本發(fā)明屬于納米晶體電子陶瓷合成領(lǐng)域，特別涉及一種棒狀Mg²⁺摻雜SrTiO₃的合成方法。

背景技術(shù)：

在我們的日常生活中，使用的絕大多數(shù)功能材料都是鈣鈦礦材料，其中以鈦酸鍶材料為主要的研究對象。自1950年以來，科學(xué)家對SrTiO₃的各類固溶體進(jìn)行了深入的研究。SrTiO₃具有典型的ABO₃晶體結(jié)構(gòu)，是最典型的鈣鈦礦型氧化物材料之一。鈦酸鍶常用于電子元器件中，但其本身也存在著一些缺陷：介電損失，溫度系數(shù)大，居里溫度偏高等，如果在鈦酸鍶里摻雜一些元素，這將大大改變材料的性能，使它的各項(xiàng)性能都得到了明顯的改善。因此，摻雜鈦酸鍶的制備方法得到了廣泛的關(guān)注。

迄今為止，有關(guān)棒狀Mg²⁺摻雜SrTiO₃的合成方法還鮮有報(bào)道。因此，借鑒對別的體系摻雜改性的研究成果進(jìn)行棒狀摻鎂鈦酸鍶的制備與合成。楊小勤等人利用溶劑熱法，通過加入聚合物調(diào)節(jié)了聚合物的濃度以及之間的配比合成了納米晶須摻鋯的鈦酸鉛，楊麗麗等人利用了有機(jī)物輔助水熱法通過調(diào)節(jié)乙二醇與水的比例合成了立方體，三維十字架，正十二面體等形貌的摻鐠的鈦酸鈣。Khollam Y.B等人通過改變體系的pH值采用共沉淀法制備出了星型的摻鍶的鈦酸鋇。

中國專利CN2014102564013公開了一種摻雜鈦酸鍶的制備方法，采用TiO₂加入硝酸的方式得到TiO(NO₃)₂溶液，同鍶鹽和摻雜金屬的鹽，與乙二胺四乙酸(EDTA)和硝酸銨以一定比例混合得到凝膠，將凝膠干燥后，以700～900℃溫度煅燒即可獲得摻雜鈦酸鍶納米晶體粉體。但存在步驟復(fù)雜、需添加助劑、高溫煅燒能耗高、含有雜質(zhì)的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述不足，本發(fā)明旨在提出一種反應(yīng)條件溫和、環(huán)境友好、產(chǎn)率高，同時(shí)能有效地控制摻鎂鈦酸鍶形態(tài)、結(jié)晶度、尺寸大小的制備方法。本發(fā)明以二氧化鈦，氫氧化鈉為原料，首先在200℃的水熱條件下制備了前驅(qū)體Na₂Ti₃O₇，其次在以Na₂Ti₃O₇，氫氧化鍶，硝酸鎂為原料制備了棒狀的Mg²⁺摻雜SrTiO₃粉體。通過FT-IR分析產(chǎn)物不含有其他雜質(zhì)，為純物質(zhì)。并通過XRD，ICP，SEM，CA，分別對最終產(chǎn)物SMT的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和表面進(jìn)行了探討。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種棒狀Mg²⁺摻雜SrTiO₃的合成方法，包括：

將棒狀Na₂Ti₃O₇、氫氧化鍶和可溶性鎂鹽混合均勻，水熱反應(yīng)、干燥，即得棒狀Mg²⁺摻雜SrTiO₃。

為了實(shí)現(xiàn)金屬元素的有效摻雜，現(xiàn)有的溶膠凝膠法需要加入表面活性劑、螯合劑等助劑以提高金屬元素在SrTiO₃中分散度和均勻性，制備的干凝膠還需要經(jīng)過煅燒以獲得納米級粒徑，導(dǎo)致能耗較高。為此，本發(fā)明提出了一種新的棒狀Mg²⁺摻雜SrTiO₃的合成方法，利用Na₂Ti₃O₇在水熱溫度下表現(xiàn)出的穩(wěn)定的定向聚集效應(yīng)，使其與臨近的Sr²⁺與Mg²⁺共用一個(gè)結(jié)晶面自組裝生長為大顆粒；另外，Na₂Ti₃O₇還使溶液中存在的、自由能較高的氫氧根在其上堆砌并優(yōu)先形成活性位，氫氧根的礦化作用又促進(jìn)初級納米顆粒生長和聚集，而活性位的存在則使Sr²⁺與Mg²⁺的定向聚集表現(xiàn)出較高的增長速度以及強(qiáng)烈的擇優(yōu)取向。

研究還發(fā)現(xiàn)：若溶液中含有大量的OH-，過多OH-的存在會加快體系反應(yīng)速率，由于這些棒狀Ti₃O₇^2-比較不規(guī)則，表面吉布斯自由能高，朝同一方向生長的納米線之間容易通過范德華作用進(jìn)行堆砌，直至形成較為規(guī)則的棒狀晶體。因此，本發(fā)明優(yōu)選的棒狀Na₂Ti₃O₇、氫氧化鍶、可溶性鎂鹽的摩爾比為5～8：15～18：0.3～0.5。

優(yōu)選的，所述水熱反應(yīng)條件為120～140℃下反應(yīng)16～24h。

當(dāng)水熱溫度低于120℃時(shí)，Na₂Ti₃O₇的定向聚集作用較弱，無法有效地促進(jìn)吸附Sr²⁺與Mg²⁺、氫氧根的礦化作用較弱，當(dāng)水熱溫度高于140℃時(shí)，Na₂Ti₃O₇晶核間開始相互聚集，對Sr²⁺與Mg²⁺吸附性能下降，顆粒分散性不佳、粒徑增大。

優(yōu)選的，所述可溶性鎂鹽為硝酸鎂或氯化鎂。

選用鎂元素作為摻雜元素，改變傳統(tǒng)的固相，溶膠凝膠摻雜法，利用水熱合成法在較低的溫度下進(jìn)行摻雜，經(jīng)過XRD及ICP測試表明，鎂已經(jīng)摻雜到鈦酸鍶晶格內(nèi)而不是以雜質(zhì)相的成分出現(xiàn)，所合成的產(chǎn)物為單一組成相。

優(yōu)選的，所述Na₂Ti₃O₇為棒狀Na₂Ti₃O₇。

棒狀Ti₃O₇^2-比較不規(guī)則，表面吉布斯自由能高，朝同一方向生長的納米線之間容易通過范德華作用進(jìn)行堆砌，直至形成較為規(guī)則的棒狀晶體，更有利于鎂元素的摻雜和顆粒的均勻生長。故一般形貌的、非棒狀Na₂Ti₃O₇無法制備本發(fā)明的Mg²⁺摻雜SrTiO₃。

優(yōu)選的，所述摻雜元素還可以是鈣或鋇。

優(yōu)選的，所述棒狀Na₂Ti₃O₇采用如下方法制備：將二氧化鈦與氫氧化鈉溶液混合均勻，在200℃條件下反應(yīng)3天，干燥，即得。

本發(fā)明還提供了任一上述方法制備的棒狀Mg²⁺摻雜SrTiO₃。

優(yōu)選的，所述棒狀Mg²⁺摻雜SrTiO₃的粒子的長度為7～8μm；棒的直徑為70-80nm。在合成的形貌上面：傳統(tǒng)的固相法，溶膠凝膠法所合成出的摻雜粒子的形貌不容易控制，而采用水熱法合成的粒子既能保證其摻雜到母體晶格內(nèi)又能做到形貌可控。

優(yōu)選的，所述棒狀Mg²⁺摻雜SrTiO₃為超親水性物質(zhì)。

本發(fā)明還提供了任一上述的棒狀Mg²⁺摻雜SrTiO₃在制備的電子功能陶瓷材料、傳感器、燃料電池電極、氧化脫氫、光催化或三元催化劑中的應(yīng)用。本發(fā)明得到的摻鎂鈦酸鍶介電性能優(yōu)良，有較高的介電常數(shù)以及穩(wěn)定性。

本發(fā)明的有益效果

(1)本發(fā)明通過水熱合成法制備摻鎂鈦酸鍶粉體。經(jīng)IR、XRD、SEM等分析：所得產(chǎn)物具有立方相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，形貌為棒狀，粒子長為8μm左右，直徑約為70-80nm。經(jīng)表面親水性測定可知棒狀SMT是親水性物質(zhì)，具有較好的介電性能。

(2)本發(fā)明制備方法簡單、無需加入助劑、實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣。

附圖說明

圖1無定型TiO₂的XRD圖譜；

圖2銳鈦礦TiO₂的XRD圖譜；

圖3前驅(qū)體Na₂Ti₃O₇的XRD圖譜；

圖4摻鎂鈦酸鍶粒子的XRD圖譜；

圖5粒子的掃描圖及透射圖；

圖6摻鎂鈦酸鍶表面與水的接觸角；

圖7無定型TiO₂和棒狀摻鎂鈦酸鍶的紅外圖譜；

圖8棒狀SMT粒子的介電常數(shù)與頻率之間的介電圖譜。

具體實(shí)施方式

以下通過實(shí)施例對本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解：

實(shí)施例1

實(shí)驗(yàn)所用試劑：鈦酸四丁酯(AR，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司)、無水乙醇(AR，西安化學(xué)試劑廠)、氫氧化鈉(NaOH，AR，天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司)、甲酸(HCOOH，AR，天津市福晨化學(xué)試劑廠)、氫氧化鍶(AR，天津市福晨化學(xué)試劑廠)、硝酸鎂(Mg(NO₃)₂·6H₂O，AR，天津市福晨化學(xué)試劑廠)。

實(shí)驗(yàn)所用儀器：電熱鼓風(fēng)干燥箱(QZX-9246MBE，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠)電子顯微鏡(JSM-6010LV，日本電子(JEOL))、MSAL—XRD₂全自動X射線粉末衍射儀(CuKa射線，管壓＝36kV，管流20mA，掃描速度8⁰/min)、德國布魯克公司的TENSOR27FT-IR分析儀(樣品采用KBr壓片法，其工作光譜范圍為7500-370cm^-1)、德國Dataphysics的公司OCA20型視頻光學(xué)接觸角測量儀Dataphysics、介電常數(shù)測量儀(HP4284A型))；美國熱電公司的ICP-AES測試儀。

棒狀摻鎂鈦酸鍶的合成步驟：

1、無定型二氧化鈦的制備：將40mL無水乙醇與1mL鈦酸四丁酯依次加入培養(yǎng)皿。再將培養(yǎng)皿置于恒溫水浴鍋中，在35℃條件下反應(yīng)8h。待反應(yīng)完成后，將所得固體粉末裝瓶保存，以備下面實(shí)驗(yàn)使用。

2、銳鈦礦二氧化鈦的制備：稱取2.0g無定型的二氧化鈦置于坩堝中。將坩堝放入馬弗爐中，在450℃條件下高溫煅燒2h。反應(yīng)完成后，將所得固體粉末裝瓶保存，以備下面實(shí)驗(yàn)使用。

3、前驅(qū)體Na₂Ti₃O₇的制備：稱取1.0g自制的銳鈦礦二氧化鈦于聚四氟乙烯內(nèi)襯中，加入20mL 10mol/L的氫氧化鈉溶液。磁力攪拌器攪拌1h后，將內(nèi)襯放入不銹鋼反應(yīng)釜中，密封后置于恒溫干燥箱里，在200℃條件下反應(yīng)3天。取出反應(yīng)釜，自然冷卻后打開反應(yīng)釜，將所得樣品依此用甲酸(V_甲酸:V_H2O＝1：10)，二次水洗滌至沒有雜質(zhì)多次，將產(chǎn)物放入60℃真空干燥箱中干燥8h。

4、棒狀摻鎂鈦酸鍶的合成：稱取0.15g前驅(qū)體Na₂Ti₃O₇于聚四氟乙烯內(nèi)襯中，依次加入15mL 0.1mol/L的氫氧化鍶溶液和15mL 0.002mol/L的硝酸鎂溶液。磁力攪拌器攪拌1h后，將內(nèi)襯放入不銹鋼反應(yīng)釜中，密封后置于恒溫干燥箱，在120℃條件下反應(yīng)24h。取出反應(yīng)釜，自然冷卻后打開反應(yīng)釜，將所得樣品依次用甲酸(V_甲酸:V_H2O＝1：10)，二次水洗滌至沒有雜質(zhì)，將產(chǎn)物放入60℃真空干燥箱中干燥8h。

棒狀摻鎂鈦酸鍶的XRD及ICP分析：

采用金屬鈦鹽醇解法制備非晶相的TiO₂，所得產(chǎn)品的XRD圖如圖1所示，從圖中可以看出這是一彌散狀譜峰，可以得出所得樣品并沒有形成晶型，TiO₂只是非晶態(tài)。

圖2是將無定型的TiO₂在450℃的條件下高溫煅燒2h后所得到XRD圖譜，從圖中可以得知，該產(chǎn)物的XRD衍射峰與銳鈦礦TiO₂標(biāo)準(zhǔn)譜圖能夠完全對應(yīng)，8個(gè)衍射峰分別對應(yīng)銳鈦礦TiO₂的(101)、(004)、(200)、(105)、(204)、(116)、(220)和(215)晶面的衍射峰(JCPDS No.2121272)。除了銳鈦礦的衍射峰外，在圖2中均沒有觀察到其它晶相TiO₂的衍射峰，說明所制備得到的產(chǎn)物為純相的銳鈦礦二氧化鈦。

圖3是前驅(qū)體Na₂Ti₃O₇的XRD圖譜，從圖中我們可以看到所得衍射峰的基本位置和Na₂Ti₃O₇的基本位置相符，這證明了在有氫氧化鈉的條件下采用二氧化鈦水熱合成法制備的產(chǎn)物是鈦酸鈉鹽。

為了證實(shí)鎂是確實(shí)進(jìn)入到SrTiO₃格子中還是以第二相存在，采用XRD來驗(yàn)證，圖4是摻鎂鈦酸鍶的XRD圖譜。從圖中可以看到SMT鈣鈦礦的特征衍射峰均已全部出現(xiàn)，表明所得產(chǎn)物是鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。在衍射圖譜上除了SrTiO₃的衍射峰外，沒有額外的衍射峰屬于別的晶相或物質(zhì)。這說明，在實(shí)驗(yàn)所用的濃度摻雜范圍內(nèi)，Mg的摻雜沒有帶來(Sr，Mg)CO₃，MgTiO₃等新的物相。

我們采用ICP測定樣品中各元素的成分，其結(jié)果如表所示，可以確定棒狀SMT的化學(xué)式約為SrMg_0.07Ti_0.92O₃。

表1 棒狀摻鎂鈦酸鍶粒子的ICP

棒狀摻鎂鈦酸鍶的的掃描圖及透射圖譜分析如圖5所示：

圖5a為無定型TiO₂的掃描圖譜，從圖中可以得出粒子的粒徑大約為1μm，圖5b為將無定型的TiO₂在450℃的條件下高溫煅燒2h后所得到掃描圖譜，對比5a，5b這兩個(gè)圖，我們可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)過煅燒后的TiO₂粒子之間發(fā)生了部分團(tuán)聚，形貌遠(yuǎn)不如未煅燒的TiO₂的分散性好。圖5c為Na₂Ti₃O₇前驅(qū)體的掃描圖，這時(shí)粒子變成了類似棒狀的形貌，雜質(zhì)比較多，圖5d，5e為最終產(chǎn)物SMT粒子的掃描圖與透射圖，從掃描圖中我們可以很清晰的看到粒子的形貌規(guī)整，為棒狀，且分散性比較好，粒子的長度大約為8μm，從透射圖中可以得知棒的直徑約為70-80nm。

棒狀摻鎂鈦酸鍶的接觸角分析：

借助視頻光學(xué)接觸角測量儀采用座滴法測量了樣品微粒表面對水的潤濕狀況，測量方法如下：將摻鎂鈦酸鍶粒子分散于乙醇中形成懸濁液，再將干凈的載玻片垂直插入其中，然后以一定的速度緩慢地拉出，并在室溫下晾干。將此過程重復(fù)3次，就得到了摻鎂鈦酸鍶粒子覆蓋于載玻片表面形成的薄膜。用微量調(diào)節(jié)注射器滴加1μL的水滴于薄膜上，利用視頻光學(xué)接觸角測量儀測量水滴與薄膜間的接觸角。圖6給出了棒狀摻鎂鈦酸鍶粒子表面與水的接觸角，發(fā)現(xiàn)該種形貌粒子與水的接觸角是34.3°±0.4(親水性30°<θ<90°)，說明其為超親水性物質(zhì)，在水介質(zhì)中分散良好，與水有很好的相容性。

棒狀摻鎂鈦酸鍶的紅外分析：

圖7所示的是無定型TiO₂和棒狀摻鎂鈦酸鍶的紅外圖譜，從圖7a中可以看到在1627cm^-1附近有光譜帶，歸屬于結(jié)構(gòu)水的H-O彎曲振動。2900cm^-1附近的兩個(gè)峰是C-H的伸縮振動，在1300-1100cm^-1附近的2個(gè)尖峰屬于烷基鏈中的C-H彎曲振動，說明在TiO₂的表面有少量殘余的乙醇。400～1000cm^-1處的寬譜帶是TiO₂晶體中Ti-O鍵的伸縮振動。而在圖7b中除了可以看到在3438cm^-1的O-H伸縮振動引起的寬譜帶，而在583cm^-1和437cm^-1處的Ti-O鍵的伸縮振動尖銳并且峰的強(qiáng)度明顯很大，說明產(chǎn)物是純的SMT晶型。

粒子的介電性能測試分析:

圖8顯示的是粒子的介電常數(shù)與頻率之間的介電圖譜。從圖中可以看出棒狀SMT的室溫介電常數(shù)在1000～10000Hz范圍內(nèi)隨頻率的變化波動不大，略有下降。這可能與其晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)。粒子的粒徑大小對介電常數(shù)值有著強(qiáng)烈的影響作用，粒子粒徑越小，其介電性能越明顯，介電常數(shù)越大，隨粒子粒徑的增加，介電常數(shù)反而降低。

結(jié)論:

通過水熱合成法制備摻鎂鈦酸鍶粉體。經(jīng)IR、XRD、SEM等分析：所得產(chǎn)物具有立方相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，形貌為棒狀，粒子長為8μm左右，直徑約為70-80nm。經(jīng)表面親水性測定可知棒狀SMT是親水性物質(zhì)，具有較好的介電性能。

實(shí)施例2

棒狀摻鎂鈦酸鍶的合成步驟：

1、無定型二氧化鈦的制備：將40mL無水乙醇與1mL鈦酸四丁酯依次加入培養(yǎng)皿。再將培養(yǎng)皿置于恒溫水浴鍋中，在35℃條件下反應(yīng)8h。待反應(yīng)完成后，將所得固體粉末裝瓶保存，以備下面實(shí)驗(yàn)使用。

2、銳鈦礦二氧化鈦的制備：稱取2.0g無定型的二氧化鈦置于坩堝中。將坩堝放入馬弗爐中，在450℃條件下高溫煅燒2h。反應(yīng)完成后，將所得固體粉末裝瓶保存，以備下面實(shí)驗(yàn)使用。

3、前驅(qū)體Na₂Ti₃O₇的制備：稱取1.0g自制的銳鈦礦二氧化鈦于聚四氟乙烯內(nèi)襯中，加入20mL 10mol/L的氫氧化鈉溶液。磁力攪拌器攪拌1h后，將內(nèi)襯放入不銹鋼反應(yīng)釜中，密封后置于恒溫干燥箱里，在200℃條件下反應(yīng)3天。取出反應(yīng)釜，自然冷卻后打開反應(yīng)釜，將所得樣品依次用甲酸(V_甲酸:V_H2O＝1：10)，二次水洗滌至沒有雜質(zhì)多次，將產(chǎn)物放入60℃真空干燥箱中干燥8h。

4、棒狀摻鎂鈦酸鍶的合成：稱取0.20g前驅(qū)體Na₂Ti₃O₇于聚四氟乙烯內(nèi)襯中，依次加入20mL 0.1mol/L的氫氧化鍶溶液和20mL 0.002mol/L的硝酸鎂溶液。磁力攪拌器攪拌1h后，將內(nèi)襯放入不銹鋼反應(yīng)釜中，密封后置于很穩(wěn)干燥箱，在130℃條件下反應(yīng)20h。取出反應(yīng)釜，自然冷卻后打開反應(yīng)釜，將所得樣品依此用甲酸(V_甲酸:V_H2O＝1：10)，二次水洗滌至沒有雜質(zhì)，將產(chǎn)物放入60℃真空干燥箱中干燥8h。

制備的摻鎂鈦酸鍶粉體經(jīng)IR、XRD、SEM等分析：所得產(chǎn)物具有立方相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，形貌為棒狀，粒子長為8μm左右，直徑約為70-80nm。經(jīng)表面親水性測定可知棒狀SMT是親水性物質(zhì)，具有較好的介電性能。

實(shí)施例3

棒狀摻鎂鈦酸鍶的合成步驟：

1、無定型二氧化鈦的制備：將40mL無水乙醇與1mL鈦酸四丁酯依次加入培養(yǎng)皿。再將培養(yǎng)皿置于恒溫水浴鍋中，在35℃條件下反應(yīng)8h。待反應(yīng)完成后，將所得固體粉末裝瓶保存，以備下面實(shí)驗(yàn)使用。

2、銳鈦礦二氧化鈦的制備：稱取2.0g無定型的二氧化鈦置于坩堝中。將坩堝放入馬弗爐中，在450℃條件下高溫煅燒2h。反應(yīng)完成后，將所得固體粉末裝瓶保存，以備下面實(shí)驗(yàn)使用。

3、前驅(qū)體Na₂Ti₃O₇的制備：稱取1.0g自制的銳鈦礦二氧化鈦于聚四氟乙烯內(nèi)襯中，加入20mL 10mol/L的氫氧化鈉溶液。磁力攪拌器攪拌1h后，將內(nèi)襯放入不銹鋼反應(yīng)釜中，密封后置于恒溫干燥箱里，在200℃條件下反應(yīng)3天。取出反應(yīng)釜，自然冷卻后打開反應(yīng)釜，將所得樣品依此用甲酸(V_甲酸:V_H2O＝1：10)，二次水洗滌至沒有雜質(zhì)多次，將產(chǎn)物放入60℃真空干燥箱中干燥8h。

4、棒狀摻鎂鈦酸鍶的合成：稱取0.10g前驅(qū)體Na₂Ti₃O₇于聚四氟乙烯內(nèi)襯中，依次加入10mL 0.1mol/L的氫氧化鍶溶液和10mL 0.002mol/L的硝酸鎂溶液。磁力攪拌器攪拌1h后，將內(nèi)襯放入不銹鋼反應(yīng)釜中，密封后置于恒溫干燥箱，在140℃條件下反應(yīng)16h。取出反應(yīng)釜，自然冷卻后打開反應(yīng)釜，將所得樣品依此用甲酸(V_甲酸:V_H2O＝1：10)，二次水洗滌至沒有雜質(zhì)，將產(chǎn)物放入60℃真空干燥箱中干燥8h。

制備的摻鎂鈦酸鍶粉體經(jīng)IR、XRD、SEM等分析：所得產(chǎn)物具有立方相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，形貌為棒狀，粒子長為7μm左右，直徑約為70-80nm。經(jīng)表面親水性測定可知棒狀SMT是親水性物質(zhì)，具有較好的介電性能。

實(shí)施例4

棒狀摻鈣鈦酸鍶的合成步驟：

1、無定型二氧化鈦的制備：將40mL無水乙醇與1mL鈦酸四丁酯依次加入培養(yǎng)皿。再將培養(yǎng)皿置于恒溫水浴鍋中，在35℃條件下反應(yīng)8h。待反應(yīng)完成后，將所得固體粉末裝瓶保存，以備下面實(shí)驗(yàn)使用。

2、銳鈦礦二氧化鈦的制備：稱取2.0g無定型的二氧化鈦置于坩堝中。將坩堝放入馬弗爐中，在450℃條件下高溫煅燒2h。反應(yīng)完成后，將所得固體粉末裝瓶保存，以備下面實(shí)驗(yàn)使用。

3、前驅(qū)體Na₂Ti₃O₇的制備：稱取1.0g自制的銳鈦礦二氧化鈦于聚四氟乙烯內(nèi)襯中，加入20mL 10mol/L的氫氧化鈉溶液。磁力攪拌器攪拌1h后，將內(nèi)襯放入不銹鋼反應(yīng)釜中，密封后置于恒溫干燥箱里，在200℃條件下反應(yīng)3天。取出反應(yīng)釜，自然冷卻后打開反應(yīng)釜，將所得樣品依此用甲酸(V_甲酸:V_H2O＝1：10)，二次水洗滌至沒有雜質(zhì)多次，將產(chǎn)物放入60℃真空干燥箱中干燥8h。

4、棒狀摻鈣鈦酸鍶的合成：稱取0.20g前驅(qū)體Na₂Ti₃O₇于聚四氟乙烯內(nèi)襯中，依次加入20mL 0.1mol/L的氫氧化鍶溶液和20mL 0.002mol/L的硝酸鈣溶液。磁力攪拌器攪拌1h后，將內(nèi)襯放入不銹鋼反應(yīng)釜中，密封后置于恒溫干燥箱，在130℃條件下反應(yīng)20h。取出反應(yīng)釜，自然冷卻后打開反應(yīng)釜，將所得樣品依此用甲酸(V_甲酸:V_H2O＝1：10)，二次水洗滌至沒有雜質(zhì)，將產(chǎn)物放入60℃真空干燥箱中干燥8h。

制備的摻鈣鈦酸鍶粉體經(jīng)IR、XRD、SEM等分析：所得產(chǎn)物具有立方相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，形貌為棒狀，粒子長為8μm左右，直徑約為70-80nm。經(jīng)表面親水性測定可知棒狀SCT是親水性物質(zhì)，具有較好的介電性能。

實(shí)施例5

棒狀摻鋇鈦酸鍶的合成步驟：

1、無定型二氧化鈦的制備：將40mL無水乙醇與1mL鈦酸四丁酯依次加入培養(yǎng)皿。再將培養(yǎng)皿置于恒溫水浴鍋中，在35℃條件下反應(yīng)8h。待反應(yīng)完成后，將所得固體粉末裝瓶保存，以備下面實(shí)驗(yàn)使用。

2、銳鈦礦二氧化鈦的制備：稱取2.0g無定型的二氧化鈦置于坩堝中。將坩堝放入馬弗爐中，在450℃條件下高溫煅燒2h。反應(yīng)完成后，將所得固體粉末裝瓶保存，以備下面實(shí)驗(yàn)使用。

3、前驅(qū)體Na₂Ti₃O₇的制備：稱取1.0g自制的銳鈦礦二氧化鈦于聚四氟乙烯內(nèi)襯中，加入20mL 10mol/L的氫氧化鈉溶液。磁力攪拌器攪拌1h后，將內(nèi)襯放入不銹鋼反應(yīng)釜中，密封后置于恒溫干燥箱里，在200℃條件下反應(yīng)3天。取出反應(yīng)釜，自然冷卻后打開反應(yīng)釜，將所得樣品依此用甲酸(V_甲酸:V_H2O＝1：10)，二次水洗滌至沒有雜質(zhì)多次，將產(chǎn)物放入60℃真空干燥箱中干燥8h。

4、棒狀摻鋇鈦酸鍶的合成：稱取0.20g前驅(qū)體Na₂Ti₃O₇于聚四氟乙烯內(nèi)襯中，依次加入20mL 0.1mol/L的氫氧化鍶溶液和20mL 0.002mol/L的硝酸鋇溶液。磁力攪拌器攪拌1h后，將內(nèi)襯放入不銹鋼反應(yīng)釜中，密封后置于很穩(wěn)干燥箱，在130℃條件下反應(yīng)20h。取出反應(yīng)釜，自然冷卻后打開反應(yīng)釜，將所得樣品依此用甲酸(V_甲酸:V_H2O＝1：10)，二次水洗滌至沒有雜質(zhì)，將產(chǎn)物放入60℃真空干燥箱中干燥8h。

制備的摻鋇鈦酸鍶粉體經(jīng)IR、XRD、SEM等分析：所得產(chǎn)物具有立方相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，形貌為棒狀，粒子長為8μm左右，直徑約為70-80nm。經(jīng)表面親水性測定可知棒狀BST是親水性物質(zhì)，具有較好的介電性能。

最后應(yīng)該說明的是，以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。