[发明专利]一种仿生制备碳酸锶晶体的方法

说明书

本发明一种仿生制备碳酸锶晶体的方法，以六水氯化锶和碳酸氢铵为反应物，田菁胶为生物调控剂，在特定的连通装置中仿生法制备花冠状碳酸锶纳米晶体。获得目标产品花冠状碳酸锶纳米晶体，花冠直径3000nm～6000nm，花冠由直径为50nm～80nm纳米棒构成，花冠结构紧密，纯度≥99％，产率为97％～99％。本发明具有制备条件温和、能耗低、花冠直径大、花冠结构紧密、纯度高、产率高、制备成本低等特点。

技术领域

本发明涉及一种仿生制备碳酸锶晶体的方法，特别是涉及一种以六水氯化锶和碳酸氢铵为反应物，田菁胶为生物调控剂，仿生法制备花冠状纳米碳酸锶晶体的方法。本发明具体技术领域为碳酸锶花冠状纳米晶体的制备。

背景技术

碳酸锶是一种用途广泛的基础化工原料，可用于制备磁性材料、特种玻璃、精细陶瓷材料、高介电材料、压电材料等功能材料。纳米碳酸锶晶体具有特殊的物理性能，在开关电源、变压器、传感器、电容器、热敏电阻、扬声器、阻尼器等电子器件的微型化、轻型化、高频化和多功能化方面存在良好的应用前景。

目前已经制备出包括树枝状、球状、线状、棒状、花冠状等碳酸锶纳米晶体。采用仿生法合成可以制备树枝状碳酸锶纳米晶体；采用超声法、微乳液辅助溶剂热法、气液膜反应器法可以制备球状碳酸锶纳米晶体；采用微乳液辅助溶剂热法、饱和氢氧化锶空气暴露法可以制备线状碳酸锶纳米晶体；采用软模板法可以制备棒状碳酸锶纳米晶体。花冠状碳酸锶纳米晶体的制备报道较少，仅见以硝酸锶、氢氧化钠和二氧化碳为反应物仿生法制备的花冠状碳酸锶纳米晶体。现有的仿生法制备碳酸锶纳米晶体，存在能耗高(反应温度为200℃)、花冠直径小(约为500nm)、花冠结构松散、制备成本高等不足。

本发明针对现有花冠状碳酸锶棒状纳米晶体制备方法之不足，提出一种制备条件温和、能耗低、花冠直径大、花冠结构紧密、纯度高、产率高、制备成本低的花冠状碳酸锶纳米晶体的制备方法。

发明内容

本发明针对现有花冠状碳酸锶棒状纳米晶体制备方法存在能耗高(反应温度为200℃)、花冠直径小(约为500nm)、花冠结构松散、制备成本高等不足，提出一种制备条件温和、能耗低、花冠直径大、花冠结构紧密、纯度高、产率高、制备成本低的花冠状碳酸锶纳米晶体的制备方法。

本发明一种仿生制备碳酸锶晶体的方法，以六水氯化锶和碳酸氢铵为反应物，田菁胶为生物调控剂，仿生法制备花冠状碳酸锶纳米晶体，具体技术方案为：

第一，打开连通装置中5个反应器之间连通管上的开关，使5个反应器处于连通状态。第二，在连通装置的5个反应器中加入浓度为0.10g/L～0.20g/L的田菁胶水溶液至高出连通口上沿2cm。第三，控制质量比为六水氯化锶固体∶碳酸氢铵固体＝1∶0.65～0.71，在1号反应器的耳槽中每隔12h间续式加入一次六水氯化锶固体；同时在5号反应器的耳槽中每隔12h间续式加入一次碳酸氢铵固体，利用反应物分子的自发扩散在在室温下进行反应。第四，当加入第10批次的反应物六水氯化锶固体和碳酸氢铵固体之后，室温下静止反应12h；关闭1号与2号之间连通管上的开关，室温下静止反应12h；关闭4号与5号之间连通管上的开关，同时关闭2号反应器与3号反应器之间连通管上的开关，室温下静止反应24h。第五，关闭3号反应器与4号反应器之间连通管上的开关，将3号反应器中的固液混合物转移至过滤槽中过滤，蒸馏水洗涤3次沉淀物，将沉淀物转移至干燥器中于50℃下干燥3h。获得目标产品花冠状碳酸锶纳米晶体，花冠直径3000nm～6000nm，花冠由直径为50nm～80nm纳米棒构成，花冠结构紧密，纯度≥99％，产率为97％～99％。第六，将清洗干净的3号反应器安装连通装置中，在3号反应器中加入浓度为0.10g/L～0.20g/L的田菁胶溶液至高出连通口2cm。第七，打开连通装置中5个反应器之间连通管上的开关，使5个反应器处于连通状态。第八，控制质量比为六水氯化锶固体∶碳酸氢铵固体＝1∶0.65～0.71，在1号反应器的耳槽中每隔12h间续式加入一次六水氯化锶固体；在5号反应器的耳槽中每隔12h间续式加入一次碳酸氢铵固体，重新启动下一个制备程序。