2005 年第 63 卷 第 21 期, 2013～2016
化 学 学 报
ACTA CHIMICA SINICA
Vol. 63, 2005 No. 21, 2013～2016
研究简报
溶胶-凝胶模板法制备钛酸钡纳米管
刘 兵 张兴堂 王洪哲 王晓娟 李蕴才 黄亚彬 杜祖亮*
(河南大学特种功能材料重点实验室 摘要 关键词 开封 475001) 采用氢氧化钡和钛酸四丁酯为前驱体, 溶胶-凝胶结合模板法制备了钛酸钡纳米管, 通过 SEM, TEM, XPS 和 钛酸钡; 纳米管; 溶胶-凝胶; 模板法
XRD 等表征分析, 钛酸钡纳米管直径 100 nm, 钛酸钡为立方相结构, 晶胞参数 a=3.995 .
Sol-gel Template Synthesis and Characterization of Barium Titanate Nanotubes
LIU, Bing ZHANG, Xing-Tang WANG, Hong-Zhe WANG, Xiao-Juan LI, Yun-Cai HUANG, Ya-Bin DU, Zu-Liang*
(Key Laboratory for Special Functional Materials, Henan University, Kaifeng 475001)
Abstract The highly ordered barium titanate nanotubes have been fabricated by the combination of sol-gel and template methods. Analysis of TEM, SEM, XPS and XRD shows that the barium titanate nanotube is uniform and its diameter is about 100 nm. The barium titanate nanotubes are cubic phase and the parameter of crystal cell is 3.995 . Keywords barium titanate; nanotube; sol-gel; template
钙钛矿结构的钛酸钡由于存在自发极化现象而表 现出独特的电学,磁学,光学特性, 诸如: 压电效应, 电致伸缩,巨磁电阻效应,热释电现象,较大的非线性 光学系数和介电常数, 因而倍受关注, 可用于压电响应 扫描探针显微镜,红外线热像仪,计算机存储元件,非 线性光学器件,电容器,超声波发生器等. 长期以来人 们对钛酸钡纳米颗粒[1,2]和薄膜[3,4]的制备和结构性能开 展了大量的研究. 近几年, 纳米线纳米管等方面研究开 始受到人们的关注. 较之薄膜或颗粒, 纳米线,纳米管 等一维材料有更高的比表面积, 更高的长径比, 具有比 薄膜和纳米颗粒更优异的性质, 可以大幅缩小器件体 积,提高性能, 便于集成化制造. 最近, 哈佛大学 Urban 小组 采用反胶束法, 在有
[5]
机溶剂中降解钡,钛二元异丙醇盐成功地制备了直径 5～60 nm,长度几百纳米到数十微米的单晶 BaTiO3 纳 米线, 其极化反转场强为 7 kVcm 1, 远小于多晶样品 的典型值 30 kVcm 1, 这种 BaTiO3 纳米线有望实现纳 米尺度的永久存储器件 [6]. 德国马克斯-普朗克学院的 Steinhart 等[7,8]用多孔硅制备出外径 700 nm,壁厚 90～ 100 nm 的钛酸钡和 PZT 有序纳米管阵列, 并探索用于 扫描探针显微镜的微悬臂,扫描器,大容量存储器件和 可控光子晶体. 纽约州立大学的毛园兵等用超声固相反 应法制备了直径 50～80 nm, 长度 1.5 至 10 m 的钛酸 钡纳米线[9], 接着又用二氧化钛管作前驱体, 采用水热 法制备了直径 8～15 nm,长度 50～500 nm 的钛酸钡 管[10]. 由于该方面的研究刚刚起步, 探索简单方便的制
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* E-mail: zld@henu. edu. cn; Tel & Fax: +86-378-2867282. Received January 7, 2005; revised July 1, 2005; accepted August 2, 2005. 国家自然科学基金(Nos. 20371015, 90306010)和"973"前期专项(No. 2002CCC02700)资助项目.

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