[0001] 本发明涉及一种CaTiO3纳米长方块的制备方法，属于材料学技术领域。

[0002] 钙钛矿因具有对各种有机污染物的降解能力，而成为近年来半导体催化的一个研究热点。钙钛矿氧化物中有许多不同性能的结构体，比如铁点电体和压电体，它们能够自发极化，所以在通讯领域有着广泛的应用；还有一些钙钛矿氧化物有着独特的光学性质，被应用于光电及生物材料领域。

[0003] 钛酸钙(CaTiO3)则是一个典型的钙钛矿氧化物，目前，制备CaTiO3纳米材料的方法主要有固相反应法、溶胶凝胶法和水热法。固相反应法是制备陶瓷材料的常用方法，该方法工艺简单、最终产量高，但是所制备的钙钛矿一般形状不规则、大小不均匀，而且特别容易由于煅烧的不彻底导致出现杂质，影响其钙钛矿的性能，可重复性差。溶胶凝胶法是通过无机物或金属醇盐的水解、缩合化学反应先形成溶胶体，再经过干燥使胶粒间缓慢聚合，形成三维的网络结构的干凝胶，最后经过热处理形成氧化物或其他化合物固体。溶胶凝胶法制备的样品晶粒小、分散性好、纯度高和实验参数便于控制，但是其制备过程相对比较复杂，不易操作。水热法是指以水为溶剂，在密闭的高温高压的条件下，利用强对流形成饱和溶液并通过结晶形成新相的氧化物。水热法制备出的CaTiO3纯度高、分散性好以及形状规则，但是目前采用水热法制备CaTiO3的操作过程复杂、所用原料不易得到。

[0004] 针对现有技术制备的CaTiO3存在大小不均匀、形状不规则以及制备过程复杂的问题，本发明的目的在于提供一种CaTiO3纳米纳米长方块的制备方法，所述方法以CaCl2、TiO2以及NaOH的水溶液为前驱体，通过水热反应，得到形状规则、分布均匀的CaTiO3纳米长方块。

[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

[0006] 一种CaTiO3纳米长方块的制备方法，所述方法步骤如下，

[0007] 将TiO2水溶液逐滴滴入CaCl2水溶液中，混合均匀后，再逐滴滴入NaOH水溶液，混合均匀，得到混合溶液；将混合溶液转移至高压反应釜中，再在180℃～200℃下反应1h～24h，冷却，将反应产生的沉淀物进行洗涤、干燥，得到CaTiO3纳米长方块粉体。

[0008] 混合溶液中，Ca2+与Ti4+的摩尔比为1:1，Ca2+与Ti4+的浓度和优选(5.5～6.5)mmol/80mL；优选的，TiO2水溶液和CaCl2水溶液的浓度分别独立为0.15mol/L～0.16mol/L；混合溶液中，NaOH的浓度为0.5mol/L～5mol/L。

[0009] 有益效果：

[0010] 本发明所使用的试剂为TiO2、CaCl2和NaOH，这些试剂较为廉价；制备过程简单方便，易于操作；可以通过改变水热环境(如温度、反应时间、矿化剂的量等)来调控所制备的CaTiO3纳米长方块的形貌、尺寸以及表面的微结构，而且所制备的CaTiO3纯度高、尺寸均匀且形状规则。本发明所制备的CaTiO3纳米长方块具有较大的比表面积，大大提高了现有CaTiO3材料光催化制氢以及光催化降解有机物的性能，有效地解决了环境污染以及能源短缺的问题。附图说明

[0011] 图1为实施例1至3制备的CaTiO3纳米长方块的XRD(X射线衍射)图谱与标准XRD谱图的对比图。

[0012] 图2为实施例1制备的CaTiO3纳米长方块的SEM(扫描电子显微镜)图。

[0013] 图3为实施例2制备的CaTiO3纳米长方块的SEM图。

[0014] 图4为实施例3制备的CaTiO3纳米长方块的SEM图。

[0015] 下面结合具体实施方式对本发明作进一步阐述，其中，所述方法如无特别说明均为常规方法，所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。

[0016] 以下实施例中所用到的主要仪器设备：

[0017] X射线衍射仪：D8Advance型X射线粉末衍射仪，德国布鲁克公司；

[0018] 扫描电子显微镜：JSM-6701F型场发射扫描电子显微镜，日本电子株式会社。

[0019] 实施例1

[0020] (1)溶液配制

[0021] 将0.3329g(3mmol)无水CaCl2溶于20mL去离子水中，搅拌至溶液澄清，得到CaCl2水溶液；

[0022] 将0.2396g(3mmol)TiO2溶于20mL去离子水中，搅拌至溶液澄清，得到TiO2水溶液；

[0023] 将8g(0.2mol)NaOH溶于40mL去离子水中，搅拌均匀，得到NaOH水溶液；

[0024] (2)先用吸管将TiO2水溶液逐滴滴入CaCl2水溶液中，混合均匀后，再用吸管将NaOH水溶液逐滴滴入，搅拌均匀，得到混合溶液；

[0025] (3)将混合溶液转移至高压反应釜中，在200℃下反应24h后，冷却，收集反应产生的沉淀物，并用去离子水和无水乙醇进行洗涤，并置于60℃干燥箱中干燥24h，得到CaTiO3纳米长方块粉体。

[0026] 图1(a)为本实施例所制备的粉体的XRD谱图，该谱图与PDF42-0423卡片的图谱完全吻合，说明所制备的是纯相CaTiO3，无其他杂质相。图2的SEM图显示，所制备的CaTiO3纳米长方块长约为1.142μm、宽约为0.485μm、高约为0.714μm，形状规则，分布均匀。

[0027] 实施例2

[0028] (1)溶液配制

[0029] 将0.3329g(3mmol)无水CaCl2溶于20mL去离子水中，搅拌至溶液澄清，得到CaCl2水溶液；

[0030] 将0.2396g(3mmol)TiO2溶于20mL去离子水中，搅拌至溶液澄清，得到TiO2水溶液；

[0031] 将8g(0.2mol)NaOH溶于40mL去离子水中，搅拌均匀，得到NaOH水溶液；

[0032] (2)先用吸管将TiO2水溶液逐滴滴入CaCl2水溶液中，混合均匀后，再用吸管将NaOH水溶液逐滴滴入，搅拌均匀，得到混合溶液；

[0033] (3)将混合溶液转移至高压反应釜中，在200℃下反应1h后，冷却，收集反应产生的沉淀物，并用去离子水和无水乙醇进行洗涤，并置于60℃干燥箱中干燥24h，得到CaTiO3纳米长方块粉体。

[0034] 图1(b)为本实施例所制备的粉体的XRD谱图，该谱图与PDF42-0423卡片的图谱完全吻合，说明所制备的是纯相CaTiO3，无其他杂质相。图3的SEM图显示，所制备的CaTiO3纳米长方块长约为0.952μm、宽约为0.476μm、高约为0.761μm，形状规则，分布均匀。

[0035] 实施例3

[0036] (1)溶液配制

[0037] 将0.3329g(3mmol)无水CaCl2溶于20mL去离子水中，搅拌至溶液澄清，得到CaCl2水溶液；

[0038] 将0.2396g(3mmol)TiO2溶于20mL去离子水中，搅拌至溶液澄清，得到TiO2水溶液；

[0039] 将1.6g(0.04mol)NaOH溶于40mL去离子水中，搅拌均匀，得到NaOH水溶液；

[0040] (2)先用吸管将TiO2水溶液逐滴滴入CaCl2水溶液中，混合均匀后，再用吸管将NaOH水溶液逐滴滴入，搅拌均匀，得到混合溶液；

[0041] (3)将混合溶液转移至高压反应釜中，在200℃下反应24h后，冷却，收集反应产生的沉淀物，并用去离子水和无水乙醇进行洗涤，并置于60℃干燥箱中干燥24h，得到CaTiO3纳米长方块粉体。

[0042] 图1(c)为本实施例所制备的粉体的XRD谱图，该谱图与PDF42-0423卡片的图谱完全吻合，说明所制备的是纯相CaTiO3，无其他杂质相。图2的SEM图显示，所制备的CaTiO3纳米长方块长约为0.62μm、宽约为0.24μm、高约为0.28μm，形状规则，分布均匀。

[0043] 综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。