[发明专利]一种以蛋壳为原料制备钛酸钙的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种钛酸钙的制备方法。具体地说是一种以蛋壳为原料制备钛酸钙的方法。

背景技术

钛酸钙(CaTiO₃)是近年来开发用作电子陶瓷材料的精细化工产品，已广泛用于制作中、高压陶瓷电容器、PTC热敏电阻等电子元器件。传统的CaTiO₃粉体的制备方法是高温固相反应合成法，即用TiO₂和CaCO₃(或CaO，Ca(OH)₂)作原料通过两者在高温下的固相反应来制备。但由于合成温度(1000～1200℃)较高，使得到的材料表面粗糙、晶粒尺寸较大且分布不均匀等缺点，从而影响了其在各个领域的应用。为了解决这一问题，湿化学法被用来合成具有规则形貌和同一尺寸的钛酸钙。一般情况下，湿化学法合成钛酸钙所用的钙源为硝酸钙，钛源为四氯化钛或钛酸四丁酯，并以氢氧化钠为沉淀剂和矿化剂，氢氧化钠在钛酸钙合成阶段还通过提供碱性环境而起到促进反应进行的作用，反应后大量的水被用来去除反应过程中添加的和产生的各种离子和副产物。但这些昂贵的、不稳定原料和复杂的工艺流程使其在工业生产方面受到了极大的限制。Daoai Wang，Zhiguang Guo，Youming Chen，Inorganic Chemistry.7707-7709，46(2007)；Jing Li，Yong Cai Zhang，Tian Xi Wang，Materials Letters.1556-1558，65(2011)；Xianfeng Yang，Junxiang Fu，Chongjun Jin，J.Am.Chem.Soc.14279-14287，132(2010)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种所用材料廉价、工艺简单且获得产物尺寸均匀、形貌规则的以蛋壳为原料制备钛酸钙的方法。

本发明的目的是这样实现的：

将蛋壳在313-393K下干燥1-12h；然后在1173-1473K下焙烧1-12h得到焙烧产物；每0.56-5.6g焙烧产物加50mL蒸馏水进行分散5-100min得到分散液；以鸡蛋壳的焙烧产物成分是100％氧化钙计，按照Ca/Ti摩尔比为1∶1称取TiO₂加入到分散液中，。在80-200℃的温度下反应1-168h，过滤、干燥得到产物。

本发明提出了一种以蛋壳为主要原料的简单、廉价的制备钛酸钙的方法。家禽类蛋壳不仅作为钙源，而且其与水反应所生成的氢氧化钙还起到调节pH的作用，取代了传统制备过程中加入NaOH等碱性试剂做pH调节剂加速反应这一过程；组成钛酸钙所需的钙离子全部来自蛋壳。且由于反应所需原料和反应过程中无其他离子或副产物出现，所以过滤、洗涤的过程亦可省略。

本发明所述钛酸钙的制备方法所用材料廉价、工艺简单且获得产物尺寸均匀，形貌规则。

附图说明

图1为制得的钛酸钙的XRD谱图；

图2为制得的钛酸钙的SEM图片。

具体实施方式

下面举例对本发明的技术方案及效果作进一步描述。但是，所使用的具体方法、配方和说明并不是对本发明的限制。

实施例1：

将表面清洗干净的新鲜的鸡蛋壳在353K下干燥12h。然后移入马弗炉中，在1173K下焙烧2h。将0.56g所获得的焙烧产物加50mL蒸馏水分散60min，并按照Ca/Ti摩尔比为1∶1(以鸡蛋壳的成分是100％碳酸钙计)，称取TiO₂加入到该分散液中。将上述溶液加入到反应釜中在453K下反应48h，过滤、干燥既得产物。

所制得的产物在扫描电子显微镜下观测是具有正方体或长方体形貌的颗粒，其尺寸为0.2-5μm。

实施例2：

将鸡蛋壳换成其他家禽类蛋壳，其它实验条件同实施例1，所获得产物不变。

实施例3：

改变焙烧产物的加入量为1.12g，并按照Ca/Ti摩尔比为1∶1改变TiO₂加入量，其它实验条件同实施例1，所获得产物不变。

实施例4：

改变实施例1中的反应温度和时间会对产物的形貌和纯度有所影响，但变化不大。