[发明专利]一种Bi2Ti2O7陶瓷粉体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种Bi₂Ti₂O₇陶瓷粉体及其制备方法，包括以下步骤：1)将柠檬酸铋溶于适量氨水中，充分搅拌成无色混合溶液；然后在惰性环境中，将钛酸四丁酯滴加到上述混合溶液中得到反应溶液；再将反应溶液进行水热反应一步制得Bi₂Ti₂O₇粉体。本发明所得产物纯度高，晶体形貌呈八面体状，并可表现出优异的光催化性能，且涉及的制备方法简单、反应条件温和，成本低廉，重复性好，并对合成设备要求低，适合推广应用。

技术领域

本发明属于功能陶瓷材料制备技术领域，具体涉及一种Bi₂Ti₂O₇陶瓷粉体及其制备方法。

背景技术

自1965年Bi₂O₃-TiO₂体系二元相图发现以来，越来越多的不同晶体结构的钛酸铋材料(由 Bi-Ti-O三种元素组成，包括Bi₄Ti₃O₁₂、Bi₂Ti₄O₁₁、Bi₂Ti₂O₇、Bi₈Ti₂O₁₇、Bi₁₂TiO₂₀等)得到广泛的研究。其中一些材料表现出了优异的性能，如Bi₂Ti₄O₁₁在低温下是反铁电相，233℃时转变为顺电相；Bi₁₂TiO₂₀具有良好的光折变效应；Bi₄Ti₃O₁₂是一种具有钙钛矿层状结构 (Aurivillius相)的铁电材料，居里温度为675℃，具有适中的相对介电常数(127～154)、较高的机械品质因数Q_m(2000～7200)、较低的频率温度系数以及较低的老化率等特点，具有良好的应用前景。而同属Bi₂O₃-TiO₂体系的具有相似化学成分的Bi₂Ti₂O₇也引起了研究人员极大的兴趣。

Bi₂Ti₂O₇是焦绿石结构，可表示为A₂O'·B₂O₆，由Bi₂O'四面体和Ti₂O₆共用角顶的八面体相互贯穿而成。许多复合氧化物具有这类结构，如焦铌酸镉Cd₂Nb₂O₇、焦钽酸镉Cd₂Ta₂O₇、焦铌酸铅Pb₂Nb₂O₇、焦锆酸铈Ce₂Zr₂O₇等，其中多为重要的铁电体，在电子陶瓷领域用途广泛。Bi₂Ti₂O₇是否具有铁电性在学术界的争议由来已久，但它具有优秀的可见光催化性能，在光降解有机污染以及光电转化领域具有巨大的应用前景。