[发明专利]一种纳米硫酸钡颗粒的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机纳米材料合成技术领域，特别涉及一种纳米硫酸钡颗粒的合成方法。

背景技术

随着材料行业蓬勃迅速的发展，硫酸钡作为众多行业的重要原料，其应用领域日益扩大，对其质量的要求明显高。纳米硫酸钡不仅具有普通硫酸钡相同的用途，还在涂料、油墨、造纸、医学、塑料等行业具有特殊用途。粒径小而均匀、具有良好分散性和稳定性、高比表面、高活性的纳米硫酸钡不仅对医药领域中进一步提高造影技术具有重要意义，而且对物理化学、材料等其它领域具有重要的理论和实际意义。如：纳米硫酸钡用于造纸工业中，可以使纸张表面平滑光亮。平均粒径在200nm的硫酸钡产品，由于其具有良好的分散性，可有效地用于油面颜料中的分散剂，使涂料、印刷、油墨等色调更为鲜明，更富有光泽。在医学上X射线双重造影技术的发展也需要细微均匀的硫酸钡粉体。目前制备微纳米硫酸钡的方法主要有微乳液法、乙醇-水溶法、EDTA络合钡离子法，这些方法很难达到粒径分布窄，而且其粒径都在200nm以上，在溶剂中分散均匀的要求。微乳液法使用大量的微乳液使硫酸钡生成的颗粒不团聚，由于微乳液中含有大量的表面活性剂和助表面活性剂，会使合成的成本增加，废液的排放会造成环境污染，由于微乳液的存在在合成的过程中剧烈搅拌会产生很多的泡沫而影响合成过程。乙醇-水溶法其反应介质是乙醇，会使合成的成本增加。EDTA络合钡离子法对合成的温度、酸度、反应物加入的速度对硫酸钡的粒径影响较大，工艺较复杂。近些年，许多国家积极展开对传统合成工艺的改进，特别是提高产品结构和质量、降低能耗、简化工艺等方面寻求突破，同时加强对附加值高的纳米硫酸钡品种的开发和应用的研究。开发一种工艺简单、易于操作，生产成本低，无废弃物排放的纳米硫酸钡的制备方法，是制备纳米硫酸钡解决难题之一。目前以喷雾加复合分散剂合成纳米硫酸钡的专利和论文文献未见报道。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点，提供一种工艺简单、易于控制的纳米硫酸钡颗粒的合成方法，所得的硫酸钡粒径小于40nm，而且颗粒均匀，其粒径的尺寸可通过反应条件来控制。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

①在反应器中加入质量浓度0.4～1.2％复合分散剂(复合分散剂的组成为：溴化十六烷基三甲铵∶六偏磷酸钠的质量比是＝1∶4～6)，加入氯化钡在溶液中使其摩尔浓度为0.4～1.0mol·L^-1，电动搅拌转速为150～300r/min，搅拌混合均匀；

②将硫酸钠配成摩尔浓度在0.2～0.6mol·L^-1范围内的溶液，通过玻璃同轴气动雾化器喷雾到不断搅拌的①溶液中，气体流速为8～12m·s^-1，溶液变为白色乳液，硫酸钠的加入量与氯化钡的摩尔比为1∶1(理论计算值)，反应完毕其产物经离心分离、洗涤、干燥，既得纳米硫酸钡产品，分离的溶液可重复使用。

相对现有技术，本发明具有如下优点和益效果：

①本发明采用喷雾法合成纳米硫酸钡颗粒，与其它化学法相比较具有环境友好无废弃物排放、室温合成、不需要煅烧可在溶液中直接得到产物；

②本发明所得硫酸钡颗粒为均匀的球形颗粒，颗粒尺寸40nm，颗粒均匀，分散性好，稳定性高，具有广泛用途；

③反应体系中所使用的分散剂六偏磷酸钠溶液和0P可以重复使用。

附图说明

图1为本发明实施例1所制备硫酸钡的透射电镜照片

图2为本发明实施例2所制备硫酸钡的透射电镜照片

图3为本发明实施例2所制备硫酸钡粒径的分布图

其中纵坐标I为所含的百分比，横坐为纳米硫酸钡的粒径

具体实施方式

实施例一

①在圆底烧瓶中加入质量浓度0.4％复合分散剂(溴化十六烷基三甲铵∶六偏磷酸钠的质量比是＝1∶4)溶液300mL，加入25g氯化钡其摩尔浓度为0.4mol·L^-1，电动搅拌转速为150r/min，搅拌均匀；