一种形貌可控的硫酸钡晶体的制备方法技术

本发明专利技术涉及制备硫酸钡晶体技术领域，提供了一种形貌可控的硫酸钡晶体的制备方法。本发明专利技术通过将得到的无定形硫酸钡悬浮液与碳量子点混合，通过调节碳量子点的用量控制对硫酸钡沉淀诱导作用的强弱，进而可实现调控硫酸钡晶体的形貌。实验结果表明，本发明专利技术提供的制备方法得到的硫酸钡晶体的形貌随着碳量子点在无定形硫酸钡悬浮液浓度的变化，硫酸钡晶体的形貌呈现出由矩形片状依次向椭圆状、多肉状、稠密的多肉状和无固定形状的大颗粒的变化，实现了对硫酸钡晶体形貌的控制。

【技术实现步骤摘要】
一种形貌可控的硫酸钡晶体的制备方法
本专利技术涉及制备硫酸钡晶体
，尤其涉及一种形貌可控的硫酸钡晶体的制备方法。
技术介绍
无机盐工业推动着现代工业的发展，在石油化工、建筑材料、功能性材料及环保各个方面广泛地应用。随着现代化工的不断发展，对无机盐的生产工艺、产品功能化和产品多样性提出更为严格的要求。晶体形貌的不仅会影响其自身的机械强度、密度等物理性质，而且对于物质的热稳定性、吸水性等化学性质产生一定的影响，进而会影响其他后续生产工艺。比如颗粒直径较大、粒径分布均匀的晶体要比颗粒直径较小、粒度分布范围较宽的晶体更易过滤和干燥，且产品质量也更好。在食品加工方面，粒径不同、晶体形状不同的添加剂还会影响食用口感。无机盐的结晶过程也比较复杂，不仅包含了传质和传热的热力平衡，还涉及到吸附、扩散等动力学过程。目前，中国对无机盐晶形貌的研究还处于起步阶段，调控无机盐形貌的效率较低。比如中国专利CN102381724A公开了一种形貌可控的单分散硫酸钡晶体颗粒的制备方法，该方法虽然能够对硫酸钡晶体的形貌进行调控，但是其技术方案需要先配制聚合物的有机溶液，通过调节聚合物溶液的浓度和pH实现对硫酸钡晶体形貌的调控，这种方法需要采用有机试剂，不环保；且需要经过5～120h的老化时间，效率较低。再如中国专利CN103204532A公开了以过氧化氢水溶液为结构调节剂制备刺球状硫酸钡微粒的方法，该方法通过过氧化氢的调节作用来调控硫酸钡微粒的形貌，但是同样也需要24～400h的老化时间才能实现调控过程。可见，在现有技术中对无机盐的晶体形貌调控的存在效率较低的缺陷。因此，亟需一种能够效率高的、形貌可控的制备硫酸钡晶体的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种形貌可控的硫酸钡晶体的制备方法，本专利技术提供的制备硫酸钡晶体的方法，能够调控硫酸钡晶体的形貌，且不需要长时间的陈化，效率较高。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种形貌可控的硫酸钡晶体的制备方法，包括以下步骤：(1)将钡盐溶液与硫酸盐溶液混合，进行复分解反应，得到无定形硫酸钡悬浮液；(2)将所述步骤(1)得到的无定形硫酸钡悬浮液与碳量子点混合，得到混合液；所述混合液中碳量子点的浓度为0～20mg/L；(3)将所述步骤(2)得到的混合液进行干燥，得到硫酸钡粉末。优选地，所述钡盐溶液中的钡盐包括氯化钡、硝酸钡和醋酸钡中的一种或多种。优选地，所述步骤(1)中钡盐溶液的浓度为0.5～1mol/L。优选地，所述步骤(1)中硫酸盐溶液中的硫酸盐包括硫酸钠、硫酸铝和硫酸镁中的一种或多种。优选地，所述步骤(1)中硫酸盐溶液的浓度为0.2～0.5mol/L。优选地，所述步骤(1)钡盐溶液与硫酸盐溶液混合得到的混合液中Ba2+与SO42-的物质的量之比为1：1～1：2。优选地，所述步骤(1)中复分解反应的时间为5～10h。优选地，所述步骤(2)混合液中碳量子点的浓度大于等于0mg/L小于4mg/L时，硫酸钡晶体的形貌为矩形片状；当所述混合液中碳量子点的浓度大于等于4mg/L小于8mg/L时，硫酸钡晶体的形貌为椭圆状；当所述混合液中碳量子点的浓度大于等于8mg/L小于等于12mg/L时，硫酸钡晶体的形貌为多肉状；当所述混合液中碳量子点的浓度大于12mg/L小于等于16mg/L时，硫酸钡晶体的形貌为稠密的多肉状；当所述混合液中碳量子点的浓度大于16mg/L小于等于20mg/L时，硫酸钡晶体的形貌为无固定形状的大颗粒。优选地，所述步骤(2)中碳量子点包括柠檬酸制备的碳量子点、纸浆纤维制备的碳量子点或草木灰制备的碳量子点。优选地，所述步骤(3)中干燥的温度为50～80℃，干燥的时间为4～8h。本专利技术提供了一种形貌可控的硫酸钡晶体的制备方法，包括以下步骤：将钡盐溶液与硫酸盐溶液混合，进行复分解反应，得到无定形硫酸钡悬浮液；将得到的无定形硫酸钡悬浮液与碳量子点混合，得到混合液；所述混合液中碳量子点的浓度为0～20mg/L；将得到的混合液进行干燥，得到硫酸钡粉末。本专利技术先合成无定形硫酸钡悬浊液，然后向含有硫酸钡的悬浊液中添加碳量子点，利用碳量子点对硫酸钡沉淀的诱导作用，在干燥的过程中改变硫酸钡晶体的形貌；本专利技术通过将得到的无定形硫酸钡悬浮液与碳量子点混合，调节碳量子点在硫酸钡沉淀的悬浮液中的用量，从而调节碳量子点对硫酸钡沉淀诱导作用的强弱，进而可实现调控硫酸钡晶体的形貌。实验结果表明，本专利技术提供的制备方法得到的硫酸钡晶体的形貌随着碳量子点在无定形硫酸钡悬浮液浓度的变化，硫酸钡晶体的形貌呈现出由矩形片状依次向椭圆状、多肉状、稠密的多肉状和无固定形状的大颗粒的变化，实现了对硫酸钡晶体形貌的控制。本专利技术提供的形貌可控的硫酸钡晶体的制备方法操作简单、高效，适宜规模化生产。附图说明图1为本专利技术提供的碳量子点在不同浓度下的照片；图2为本专利技术实施例1制备的硫酸钡粉末的SEM图；图3为本专利技术实施例2制备的硫酸钡粉末的SEM图；图4为本专利技术实施例3制备的硫酸钡粉末的SEM图；图5为本专利技术实施例4制备的硫酸钡粉末的SEM图；图6为本专利技术实施例5制备的硫酸钡粉末的SEM图；图7为本专利技术实施例6制备的硫酸钡粉末的SEM图。具体实施方式本专利技术提供了一种形貌可控的硫酸钡晶体的制备方法，包括以下步骤：(1)将钡盐溶液与硫酸盐溶液混合，进行复分解反应，得到无定形硫酸钡悬浮液；(2)将所述步骤(1)得到的无定形硫酸钡悬浮液与碳量子点混合，得到混合液；所述混合液中碳量子点的浓度为0～20mg/L；(3)将所述步骤(2)得到的混合液进行干燥，得到硫酸钡粉末。本专利技术将钡盐溶液与硫酸盐溶液混合，进行复分解反应，得到无定形硫酸钡悬浮液。在本专利技术中，所述钡盐溶液中的钡盐优选包括氯化钡、硝酸钡和醋酸钡的一种或多种，更优选为氯化钡。本专利技术对所述钡盐的来源没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本专利技术中，所述钡盐溶液的浓度优选为0.5～1mol/L，更优选为0.6～0.8mol/L。在本专利技术中，所述钡盐溶液的浓度为上述范围时，更利于复分解反应的进行。在本专利技术中，所述硫酸盐溶液中的硫酸盐优选包括硫酸钠、硫酸铝和硫酸镁中的一种或多种，更优选为硫酸钠。本专利技术对所述硫酸盐的来源没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本专利技术中，所述硫酸盐溶液的浓度优选为0.2～0.5mol/L，更优选为0.3～0.4mol/L。在本专利技术中，所述硫酸盐溶液的浓度为上述范围时，更利于复分解反应的进行。在本专利技术中，所述钡盐溶液与硫酸盐溶液混合得到的混合液中Ba2+与SO42-的物质的量之比优选为1：1～1：2，更优选为1：1～1：1.5。在本专利技术中，所述钡盐溶液与硫酸盐溶液混合得到的混合液中Ba2+与SO42-的物质的量之比为上述范围时能够保证复分解反应充分进行。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形貌可控的硫酸钡晶体的制备方法，包括以下步骤：/n(1)将钡盐溶液与硫酸盐溶液混合，进行复分解反应，得到无定形硫酸钡悬浮液；/n(2)将所述步骤(1)得到的无定形硫酸钡悬浮液与碳量子点混合，得到混合液；所述混合液中碳量子点的浓度为0～20mg/L；/n(3)将所述步骤(2)得到的混合液进行干燥，得到硫酸钡粉末。/n

【技术特征摘要】
1.一种形貌可控的硫酸钡晶体的制备方法，包括以下步骤：
(1)将钡盐溶液与硫酸盐溶液混合，进行复分解反应，得到无定形硫酸钡悬浮液；
(2)将所述步骤(1)得到的无定形硫酸钡悬浮液与碳量子点混合，得到混合液；所述混合液中碳量子点的浓度为0～20mg/L；
(3)将所述步骤(2)得到的混合液进行干燥，得到硫酸钡粉末。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钡盐溶液中的钡盐包括氯化钡、硝酸钡和醋酸钡中的一种或多种。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中钡盐溶液的浓度为0.5～1mol/L。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中硫酸盐溶液中的硫酸盐包括硫酸钠、硫酸铝和硫酸镁中的一种或多种。


5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中硫酸盐溶液的浓度为0.2～0.5mol/L。


6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)钡盐溶液与硫酸盐溶液混合得到的混合液中Ba2+与SO42-...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢傲杰，王小聪，王睢睢，张琳，张智武，武文洁，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津;12