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Na_0.5Bi_0.5TiO₃纳米纤维的制备及形成机理研究

马晓 , 薛丽红 , 严有为

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2011.01251

以Bi(NO₃)₃-5H₂O、板状钛酸(H_1.07Ti_1.73O₄-nH₂O)、NaOH为原料, 采用水热法合成了具有钙钛矿结构的Na_0.5Bi_0.5TiO₃纳米纤维. 利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)和X射线能谱仪(EDS)对产物进行表征. 通过考察在200℃下水热反应不同时间的产物的相结构、微观形貌及化学组成, 对Na_0.5Bi_0.5TiO₃纳米纤维的形成机理进行了探讨. 结果表明: 钛酸H_1.07Ti_1.73O₄-nH₂O是一类具有层板结构的化合物, 在水热反应过程中, 板状钛酸的层间H₃O⁺可与Na⁺、Bi³⁺进行离子交换, 通过原位生长的方式形成了板状Na_0.5Bi_0.5TiO₃颗粒, 随着水热反应的进行, 板状Na_0.5Bi_0.5TiO₃颗粒裂解形成纳米纤维. 所得的Na_0.5Bi_0.5TiO₃纳米纤维分散性好, 具有钙钛矿结构, 直径为30~150 nm, 长度为几个微米到十几个微米.

关键词: 水热合成 , bismuth sodium titanate , nanowires , perovskite , forming mechanism