[发明专利]一种硅酸钡微球及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种硅酸钡微球及其制备方法和应用。该硅酸钡微球的制备方法包括：将可溶性钡盐和可溶性硅酸盐在密闭反应器中发生水热反应，得到所述硅酸钡微球。本发明还提供了硅酸钡微球在污水处理或者发光材料中的应用。本发明提供的硅酸钡微球的制备方法，利用可溶性钡盐和可溶性硅酸盐分别为钡源和硅源，在静态条件或动态条件下进行水热反应，得到组成纯、结晶度高、具有多级孔结构、形貌均一的硅酸钡(Ba₅Si₈O₂₁)微球，并且通过调节反应条件能够得到次级单元分别为纳米颗粒、纳米棒或纳米片的硅酸钡微球，该制备方法具有原料廉价易得、条件温和、能耗低、操作工艺简单、可控性强等优点，适宜大规模工业推广。

技术领域

本发明涉及无机化工材料领域，具体涉及一种硅酸钡微球及其制备方法和应用。

背景技术

随着全球工业化的推进和人口数量的增长，水污染问题已成为全人类亟待解决的问题之一。食品、纺织品、皮革、塑料、合成橡胶等行业每天都产生大量工业废水，而含有致癌有机染料的废水处理则更加受到研究者们的关注。采用对环境无污染、快速高效的多孔材料作为吸附剂，是有效处理水污染的方法之一。

近年来，三维多孔材料由于具有孔结构丰富、比表面积高、孔体积大等优势而被广泛应用于催化、吸附等领域。硅酸盐材料来源广泛，且环境友好，其基本结构单元(硅氧四面体)之间以链状、片状、环状以及三维骨架状等形式连接起来，赋予了其组成多变、物理化学性质优异等优点。基于此，可控合成三维多级孔硅酸盐材料并将其应用于污水处理具有重要现实意义。

众多硅酸盐材料中，硅酸钡被广泛应用于掺杂发光，而对于其合成已有相关文献和专利报道。例如，Wang Pengjiu等以BaCO₃、SiO₂及Eu₂O₃/Dy₂O₃为原料，硼酸和氯化铵为辅助剂，用高温固相法合成了光致发光荧光体Ba₅Si₈O₂₁:Eu²⁺,Dy³⁺(Inorganic Chemistry,2015)；Lu Zhengwu等以Ba(NO₃)₂、乙二胺、TEOS为原料合成蠕虫状结构Ba₃Si₆O₁₃并用于荧光掺杂(Ceramics International,2012)；肖志国等(CN1194292A)用高温固相法合成长余辉发光材料Ba₅Si₈O₂₁:Eu²⁺,Dy³⁺；李成宇等(CN104774609)用高温固相法合成长余辉发光材料Ba_(1-x-y)SiO₃:xEu²⁺,yR³⁺(R为稀土离子)；赵树英等(CN101962538A)用高温固相法合成铅激发硅酸钡紫外荧光粉Ba₃Si₂O₇:Pb；罗海滨等(CN101760191A)用高温固相法合成高亮度硅酸钡基蓝绿色荧光粉Ba_1-xCa_x)₂Si₃O₈:yEu,zCe。

上述硅酸钡材料的合成中，皆需要高温(500-1600℃)、辅助剂(硼酸和氯化铵)或者有机添加剂(乙二胺)等，不可避免会造成能耗高、合成步骤复杂以及环境污染等显著不足，因此寻求一种原料廉价易得、条件温和、能耗低、操作工艺简单、可控性强的硅酸钡微球的制备方法并拓展其在污水处理领域的应用具有重要意义。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中硅酸钡微球制备方法能耗高、合成步骤复杂以及环境污染的缺陷，从而提供一种硅酸钡微球及其制备方法和应用。

第一方面，本发明提供一种硅酸钡微球的制备方法，包括：