介质胶体体系是指分散介质(dispersing medium

5、) 中含有分散相中含有分散相(dispersed phase)胶体粒子胶体粒子, 一般分为一般分为: A.气溶胶气溶胶(Aerosol), 分散介质为气体分散介质为气体 气气-固溶胶固溶胶 (s/g) 如烟，含尘的空气如烟，含尘的空气 气气-液溶胶液溶胶 (l/g) 如雾，云如雾，云 B.液溶胶液溶胶, 分散介质为液体分散介质为液体 液液-固溶胶固溶胶(Sol, dispersion), (s/l) AlOOH 、AgI溶胶溶胶 液液-液溶胶液溶胶(Emusion), (l/l) 牛奶，牛奶，石油原油等乳状液石油原油等乳状液 液液-气溶胶气溶胶(Foam), (g/l) 泡沫泡沫 C.固溶胶固

6、溶胶, 分散介质为固体分散介质为固体 (固体乳胶固体乳胶) 固固-固溶胶固溶胶(Solid dispersion ), (s/s), 有色玻璃，有色玻璃， 不完全不完全 互溶的合金互溶的合金 固固-液溶胶液溶胶(Solid emusion), (l/s), 如珍珠，某些宝石如珍珠，某些宝石 固固-气溶胶气溶胶(Solid (Foam) , (g/s ), 泡沫塑料泡沫塑料（3）凝胶是指胶体胶凝，）凝胶是指胶体胶凝，凝胶（凝胶（gel）:凝胶是互相连接凝胶是互相连接的刚性网络，网络间具有亚微米级的孔隙，其聚合物的刚性网络，网络间具有亚微米级的孔隙，其聚合物链的平均长度大于一微米。大多数凝胶是无定

7、形的。链的平均长度大于一微米。大多数凝胶是无定形的。 溶胶溶胶-凝胶法是指先制成溶胶，再使之胶凝、干燥、凝胶法是指先制成溶胶，再使之胶凝、干燥、 热分解（烧成），而得到所需材料的方法。热分解（烧成），而得到所需材料的方法。 一般一般“溶胶溶胶-凝胶法凝胶法”中的中的“溶胶溶胶”，是指液，是指液-固溶胶固溶胶(Sol）。溶胶（溶胶（Sol）：）： 1）是指胶体粒子在溶液中的稳定悬浮液。）是指胶体粒子在溶液中的稳定悬浮液。 2）或者说半径在）或者说半径在1 nm100 nm之间的难溶物之间的难溶物 固体粒子分散在液体介质中，分散相与固体粒子分散在液体介质中，分散相与 分散介质不同相，有很大的相界面

8、分散介质不同相，有很大的相界面 3）对于稳定溶胶存在，必须是密度大于周围）对于稳定溶胶存在，必须是密度大于周围 溶液的胶体粒子足够小，以克服粒子本身溶液的胶体粒子足够小，以克服粒子本身 的重力而产生的沉降的重力而产生的沉降 4）胶体粒子又应包括一定数目的原子（分）胶体粒子又应包括一定数目的原子（分 子）使其具有宏观意义子）使其具有宏观意义5）粒子小，比表面大，表面自由能高，是热 力学不稳定体系，有自发降低表面自由能 的趋势，即小粒子会自动聚结成大粒子， 称为SOL的聚沉 6）大多数溶胶，一旦将介质蒸发掉，再加入介质也无法再形成溶胶，是 一个不可逆体系SOL的制备：1）胶溶法 又称解胶法，是指加

9、入适当的添加剂，将新鲜的凝聚胶粒重新分散在介质中形成溶胶，这种添加剂叫胶溶剂。可根据胶核所能吸附的离子而选用合适的电解质作胶溶剂。为了将多余的电解质离子去掉，可将胶粒过滤，洗涤，然后尽快分散在含有胶溶剂的介质中，形成溶胶。 这种方法又称为胶态粒子法。胶态粒子法胶态粒子法（粒子胶、物理胶）：利用金属无机盐或有（粒子胶、物理胶）：利用金属无机盐或有机醇盐机醇盐M(OR)n Alkoxide为前驱物，与过量的水反应，使为前驱物，与过量的水反应，使完全水解形成凝胶状的氢氧化物微粒沉淀，然后用电解完全水解形成凝胶状的氢氧化物微粒沉淀，然后用电解质（酸或碱）通过胶溶作用生成稳定的溶胶。溶胶中微质（酸或碱）

10、通过胶溶作用生成稳定的溶胶。溶胶中微粒的大小依赖于过程的各种参数。例如无机盐在水相中：粒的大小依赖于过程的各种参数。例如无机盐在水相中：发生水解聚合反应：发生水解聚合反应： 阳离子阳离子M2+在溶剂中发生在溶剂中发生溶剂化反应溶剂化反应： H H M2+ + :O M O H H水解反应：水解反应： 缩合反应缩合反应（以羟基桥配聚合作用为例）：（以羟基桥配聚合作用为例）： HOHOHMOHMznpHTzn)1(12,2)()(1)(2)OHOHOHMOHOHMznzn2)1(242222)1(122)()()(2如果以金属烷氧基化合物也称醇盐（如果以金属烷氧基化合物也称醇盐（M(OR)n Al

11、koxide)为前驱物，则需要将醇盐先溶于有机为前驱物，则需要将醇盐先溶于有机溶剂中，再加过量水，则发生溶剂中，再加过量水，则发生水解反应形成氢氧水解反应形成氢氧化合物或水合氧化物沉淀，控制实验条件，加入化合物或水合氧化物沉淀，控制实验条件，加入电解质使沉淀胶溶而获得溶胶：电解质使沉淀胶溶而获得溶胶：随着有羟基的形成而发生缩聚反应随着有羟基的形成而发生缩聚反应nROHOHMOnHORMnn)()(2ROHOROMOHORMORMnnn2221)()()()(例例1. AlOOH solAl(NO3)3 +H2OAlOOHAlOOH solAlOOH gelAl2O3沉淀溶胶, 物理胶体Pept

12、ization（胶溶）（胶溶）蒸馏，浓缩干燥，灼烧Peptization of AlOOH 2N硝酸量硝酸溶液胶体胶溶H+量(ml/100ml 胶体)pHpH%1：1001.704.420.9982：1001.403.700.9903：1001.223.560.9957：1000.853.400.99717：1000.473.220.9982）化学法：又可称为聚合物聚合物溶胶法（无机聚合溶胶法（无机聚合物胶、化学胶）物胶、化学胶）以金属醇盐为前驱物，同样，必须将醇盐溶于以金属醇盐为前驱物，同样，必须将醇盐溶于相应的有机溶剂中，然后控制加水量，使醇盐相应的有机溶剂中，然后控制加水量，使醇盐发生部

13、分水解，接着进行聚合反应而形成溶胶。发生部分水解，接着进行聚合反应而形成溶胶。 实际上，反应中伴随的水解与聚合反应十分复实际上，反应中伴随的水解与聚合反应十分复杂，杂，水解反应可以分为三步水解反应可以分为三步： ROHOHORMOHORMnn)()()(12 H RH- O+M-OR O: M-OR HO-M O M-OH + ROH H H H随着羟基的形成而发生聚合作用，形成氧桥合作用的随着羟基的形成而发生聚合作用，形成氧桥合作用的M-O-M 或羟基桥合作用的或羟基桥合作用的 H M-O-M 以原硅酸甲酯为例以原硅酸甲酯为例OCH3OCH3控制部分水解2 CH3OSiOCH3 + 2 H2

14、OOCH3OCH3CH3OSiOH回流OCH3OCH3CH3OSiOSiOCH3OCH3OCH3OCH3OCH3 + CH3OSiOH聚合OHOSiOSiOSiOCH3OHOHOHOHOHSiOHOCH3OOHSiOHOCH3+2 CH3OH蒸馏蒸馏聚合SoL的判断 1869年Tyndall发现，若令一束会聚光通过溶胶，从侧面（即与光束垂直的方向）可以看到一个发光的圆锥体，这就是Tyndall效应。其他分散体系也会产生一点散射光，但远不如溶胶显著。 Tyndall效应实际上已成为判别溶胶与分子溶液的最简便的方法。 Sol的胶凝凝胶当溶胶发生热、化学变化，或溶剂失去时，使胶体粒子浓度增加，粒子之

15、间距离靠近，或荷电为零，从而使胶体粒子的构成分子之间缩聚或聚合，形成具有分散液体在空隙或胶团内的三维网络结构，其过程称为胶凝，胶凝的产物就叫凝胶。溶胶凝胶工艺的一般步骤为溶胶凝胶工艺的一般步骤为：以醇盐如以醇盐如Al(OC3H7)3、Al(OC4H9)3、Ti(i-OC3H7)4、Zr(i-OC3H7)4、Si(OC2H5)4、Si(OCH3)4或金属无机盐或金属无机盐如如AlCl3为起始原料溶于溶剂中，制成为起始原料溶于溶剂中，制成溶液溶液, 在一在一定的条件下通过水解定的条件下通过水解-聚合，形成稳定的聚合，形成稳定的溶胶溶胶，通过通过胶凝作用胶凝作用转化成转化成凝胶凝胶，再经，再经干燥、

16、热处理干燥、热处理和和烧结最终得到特定无机材料。整个过程的主要阶烧结最终得到特定无机材料。整个过程的主要阶段为：段为： 溶胶的制备：溶剂化作用，水解与聚合溶胶的制备：溶剂化作用，水解与聚合 溶胶向凝胶的转变：胶凝作用，胶凝点溶胶向凝胶的转变：胶凝作用，胶凝点 凝胶向特定无机材料的转变。凝胶向特定无机材料的转变。 按其产生溶胶及溶胶向凝胶演变的过程机制按其产生溶胶及溶胶向凝胶演变的过程机制可以分为三大类型：可以分为三大类型：胶体粒子路线胶体粒子路线 有机聚合物路线有机聚合物路线。 络和物法络和物法胶体粒子路线胶体粒子路线：形成的溶胶称粒子溶胶或物理胶，形成的溶胶称粒子溶胶或物理胶，其制备过程称为

17、其制备过程称为DCS路线路线(Destabilization of Colloidal Solutions)。采用无机盐或金属烷氧基化合物为前驱采用无机盐或金属烷氧基化合物为前驱物，将盐或金属烷氧基化合物与过量的水反应得到凝物，将盐或金属烷氧基化合物与过量的水反应得到凝胶状的氢氧化物沉淀，然后用电解质（常用酸）通过胶状的氢氧化物沉淀，然后用电解质（常用酸）通过胶溶作用生成稳定的胶体。溶胶中微粒的大小依赖于胶溶作用生成稳定的胶体。溶胶中微粒的大小依赖于过程的各种参数过程的各种参数 溶胶-凝胶法分类胶态粒子法原料（无机盐、醇盐） 沉淀（氢氧化物）， 回流 加酸（或碱）胶溶 粉 凝胶 溶胶 该法制备

18、的溶胶，其初级粒子粒径在该法制备的溶胶，其初级粒子粒径在315nm，在陈化过程中初级粒子还会进一步团聚，所形成在陈化过程中初级粒子还会进一步团聚，所形成的次级粒子粒径可达的次级粒子粒径可达1000nm。利用超声波或加利用超声波或加入适当的电解质使粒子带电，可控制团聚度，从入适当的电解质使粒子带电，可控制团聚度，从而控制胶粒的大小和分布。而控制胶粒的大小和分布。 加水、水解 蒸馏，浓缩控温干燥，灼烧有机聚合物路线有机聚合物路线：形成的溶胶称聚合物胶：形成的溶胶称聚合物胶或化学胶，其制备过程称为或化学胶，其制备过程称为PMU路线路线(Polymerization of Molecular Unit

19、s)。该过该过程以金属烷氧基化合物为前驱物，采用控程以金属烷氧基化合物为前驱物，采用控制水解的方式，使前驱物在水或有机溶剂制水解的方式，使前驱物在水或有机溶剂中水解并缩合形成由中水解并缩合形成由M-O-M键构成的无机键构成的无机聚合物。在凝胶化过程中，分子或粒子连聚合物。在凝胶化过程中，分子或粒子连接成三维网络。溶胶接成三维网络。溶胶-凝胶转变是以簇为单凝胶转变是以簇为单位通过缩合反应长大，直到这些胶体簇生位通过缩合反应长大，直到这些胶体簇生成凝胶。该路线可以得到比粒子胶更小的成凝胶。该路线可以得到比粒子胶更小的颗粒尺寸和更精细的结构颗粒尺寸和更精细的结构有机聚合物法OCH3OCH3控制部分水

20、解2 CH3OSiOCH3 + 2 H2OOCH3OCH3CH3OSiOH回流OCH3OCH3CH3OSiOSiOCH3OCH3OCH3OCH3OCH3 + CH3OSiOH聚合OHOSiOSiOSiOCH3OHOHOHOHOHSiOHOCH3OOHSiOHOCH3+2 CH3OH聚合溶胶蒸馏凝胶采用溶胶凝胶法由硅醇盐获得干凝胶的两种方法采用溶胶凝胶法由硅醇盐获得干凝胶的两种方法Si(OR)4高聚合速度高聚合速度水解水解高水解速度高水解速度 快速胶凝快速胶凝颗粒长大控制反应速率颗粒长大控制反应速率 慢速胶凝慢速胶凝成核控制反应速率成核控制反应速率中等比表面积中等比表面积高比表面积高比表面积H2

21、OOH-环境环境H3O+环境环境自然干燥自然干燥自然干燥自然干燥临界点干燥临界点干燥低气孔率低气孔率临界点干燥临界点干燥低气孔率低气孔率高气孔率高气孔率低气孔率低气孔率高气孔率高气孔率缩聚缩聚OH-络和物法： 使金属离子和含羟基的羧酸形成螯合物，适当温度下缩合(使发生脂化反应)形成溶胶(Sol),进一步蒸馏，除去生成的过量水，即进一步聚脂化反应、缩合，形成凝胶（gel）。 形成的凝胶有横向交联（3维），还有非横向交联（非完整3维，易溶于水）。络合物溶胶络合物溶胶-凝胶法凝胶法使金属离子和含羟基的羧酸形成螯合物，适当温度下缩合（使发生脂化反应）形成溶胶（回流），进一步蒸馏，除去生成的过量水，进一

22、步脂化、缩合，形成凝胶，然后干燥、灼烧成超微粉。 下面是常做原料用的柠檬酸的分子结构式： CCCCCOHCOO(H)OO(H)M2+OHOOH不同溶胶凝胶过程的特征不同溶胶凝胶过程的特征化学特征化学特征凝胶凝胶前驱物前驱物应用应用胶体型胶体型Sol-Gel过程过程调整调整pH值或值或加入电解质加入电解质使粒子表面使粒子表面的电荷中和，的电荷中和， 蒸发溶剂使蒸发溶剂使粒子形成凝粒子形成凝胶网络胶网络1.密集的粒子形成凝胶网密集的粒子形成凝胶网络络2.凝胶凝胶 中固相含量较高中固相含量较高3.凝胶透明，强度较弱凝胶透明，强度较弱前驱物溶液前驱物溶液(溶胶溶胶)是由金是由金属属 无机化合无机化合物

23、与添加剂之物与添加剂之间的反应形成间的反应形成的密集的粒子的密集的粒子粉末、粉末、薄膜薄膜有机聚有机聚合物型合物型Sol-Gel过程过程前驱物的前驱物的控制水解控制水解和缩聚和缩聚1.由前驱物得到的无机聚合由前驱物得到的无机聚合物构成凝胶网络物构成凝胶网络 2.刚形成的刚形成的凝胶体积与前凝胶体积与前 驱物溶液体驱物溶液体积完全一样积完全一样 3.证明凝胶形成证明凝胶形成的参数的参数-胶凝时间随着过程胶凝时间随着过程中其它参数的变化中其它参数的变化 而变化而变化4.凝胶透明凝胶透明主要是金主要是金属烃氧化属烃氧化物类物类薄膜、薄膜、块体、块体、纤维、纤维、粉末粉末络合物络合物型型Sol-Gel

24、过程过程络合反应导络合反应导致较大混合致较大混合配合体的配合体的 络络合物的形成合物的形成1.由氢键连接的络合物构成由氢键连接的络合物构成凝胶网络凝胶网络2.凝胶在湿气凝胶在湿气 中可能会溶解中可能会溶解3.凝胶透明凝胶透明金属醇盐、金属醇盐、硝酸盐或醋硝酸盐或醋酸盐酸盐薄膜、薄膜、粉末、粉末、纤维纤维溶胶凝胶法制备陶瓷微粉例溶胶凝胶法制备陶瓷微粉例例例1：以无机盐为前驱体，采用粒子溶胶：以无机盐为前驱体，采用粒子溶胶路线制备路线制备Fe2O3微粉；微粉；例例2：以金属烷氧基化合物为前驱体，制：以金属烷氧基化合物为前驱体，制备备Al2O3微粉微粉例例3：以金属烷氧基化合物为前驱体，制：以金属烷

25、氧基化合物为前驱体，制备备BaTiO3微粉微粉例例4：以金属烷氧基化合物为前驱体，采：以金属烷氧基化合物为前驱体，采用溶胶凝胶路线，配合水热处理，制备用溶胶凝胶路线，配合水热处理，制备TiO2粉体，粉体， 例例 ：以无机盐为前驱体制备以无机盐为前驱体制备Fe溶胶溶胶 Fe(III)溶液水解可能包括的步骤：溶液水解可能包括的步骤： 1）形成低分子量的水解物种）形成低分子量的水解物种 2）水解产物进一步聚合形成红色阳离子聚合物）水解产物进一步聚合形成红色阳离子聚合物 3）聚合物老化向氧化物物相转化）聚合物老化向氧化物物相转化 或者或者 4）氧化物物相直接由低分子量的前驱体中沉淀）氧化物物相直接由低

26、分子量的前驱体中沉淀 出来出来 Fe3+ Fe(OH)2+;Fe2(OH)24+;Fe(OH)23+硬化的聚合物球，硬化的聚合物球，2-4nm老化的聚合物棒，凝胶状老化的聚合物棒，凝胶状沉淀，沉淀，FeOOH老化的聚合物筏老化的聚合物筏 沉淀，例沉淀，例Fe2O3H+;(107-108) 新鲜的聚合物球新鲜的聚合物球,2-4nmH+;(106-107)H+;(105-106)H+;(105)H+;(102) (102-103)H+H+(104-105)固体沉淀，固体沉淀，例例FeOOHH+106ABCD25C，圆括号中为圆括号中为反应时间反应时间可能的机制为可能的机制为：A: 水解产物水解产物

27、FeOH(OH2)52+ 通过羟配（通过羟配（OH ) 或氧配（或氧配（O）聚合形成二聚体，再成核成为聚合形成二聚体，再成核成为 或或FeOOHB: 由由Fe(OH)2(OH2)4+ (Fe(O,OH)6八面体双链八面体双链) 聚合形成含聚合形成含102个个Fe(III)离子的聚阳离子球，离子的聚阳离子球， 组成为组成为Fe4O3(OH)4n2n+C: 陈化，加碱，一次粒子聚集形成针状陈化，加碱，一次粒子聚集形成针状 FeOOH，直径仍为直径仍为24nmD: 二次聚集成棒状，形成局部取向的凝胶状二次聚集成棒状，形成局部取向的凝胶状 沉淀沉淀以醇铝为前驱体制备氧化铝超细粉以醇铝为前驱体制备氧化铝

28、超细粉1molAl(OC4H9)3100molH2OAl的氢氧化物沉淀的氢氧化物沉淀AlOOH溶胶溶胶湿凝胶湿凝胶干凝胶干凝胶形成形成,等过渡形式等过渡形式Al2O3水解水解T=80C80C,HCl，HNO3或或HAC胶溶胶溶蒸发，蒸发，失水和丁醇失水和丁醇干燥干燥灼烧灼烧- Al2O3500-1200 CSol萃取（醚）萃取（醚）失丁醇失丁醇失失水水注意：温度必须高于注意：温度必须高于80C胶溶剂量、pH影响胶粒大小、形状和结构钛酸乙酯控制水解制备钛酸乙酯控制水解制备TiO2超细粉超细粉Ti(OC2H5)4+C2H5OH +H2O 无定形无定形TiO2高压釜中水热反应处理高压釜中水热反应处理

29、，200-300C，1.56-8.6MPa锐钛矿型锐钛矿型TiO2粉粉干燥，成型，烧结干燥，成型，烧结连续流动反应法连续流动反应法r=0.98/0.26加水和有机物调浆加水和有机物调浆，pH=0真空过滤真空过滤 0.3m微孔过滤器微孔过滤器水热处理后水热处理后：#粒径粒径0.3-0.8 m，有毛刺，软团聚粒有毛刺，软团聚粒子含子含1050nm大小的晶粒，可以超声大小的晶粒，可以超声破碎。破碎。# XRD证实从无定形转变为锐钛矿型证实从无定形转变为锐钛矿型#比表面从比表面从320m2/g下降到下降到90m2/g# DTA表明，无定形表明，无定形TiO2在空气气氛中在空气气氛中于于400 C下的大

30、放热峰消失，表明高下的大放热峰消失，表明高压釜中继续进行了聚合反应压釜中继续进行了聚合反应 TiOH + HOTi = Ti-O-Ti + H2O Ti-OR + HO-Ti = Ti-O-Ti + ROH#水热处理粉的压片具有光泽，可达水热处理粉的压片具有光泽，可达50理论密度，烧结片不开裂和弯曲，理论密度，烧结片不开裂和弯曲，收缩均匀，收缩均匀，900 C获得结晶良好的锐获得结晶良好的锐钛矿，烧结度大于钛矿，烧结度大于97氢氧化钡的乙二醇单甲醚溶液钛酸正丁脂的乙醇溶液无定形BaTiO3凝胶1:1溶胶灼烧蒸馏水和乙二醇单甲醚的混合液溶胶凝胶法制备复合氧化物粉体溶胶凝胶法制备复合氧化物粉体溶胶

31、凝胶法制备钛酸钡的工艺流程图溶胶凝胶法制备钛酸钡的工艺流程图 在在不同pH值下制备的BaTiO3粉体的TEM照片 (a) pH=4, (b) pH=7, (c) pH=9溶胶凝胶法制备超细粉体的特点：溶胶凝胶法制备超细粉体的特点：优点优点：温和的制备反应条件；温和的制备反应条件；纯度高；纯度高；颗粒细，易于制备纳米尺度的粉体，粒径分颗粒细，易于制备纳米尺度的粉体，粒径分 布窄；布窄；分散性好，活性高，烧结温度比高温固相反分散性好，活性高，烧结温度比高温固相反 应温度低得多；应温度低得多；化学组成与相组成均匀，尤其对多组分体系化学组成与相组成均匀，尤其对多组分体系以此粉体为前驱物，所得的功能材料性质优以此粉体为前驱物，所得的功能材料性质优 异异例：采用钛醇盐和锶醇盐制备钛酸锶例：采用钛醇盐和锶醇盐制备钛酸锶（SrTiO3）粉体粉体,采用采用EDX进行组成分析，进行组成分析，发现发现SrTiO3微粉的颗粒中微粉的颗粒中Sr/Ti比都非常接近比都非常接近1醇盐浓度醇盐浓度 水解水量水解水量 水解回流时间水解回流时间 阳离子比阳离子比（mol/L） (相对理论量相对理论量) （h） Sr Ti0.117 20倍倍 4 1.005 0.998 0.616 20倍倍 2 1.