一种用于增强钙钛矿结晶度安全的方法与流程

1.本发明涉及钙钛矿复合膜的制备技术领域，尤其涉及一种用于增强钙钛矿结晶度安全的方法。


背景技术：

2.钙钛矿是指一类陶瓷氧化物，其分子通式为abo3；此类氧化物最早被发现，是存在于钙钛矿石中的钛酸钙(catio3)化合物，因此而得名，钙钛矿型复合氧化物abo3是一种具有独特物理性质和化学性质的新型无机非金属材料，由于这类化合物具有稳定的晶体结构、独特的电磁性能以及很高的氧化还原、氢解、异构化、电催化等活性，作为一种新型的功能材料，在环境保护和工业催化等领域具有很大的开发潜力。
3.钙钛矿复合氧化物具有独特的晶体结构，尤其经掺杂后形成的晶体缺陷结构和性能，或可被应用在固体燃料电池、固体电解质、传感器、高温加热材料、固体电阻器及替代贵金属的氧化还原催化剂等诸多领域，成为化学、物理和材料等领域的研究热点，钛酸钡(batio3)就是一种典型的钙钛矿结构晶体，而钛酸钡的复合氧化物就是一种工业上较为常见的制备产物。
4.但是，在现有技术中，对钛酸钡的复合氧化物制备较为困难，导致钛酸钡复合物晶体的产量较低，大量制备常常需要较高的成本，大大阻碍了这类钙钛矿复合氧化物的投入使用，且在制备过程中常常存在一些进行物料碰撞或者需要高压环境，这类制备过程都较为危险，为此，我们提出了一种用于增强钙钛矿结晶度安全的方法来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，如：传统钙钛矿复合氧化物晶体的制备较为困难，成本较高，且存在一些较为危险的制备过程，而提出的一种用于增强钙钛矿结晶度安全的方法。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.一种用于增强钙钛矿结晶度安全的方法，包括以下步骤：
8.1)取等摩尔质量的干燥的钛酸钡粉体与n,n
‑
二甲基乙酰胺,将钛酸钡粉体加入n,n
‑
二甲基乙酰胺(dmac)中超声、搅拌一定时间，直至呈均匀牛奶状悬浊液；
9.2)将悬浊液加入取制好的聚酰胺酸溶液,室温搅拌一定时间；
10.3)将含钛酸钡粒子的聚酰胺酸溶液均匀地涂在干净的玻璃上，用涂膜器刮出一层均匀的膜；
11.4)将玻璃放置在水平台上,放入真空干燥箱中真空干燥,最后将复合膜从载玻片上剥离；在电阻炉中按照一定温度制度进行热处理后，自然冷却,即得聚酰亚胺/钛酸钡(pi/batio3)复合膜。
12.优选地，所述步骤2)中的聚酰胺酸溶液通过将一定量的均苯四甲酸二酐(pm—da)和4，4～二胺基二苯基醚(oda)分别研细，干燥，将烘干的4，4一二氨基二苯基醚(oda)溶于
n，n一二甲基乙酰胺中，高速搅拌至无颗粒状物质时，加入均苯四甲酸二酐，室温下搅拌8～12h制备得到。
13.优选地，所述步骤1)中的n,n
‑
二甲基乙酰胺的纯度在99.9％以上。
14.优选地，所述均苯四甲酸二酐(pm—da)和4，4～二胺基二苯基醚研细后放于干燥箱中在100℃左右的温度下烘干1～2h。
15.优选地，加入均苯四甲酸二酐时为少量多次均匀加入，保持药品干燥，温度控制在0～5℃，大约1～2h加完。
16.优选地，所述聚酰胺酸溶液需要置于烘箱，将温度调节至80℃保持2h，使溶剂全部挥发；再对烘箱升温，采用阶梯法，分别调节至120℃，160℃，200℃并保持1h，再将温度调节至240℃左右并保持1h亚胺化处理，最后冷却置室温来完成亚胺化处理。
17.优选地，所述步骤3)中的涂抹方式为旋涂，旋涂速度为3000
‑
4000r/min，旋涂时间为20
‑
30s，旋涂厚度为300
‑
400nm。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过采用沉淀法仅仅需要加热搅拌等简单的操作，即可完成对钛酸钡复合氧化物晶体的制备，大大降低了制备成本和难度，也不需要使用水热合成法和高能球磨法较为危险的制备方式，大大降低了制备过程中的危险性，提高了操作人员的安全。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
20.实施例一
21.步骤1：取1
‑
1等摩尔质量的干燥的钛酸钡粉体与n,n
‑
二甲基乙酰胺,将钛酸钡粉体加入n,n
‑
二甲基乙酰胺(dmac)中超声、搅拌7小时，溶液呈均匀牛奶状悬浊液，n,n
‑
二甲基乙酰胺的纯度在99.9％以上；
22.步骤2：将悬浊液加入取制好的聚酰胺酸溶液,室温搅拌一定时间；聚酰胺酸溶液通过将一定量的均苯四甲酸二酐(pm—da)和4，4～二胺基二苯基醚(oda)分别研细，干燥，将烘干的4，4一二氨基二苯基醚(oda)溶于n，n一二甲基乙酰胺中，高速搅拌至无颗粒状物质时，加入均苯四甲酸二酐，均苯四甲酸二酐(pm—da)和4，4～二胺基二苯基醚研细后放于干燥箱中在100℃左右的温度下烘干1h，加入均苯四甲酸二酐时为少量多次均匀加入，保持药品干燥，温度控制在5℃，1h加完，室温下搅拌8h制备得到，聚酰胺酸溶液需要置于烘箱，将温度调节至80℃保持2h，使溶剂全部挥发；再对烘箱升温，采用阶梯法，分别调节至120℃，160℃，200℃并保持1h，再将温度调节至240℃左右并保持1h亚胺化处理，最后冷却置室温来完成亚胺化处理；
23.步骤3：将含钛酸钡粒子的聚酰胺酸溶液均匀地涂在干净的玻璃上，用涂膜器刮出一层均匀的膜，涂抹方式为旋涂，旋涂速度为3000r/min，旋涂时间为20s，旋涂厚度为300nm；
24.步骤4：将玻璃放置在水平台上,放入真空干燥箱中真空干燥,最后将复合膜从载玻片上剥离。在电阻炉中按照一定温度制度进行热处理后，自然冷却,即得聚酰亚胺/钛酸钡(pi/batio3)复合膜。
25.实施例2
26.步骤1：取1
‑
1.5摩尔质量的干燥的钛酸钡粉体与n,n
‑
二甲基乙酰胺,将钛酸钡粉体加入n,n
‑
二甲基乙酰胺(dmac)中超声、搅拌6小时，溶液呈均匀牛奶状悬浊液，n,n
‑
二甲基乙酰胺的纯度在99.9％以上；
27.步骤2：将悬浊液加入取制好的聚酰胺酸溶液,室温搅拌一定时间；聚酰胺酸溶液通过将一定量的均苯四甲酸二酐(pm—da)和4，4～二胺基二苯基醚(oda)分别研细，干燥，将烘干的4，4一二氨基二苯基醚(oda)溶于n，n一二甲基乙酰胺中，高速搅拌至无颗粒状物质时，加入均苯四甲酸二酐，均苯四甲酸二酐(pm—da)和4，4～二胺基二苯基醚研细后放于干燥箱中在100℃左右的温度下烘干1h，加入均苯四甲酸二酐时为少量多次均匀加入，保持药品干燥，温度控制在3℃，1.5h加完，室温下搅拌9h制备得到，聚酰胺酸溶液需要置于烘箱，将温度调节至80℃保持2h，使溶剂全部挥发；再对烘箱升温，采用阶梯法，分别调节至120℃，160℃，200℃并保持1h，再将温度调节至240℃左右并保持1h亚胺化处理，最后冷却置室温来完成亚胺化处理；
28.步骤3：将含钛酸钡粒子的聚酰胺酸溶液均匀地涂在干净的玻璃上，用涂膜器刮出一层均匀的膜，涂抹方式为旋涂，旋涂速度为3200r/min，旋涂时间为22s，旋涂厚度为320nm；
29.步骤4：将玻璃放置在水平台上,放入真空干燥箱中真空干燥,最后将复合膜从载玻片上剥离；在电阻炉中按照一定温度制度进行热处理后，自然冷却,即得聚酰亚胺/钛酸钡(pi/batio3)复合膜。
30.实施例三
31.步骤1：取1
‑
2摩尔质量的干燥的钛酸钡粉体与n,n
‑
二甲基乙酰胺,将钛酸钡粉体加入n,n
‑
二甲基乙酰胺(dmac)中超声、搅拌5小时，溶液呈均匀牛奶状悬浊液，n,n
‑
二甲基乙酰胺的纯度在99.9％以上；
32.步骤2：将悬浊液加入取制好的聚酰胺酸溶液,室温搅拌一定时间；聚酰胺酸溶液通过将一定量的均苯四甲酸二酐(pm—da)和4，4～二胺基二苯基醚(oda)分别研细，干燥，将烘干的4，4一二氨基二苯基醚(oda)溶于n，n一二甲基乙酰胺中，高速搅拌至无颗粒状物质时，加入均苯四甲酸二酐，均苯四甲酸二酐(pm—da)和4，4～二胺基二苯基醚研细后放于干燥箱中在100℃左右的温度下烘干1h，加入均苯四甲酸二酐时为少量多次均匀加入，保持药品干燥，温度控制在3℃，1.5h加完，室温下搅拌10h制备得到，聚酰胺酸溶液需要置于烘箱，将温度调节至80℃保持2h，使溶剂全部挥发；再对烘箱升温，采用阶梯法，分别调节至120℃，160℃，200℃并保持1h，再将温度调节至240℃左右并保持1h亚胺化处理，最后冷却置室温来完成亚胺化处理；
33.步骤3：将含钛酸钡粒子的聚酰胺酸溶液均匀地涂在干净的玻璃上，用涂膜器刮出一层均匀的膜，涂抹方式为旋涂，旋涂速度为3500r/min，旋涂时间为26s，旋涂厚度为350nm；
34.步骤4：将玻璃放置在水平台上,放入真空干燥箱中真空干燥,最后将复合膜从载玻片上剥离；在电阻炉中按照一定温度制度进行热处理后，自然冷却,即得聚酰亚胺/钛酸钡(pi/batio3)复合膜。
35.实施例四
36.步骤1：取1
‑
3摩尔质量的干燥的钛酸钡粉体与n,n
‑
二甲基乙酰胺,将钛酸钡粉体加入n,n
‑
二甲基乙酰胺(dmac)中超声、搅拌3小时，溶液呈均匀牛奶状悬浊液，n,n
‑
二甲基乙酰胺的纯度在99.9％以上；
37.步骤2：将悬浊液加入取制好的聚酰胺酸溶液,室温搅拌一定时间；聚酰胺酸溶液通过将一定量的均苯四甲酸二酐(pm—da)和4，4～二胺基二苯基醚(oda)分别研细，干燥，将烘干的4，4一二氨基二苯基醚(oda)溶于n，n一二甲基乙酰胺中，高速搅拌至无颗粒状物质时，加入均苯四甲酸二酐，均苯四甲酸二酐(pm—da)和4，4～二胺基二苯基醚研细后放于干燥箱中在100℃左右的温度下烘干1h，加入均苯四甲酸二酐时为少量多次均匀加入，保持药品干燥，温度控制在3℃，2h加完，室温下搅拌12h制备得到，聚酰胺酸溶液需要置于烘箱，将温度调节至80℃保持2h，使溶剂全部挥发；再对烘箱升温，采用阶梯法，分别调节至120℃，160℃，200℃并保持1h，再将温度调节至240℃左右并保持1h亚胺化处理，最后冷却置室温来完成亚胺化处理；
38.步骤3：将含钛酸钡粒子的聚酰胺酸溶液均匀地涂在干净的玻璃上，用涂膜器刮出一层均匀的膜，涂抹方式为旋涂，旋涂速度为3600r/min，旋涂时间为20s，旋涂厚度为400nm；
39.步骤4：将玻璃放置在水平台上,放入真空干燥箱中真空干燥,最后将复合膜从载玻片上剥离；在电阻炉中按照一定温度制度进行热处理后，自然冷却,即得聚酰亚胺/钛酸钡(pi/batio3)复合膜。
40.实施例五
41.步骤1：取2
‑
1摩尔质量的干燥的钛酸钡粉体与n,n
‑
二甲基乙酰胺,将钛酸钡粉体加入n,n
‑
二甲基乙酰胺(dmac)中超声、搅拌9小时，溶液呈均匀牛奶状悬浊液，n,n
‑
二甲基乙酰胺的纯度在99.9％以上；
42.步骤2：将悬浊液加入取制好的聚酰胺酸溶液,室温搅拌一定时间；聚酰胺酸溶液通过将一定量的均苯四甲酸二酐(pm—da)和4，4～二胺基二苯基醚(oda)分别研细，干燥，将烘干的4，4一二氨基二苯基醚(oda)溶于n，n一二甲基乙酰胺中，高速搅拌至无颗粒状物质时，加入均苯四甲酸二酐，均苯四甲酸二酐(pm—da)和4，4～二胺基二苯基醚研细后放于干燥箱中在100℃左右的温度下烘干1h，加入均苯四甲酸二酐时为少量多次均匀加入，保持药品干燥，温度控制在5℃，2h加完，室温下搅拌12h制备得到，聚酰胺酸溶液需要置于烘箱，将温度调节至80℃保持2h，使溶剂全部挥发；再对烘箱升温，采用阶梯法，分别调节至120℃，160℃，200℃并保持1h，再将温度调节至240℃左右并保持1h亚胺化处理，最后冷却置室温来完成亚胺化处理；
43.步骤3：将含钛酸钡粒子的聚酰胺酸溶液均匀地涂在干净的玻璃上，用涂膜器刮出一层均匀的膜，涂抹方式为旋涂，旋涂速度为3900r/min，旋涂时间为28s，旋涂厚度为360nm；
44.步骤4：将玻璃放置在水平台上,放入真空干燥箱中真空干燥,最后将复合膜从载玻片上剥离；在电阻炉中按照一定温度制度进行热处理后，自然冷却,即得聚酰亚胺/钛酸钡(pi/batio3)复合膜。
45.实施例六
46.步骤1：取3
‑
1摩尔质量的干燥的钛酸钡粉体与n,n
‑
二甲基乙酰胺,将钛酸钡粉体
加入n,n
‑
二甲基乙酰胺(dmac)中超声、搅拌10小时，溶液呈均匀牛奶状悬浊液，n,n
‑
二甲基乙酰胺的纯度在99.9％以上；
47.步骤2：将悬浊液加入取制好的聚酰胺酸溶液,室温搅拌一定时间；聚酰胺酸溶液通过将一定量的均苯四甲酸二酐(pm—da)和4，4～二胺基二苯基醚(oda)分别研细，干燥，将烘干的4，4一二氨基二苯基醚(oda)溶于n，n一二甲基乙酰胺中，高速搅拌至无颗粒状物质时，加入均苯四甲酸二酐，均苯四甲酸二酐(pm—da)和4，4～二胺基二苯基醚研细后放于干燥箱中在100℃左右的温度下烘干1h，加入均苯四甲酸二酐时为少量多次均匀加入，保持药品干燥，温度控制在5℃，2h加完，室温下搅拌12h制备得到，聚酰胺酸溶液需要置于烘箱，将温度调节至80℃保持2h，使溶剂全部挥发；再对烘箱升温，采用阶梯法，分别调节至120℃，160℃，200℃并保持1h，再将温度调节至240℃左右并保持1h亚胺化处理，最后冷却置室温来完成亚胺化处理；
48.步骤3：将含钛酸钡粒子的聚酰胺酸溶液均匀地涂在干净的玻璃上，用涂膜器刮出一层均匀的膜，涂抹方式为旋涂，旋涂速度为4000r/min，旋涂时间为30s，旋涂厚度为400nm；
49.步骤4：将玻璃放置在水平台上,放入真空干燥箱中真空干燥,最后将复合膜从载玻片上剥离；在电阻炉中按照一定温度制度进行热处理后，自然冷却,即得聚酰亚胺/钛酸钡(pi/batio3)复合膜。
50.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。