介绍
一水合氢氧化钡（Barium hydroxide monohydrate，Ba(OH)2⋅H2O）是一种高纯度、强碱性的钡基化合物，加热至 100℃以上失去结晶水生成无水氢氧化钡，更高温度分解为氧化钡。作为钡源，可在远低于传统固相法的温度下合成高纯度钛酸钡，控制反应体系的 Ba/Ti 摩尔比，避免因钡缺失或过量导致的产物杂相，并通过亚临界/超临界水重结晶调控其结构与性能，应用于多层陶瓷电容器（MLCC）、压电传感器等核心电子元件的绿色制造。
图一 一水合氢氧化钡
制备高性能钛酸钡
将一水合氢氧化钡与锐钛矿型二氧化钛按BaO/TiO2=1.25的摩尔比混合，在200℃、1.55MPa的水蒸气氛围中反应 16h，即可生成纯相的细晶钛酸钡，反应温度比传统固相法降低了 600℃以上。一水合氢氧化钡提供的羟基化钡离子可扩散进入二氧化钛基质，通过可逆的羟基化-脱羟基过程赋予氧化物基质固相流动性，使原本需要高温才能发生的固相反应在温和条件下即可进行。初始合成的钛酸钡晶体中残留一定量的结构羟基（约 0.82wt.%），通过不断的形成与断裂促进晶体间的质量传递，实现晶体生长和结构缺陷的消除。
制备铁电陶瓷粉末
以一水合氢氧化钡合成的初始钛酸钡为原料，在200-400℃、1.55-26.3MPa的亚临界蒸汽或超临界水中进行68h的重结晶处理，可精准调控其晶体尺寸、形貌和四方度，获得满足高端电子元件要求的铁电陶瓷粉末。随着处理温度升高，晶体平均尺寸从95nm逐步增长至295nm；形貌从球形依次转变为立方体形、四方棱柱形。四方度（c/a）是衡量钛酸钡铁电性能的指标。初始样品的四方度最低，经400℃、26.3MPa超临界水处理后，结构羟基含量降至0.046wt.%，缺陷大幅减少，四方度达到最大值。由该粉末制备的陶瓷介电常数在低频和中频下可达2400-2600，1kHz 时最高达2819，损耗角正切低至10−2[1]。
图二 加热得到BaTiO3晶体的电镜图
催化应用
一水合氢氧化钡作为碱性催化剂，用于杂萘联苯聚芳醚腈硅氧烷（PPEN-Si）、二苯基硅二醇与十七氟癸基三甲氧基硅烷的异官能团缩合反应，催化制备 PPEN-b-QSIO 氟硅嵌段共聚物[2]。
参考文献
[1]Ivakin Y ,Danchevskaya M ,Kholodkova A , et al.Recrystallization of fine-crystalline barium titanate in low-density water medium[J].The Journal of Supercritical Fluids,2020,159104771-104771.DOI:10.1016/j.supflu.2020.104771.
[2]Yuan Y G ,Long J Q ,Yan J W , et al.SYNTHESIS OF HETEROCYCLIC POLY(PHTHALAZINONE ETHER NITRILE) FLUORIDE POLYSILOXANE BLOCK COPOLYMERS AND THEIR HYDROPHOBIC THIN FILMS[J].Chinese Journal of Polymer Science,2013,013(12):1467-1475.DOI:10.3724/sp.j.1105.2013.13104.