_溶胶-凝胶法制备钛酸钡纳米陶瓷粉体

纳米钛酸钡的合成及其光催化性能研究纳米材料在科技领域中的应用越来越广泛，特别是在光催化降解有害物质的领域中，纳米材料的应用也越来越受到关注。

其中，纳米钛酸钡是一种非常有前途的材料，因为其独特的结构和光催化性能，能够有效地降解各种污染物，同时还具有良好的耐久性和稳定性。

纳米钛酸钡的合成方法有很多种，目前常用的方法有溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法等。

其中，溶胶-凝胶法是一种比较简单易行的方法，具有高度的控制性和可重复性，因此被广泛应用于纳米材料的制备领域。

在溶胶-凝胶法中，通过控制反应条件，如pH值、温度、反应时间等参数，可以调控纳米钛酸钡的形貌和尺寸。

除了合成方法的控制，纳米钛酸钡的光催化性能也受到多种因素的影响，如材料的晶体结构、表面性质和光催化反应机理等。

其中，纳米晶体的特殊性质和活性位点对光催化性能的影响最为显著。

事实上，纳米钛酸钡的晶体结构比传统的大颗粒材料更加复杂，产生了更多的物理和化学表面活性位点。

此外，光催化活性位点与晶体表面反应物的亲和力也是影响纳米钛酸钡催化效率的重要因素。

当纳米钛酸钡表面的活性位点与反应物有较高的亲和力时，这些反应物便容易被吸附在活性位点上，形成吸附状态，然后通过光催化反应进行降解。

此外，此类活性位点还允许反应物在表面上发生更深层次的催化反应，进一步加快了反应速度。

在纳米钛酸钡的光催化应用领域中，实践表明其具有较好的成果。

纳米钛酸钡中的钛元素可有效地与光催化反应中的自由基相互作用，加速电子传输，从而提高光催化反应速率和效率。

另外，在纳米钛酸钡中钡元素的存在促进了链传递的过程，使得催化剂反应能够持续一定时间而不失活。

总而言之，纳米钛酸钡作为一种新型的光催化材料在环境治理中有着广阔的应用前景。

合适的制备方法和有效的控制手段可以带来优秀的催化性能，使之更加有力地发挥环境治理的作用。

未来，我们还可以进一步完善纳米材料的制备技术和光催化性能控制理论，以提高其在工业、环境和医学等领域的应用。

实验一溶胶凝胶制备BaTiO3的煅烧温度对粒度的影响一、实验目的：1. 掌握BaTiO3生成的过程；2. 理解煅烧温度对粒度的影响规律；3. 掌握XRD的基本分析方法和粒度的分析方法。

二、实验原理：钛酸钡是一种典型的具有钙钛矿结构的电子陶瓷材料，以其优质的介电、压电、铁电、耐压和绝缘性能，广泛应用于电子陶瓷工业中，通过掺杂钛酸钡可以制备出各种陶瓷电容器、压电换能器、温度补偿器、介质放大器、计算机记忆元件和PTC热敏电阻等电子元器件，被称为“电子陶瓷的支柱”。

电子陶瓷用钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的基础母体材料，它的性能决定着钛酸钡陶瓷材料的工艺性能和使用性能。

本实验分析溶胶-凝胶制备钛酸钡的煅烧温度对粒度的影响规律。

溶胶的凝胶化原理是：溶胶向凝胶的转化是通过水解和聚合反应来完成的，在聚合反应中溶胶粘度增加，当粘性液体突然变成弹性凝胶时需要时间称为凝胶时间(或称凝胶点)，这时网络开始形成，随着进一步缩合，凝胶聚合度增加，超过凝胶点，随聚合度增加，溶胶和凝胶相对比例继续发生变化，溶胶中较大分子进一步变成凝胶。

该方法制备钛酸钡粉体的技术关键技术之一是煅烧温度。

一般来说，将干凝胶进行煅烧时，低温煅烧有利于形成小粒径粉体，但温度过低不能形成BaTiO3相，可能会形成第二相或者无定型相，因此煅烧温度会直接影响到最终产物的质量。

对一个任意形状的颗粒就很难表征其大小。

一般都采用一个与该颗粒具有某种等效效应的颗粒的直径来表示该不规则颗粒的粒径的大小。

目前可以进行纳米粉末粒度测定的方法大致有四种：透射电镜（结合图象分析仪）法，光子相关谱（PCS）（或称动态光散射），比表面积法以及X射线小角散射法（SAXS）等四种。

1．光子相关谱法：该方法是基于分子热运动效应，悬浮于液体中的微细颗粒都在不停地作布朗运动，其无规律运动的速率与湿度和液体的粘度有关，同时也与颗粒本身的大小有关。

对于大的颗粒其移动相对较慢，而小的颗粒则移动较快。

(Ba0.8Pb0.2)TiO3-(Ni0.9Cu0.04Mn0.06)Fe2O4磁電複材性質之研究研究生：蔡哲維指導教授：何志松摘要在本論文中，我們利用溶膠凝膠法與固態反應法製備(Ba0.8Pb0.2)TiO3-(Ni0.9Cu0.04Mn0.06)Fe2O4磁電複材，並觀察其微結構、熱膨脹係數、及磁電性質的變化。

結果發現BPT-NCMFO的複合比例對於磁電複材的材料性質會有顯著的影響。

BPT-NCMFO磁電複材在空氣中經過3小時不同溫度燒結，相對密度、導磁率在相同BPT複合比例下，固態反應法所製備之磁電複材性質皆大於溶膠凝膠法。

熱膨脹係數則是在BPT複合比例為75 mol%與100 mol%下，固態反應法會小於溶膠凝膠法，其他比例則是溶膠凝膠法較小。

而介電損失在相同BPT複合比例下，溶膠凝膠法所製備之磁電複材性質皆小於固態反應法。

介電常數則是在BPT 複合比例為0 mol%、75 mol%、100 mol%下，溶膠凝膠法會大於固態反應法，其他比例則是固態反應法較大。

磁損率除了在75 mol%以外，溶膠凝膠法皆小於固態反應法。

此外，磁電複材於共振腔頻率為10 GHz下，添加一外加磁場時對導磁率與磁損率量測的結果有顯著的影響。

一、序論科技的進步，將世界帶往快捷便利的領域，各類電子元件，為因應快速處理的需求，均朝向功能性好、運作速率快研究，而為求攜帶方便與商業量產，材料的選擇也趨向低成本、製作穩定的方向。

而電子元件為達到高密度、高集積度、高速與小型化的條件，以往所使用的動態隨機存取記憶體(DRAM)、SRAM勢必要走向性能更高的複合材料發展。

多鐵性質(multiferroic)材料，其同時具備有鐵電性、鐵磁性、與鐵彈性等性質中的兩種性質。

而磁電材料由於同時具備了鐵磁鐵電性，因此，在外加電場的狀況下，鐵電材料的壓電性使其產生應變，而此應變壓迫到鐵磁材料而產生磁致伸縮效應，使得材料因此極化產生磁性。

反之在外加磁場的情形下，則會應變誘發產生電極化。