钛酸铜钙溶胶凝胶法形成机理
合成透明稳定的溶胶对于制备优异电性能的BaTiO3（BT）薄膜是尤为关键的一步。以无水乙醇、异丙醇、乙二醇和乙二醇甲醚4种溶剂做对比，从合成溶胶的稳定性、表面张力以及制备出的BaTiO3薄膜的SEM等几方面比较了4种溶剂的优缺点，最后以乙二醇甲醚合成的溶胶最清晰、稳定，用此溶胶在Si(100)基底上得到了均匀无开裂的钛酸钡薄膜。
[关键词]BaTiO3薄膜；溶胶－凝胶法；溶剂；选择；表面张力
[中图分类号] O 648.16 [文献标识码] A[文章编号] 1003-5095(2010）02-0027-03
BaTiO3薄膜具有高的介电常数，良好的铁电、压电和绝缘性能，并随着器件的高集成、微型化的要求，BaTiO3薄膜在各领域受到高度重视。随着薄膜技术的进步，人们已经通过脉冲激光沉积、射频磁控溅射、水热法、金属有机物气相沉积（MOCVD）和溶胶－凝胶（Sol-Gol）等方法制备出了BaTiO3薄膜。溶胶－凝胶法由于反应在溶液中进行，均匀度高，而且烧结温度低、设备简单等而受到广泛的关注。而溶胶－凝胶法中一个重要的问题就是如何选择合适的原材料和合适的溶剂，这将最终影响薄膜的电学性质。
本文除了从溶胶的稳定性、薄膜的电子显微（SEM）照片等方面考察了4种溶剂的区别，其独到之处在于从溶胶的表面张力方面考察了不同溶剂合成的溶胶对基底的附着能力的强弱。综合考虑几方面的性能，选择出了能够生成稳定溶胶、溶胶与基片的结合性好、所制备的膜表面光滑、均匀的溶剂，为得到优异电性能的多层BaTiO3薄膜打下了基础。
1 实验
1.1 试剂及仪器
Ba(CH3COO)2(分析纯)，天津市天大化工实验厂；Ti(OC4H9)4(Ⅲ级化学纯)，北京化工厂；冰醋酸(分析纯)，天津市大茂化学仪器供应站；乙二醇甲醚(分析醇)，天津天泰精细化学品有限公司；乙二醇(分析纯)，石家庄市有机化工厂；无水乙醇(分析纯)，北京化工厂；异丙醇，山东省禹王实业总公司化学试剂厂。
日立S-570扫描电镜；表面张力测定仪（南京桑力实验设备有限公司）。
1.2 实验步骤
取一定量的Ba(CH3COO)2溶于热乙酸中，加入等物质量的比的Ti(OC4H9)4，搅拌过程中加入适量的水，使其水解，用溶剂把溶胶调成一定的浓度，搅拌1 h后形成黄色透明溶胶，过滤，取滤液在单晶Si(100)片上甩膜50 s，在一定温度下热分解，最后在973 K左右进行退火处理，就得到了以单晶硅为基质的钛酸钡薄膜。
2 结果与讨论
首先考察分别用4种溶剂合成的溶胶与基片Si之间的浸润情况，再根据甩膜后薄膜的表面形貌情况来选择最佳溶剂。实验所选用的溶剂为无水乙醇、异丙醇、乙二醇和乙二醇甲醚。
2.1 稳定性比较
溶胶制备过程中，醇盐中的－OR基会与醇溶剂中的－OR互相交换，这就可能造成醇盐水解活性的变化，同一醇盐选用的溶剂不同，其水解速率、凝胶时间也就随之改变[1]。相同条件下，选用的4种溶剂制备的溶胶时，其溶胶的稳定性：乙二醇为溶剂时，溶胶澄清透明、非常稳定，可保持1年以上；乙二醇甲醚为溶剂时溶胶能稳定存在10 d左右；用无水乙醇作溶剂的溶胶凝胶化时间需要大概7 d；异丙醇为溶剂时，溶胶不稳定，12 h之内便有不溶物析出，经实验测定为醋酸钡从溶胶中析出，而溶胶的稳定性的好坏直接影响制备多层膜工作的连续性。经实验对比，得出以4种物质为溶剂制备溶胶的稳定性依次为乙二醇＞乙二醇甲醚＞无水乙醇＞异丙醇。
2.2 表面张力的比较
要使溶胶很好地附着在基片上，就必须考虑两者之间的相互作用，宏观上就是浸润问题，从热力学角度看属于表面能问题。基于这种理论，研究不同物质作溶剂时，用溶胶的表面张力的大小来说明溶胶与基片的附着问题。
2.2.1 实验步骤
采用最大泡压法测定所制得的溶胶的表面张力。
式中，σ是待测液的表面张力；r是毛细管的内半径；ΔP最大是气泡脱离时的最大压差。测量时，先用已知表面张力的液体水测求仪器常数值即毛细管的内半径。
测量待测液的表面张力：用在同样条件下制备的待测液，润洗支管试管和毛细管后，加入适量的样品于支管试管中，分别测得用无水乙醇、异丙醇、乙二醇甲醚、乙二醇作为溶剂的溶胶的最大压差，并计算出4种溶胶的表面张力。
2.2.2 实验数据
实验数据如表1、表2所示。由表1得出，所选用仪器的毛细管半径为0.169 8 mm。表2测得待测液气泡脱离时的最大压差，在得到毛细管半径的基础上，计算表面张力。
2.2.3 实验结果
分析薄膜在基片上是否能很好地附着，可以看二者是否能很好地互相浸润。因为金属是高表面能材料，而氧化物是低表面能材料。表面能的相对大小决定一种材料是否和另外一种材料相湿润并形成均匀的黏附层。具有非常低表面能的材料容易和具有较高表面能的材料相湿润[2-5]。即表面张力小的材料容易在表面张力大的材料表面形成吸附牢固的膜，反之则不能形成均匀的膜，而得到岛状沉积物。单晶硅是固体材料具有非常大的表面能，所以4种溶剂所制溶胶中，表面张力小的，应该与基片结合得最好，从实测数据得出以4种物质为溶剂所制备的溶胶其表面张力为乙二醇＞乙二醇甲醚＞无水乙醇＞异丙醇，其结论和目测的实验结果正好相符。异丙醇和无水乙醇为溶剂时，膜与基片结合得好，溶胶能完全在单晶硅上铺展开，形成很均匀的单层膜。乙二醇甲醚为溶剂制得溶胶甩膜时，不如前两个好，但也较均匀，基本上能铺展开。乙二醇为溶剂因为其表面张力最大，溶胶和基片不浸润，甩膜一定时间后，溶胶仍然聚集在一起，形成岛状结构，不能铺展开。
2.3 SEM比较
溶剂的挥发性是影响薄膜质量的重要方面，Brinker认为Sol-Gol法制备膜的多孔性依赖于分子级产物的结构、缩聚和蒸发的相对速率几方面，缩聚使薄膜变硬，蒸发使其致密，提高蒸发速率有利于形成致密的薄膜 ，蒸发过快，膜不均匀，易留下孔洞和开裂[4，6,7]。图1是4种不同溶剂合成的溶胶制成的钛酸钡薄膜的电子显微镜照片。
a 无水乙醇为溶剂；b 乙二醇为溶剂；
c 异丙醇为溶剂；d 乙二醇甲醚为溶剂
图1 不同物质作溶剂时BaTiO3薄膜SEM图
从图1中a可看出以无水乙醇为溶剂时，膜的表面很不光滑，和无水乙醇挥发性极强有关，乙醇快速挥发导致薄膜形成快速而出现斑痕，难以得到均匀致密的薄膜。乙二醇和异丙醇作为溶剂时钛酸钡的表面出现了裂痕和孔洞，虽然薄膜上没有裂开的地方，薄膜很均匀，但是颗粒小，不利于形成具有铁电性的薄膜。乙二醇甲醚作溶剂的膜表面比较均匀、光滑，而且晶粒也较大。
3 结 论
通过以上3方面的比较，可以看出，4种溶剂各有利弊：无水乙醇和基片结合得好，溶胶较稳定，但由于其挥发性太强，导致用其制备的BaTiO3的微观形貌不好；异丙醇为溶剂时溶胶最不稳定，不利于实验的连续进行：乙二醇为溶剂其溶胶的稳定性很强，对连续性工作非常有易，但其最大的弊端是与基片的黏附性不好，这样将得不到实验所需要的膜；乙二醇甲醚为溶剂时，溶胶与基片的结合好，膜表面较光滑，颗粒大，虽然稳定性不是最强，但基本能满足实验的要求，综合以上实验结果，最终认为选择乙二醇甲醚为溶剂来制备钛酸钡薄膜前驱体溶胶比较合理，为进一步合成多层具有铁电性质的薄膜奠定了基础。
中国乙二醇最大的生产厂家：
1、中国石化集团
是国内最大的乙二醇生产企业，公司设有较好技术中心，建有企业博士后工作站。
2、山东旭晨化工科技有限公司
东旭晨化工科技有限公司是在2017年2月16日新注册成立的化工、服务，化学品经营股份制公司，公司股东由一群高学历的博士出资组建而成，公司位于江北瓷都淄博市张店区博士楼，经营一系列的化工产品，经营规模和产品质量位居全国前列。
3、山东维进化工科技有限公司
山东维进化工有限公司是于2017年组建而成的，现为“全国120家试点企业集团”和山东省要点培植的大型骨干企业集团之一。
4、河南恒生化工有限公司
位于郑州高新技术产业开发区，是一家集工业、商业、民用为一体的现代化企业，公司具有强大的产品研发能力与丰富的生产经验。
5、石家庄松亚汽车用品生产有限公司
成立于1989年，主要生产汽车防冻液、工业防冻液、玻璃水、刹车油、润滑油、乙二醇等。地处石家庄正定开发区，毗邻107国道。
2003年世界乙二醇产能为1540万吨/年，产量为1416万吨，生产能力与2002年持平，产量比2002年增加120万吨，增长9.2%。
2003年就世界乙二醇的消费结构来说，
约80%的MEG用于生产聚酯，12%用于生产防冻液，其他用途占8%（包括航行器和机场跑道的除冰液、热传送剂和溶剂等等）。
目前世界乙二醇生产能力主要集中在亚洲、北美和中东地区，2003年分别占世界总生产能力的33.26%、31.07%和17.91%；主要消费领域集中在亚洲、北美和西欧地区，2003年消费量分别占世界总消费量的60.1%、21.7%和10.9%。
预计2008年，世界乙二醇的生产能力及需求量将分别达到2045万吨/年和1840万吨。今后中东及亚洲地区是乙二醇发展迅速的两个地区，2008年中东地区乙二醇的生产能力将超过北美地区，成为世界第二大生产基地，但其产品仍主要用于出口，国内消费增长速度较慢。
2003年我国乙二醇生产能力为114.5万吨，产量96.9万吨，消费乙二醇约346万吨，其中进口约251.6万吨，比上年增加17.2%。我国乙二醇大部分用于生产聚酯，超过总量的96%，其次是用于生产防冻液，约占2.3%。
预计2010年我国乙二醇的生产能力将达到400万吨/年，2004－2010年间生产能力的年均增长率达到19.6%，2010年当量需求约为610万吨，
2015年当量需求将达到720万吨。
乙二醇型；浓度配比为：55%——液45%——水、沸点：107℃；冰点：-40℃。
根据所需预防的温度，可以配入1~3倍的水，通常当水按1：1的比例混合使用时，将使冷却液的冰点降至-36.7℃。乙二醇—水型的防冻液的最大使用浓度为75%，切记不可超过此浓度。
水分子之间是通过氢键的缔合而成为分子簇的，具有较高的冰点，在冬季若单以水为冷却液，低于0℃就会结冰而无法流动，启动时非但起不到循环冷却的作用，而且由于水变成冰晶是一个体积增大的过程，通常同样质量的水在变成冰时提及要增大9%~10%。产生的膨胀力会胀裂散热器及管路等部件，在含有乙二醇的防冻液中，由于乙二醇的存在，起始冰点就远比水低，当达到冰点时析出的冰晶成浆状，而且这些冰晶中的乙二醇的含量较低，显然大部分的乙二醇仍然留在了未凝固的液相之中，其结果是使得仍未结晶的溶液的冰点更低，正是由于乙二醇的这个特性，所以含有乙二醇的防冻液使用的实际温度比测定的冰点还可以再降一些。当然在超过最低点（-69℃，乙二醇的浓度68%）后冰点会有所上升，所以，以为增加乙二醇的浓度以求更低的冰点的做法，到最后是徒劳无效的。
同时乙二醇水溶液在长期高温的使用环境中，易被氧化，致使电导率升高；同时生成酸性物质，易导致材料腐蚀。
如采用丙二醇作为防冻液基础液，可以解决上述不利影响。丙二醇相较于乙二醇具有更低毒性，同时阻断了二醇羟基的氧化，防止了酸性物质的产生，使产品具有更长时间的使用寿命
乙二醇走势的判断方法，一次参考原油走势，另一次参考周线图和日线图走势。
乙二醇期货，交易代码EG，属于化工领域的产品，大的商业交易所交易的品种。乙二醇包括煤乙二醇和油脂乙二醇。我们的交易标的是油脂乙二醇，是从原油中提取的，所以乙二醇和原油是成正比的。化工板块中乙二醇波动较大，走势相对较强。与PTA和短纤维属于同根同源关系，所以它们之间的相关性最强。
利用日线图和周线图的共振，可以把握趋势。
日线图上，MACD和布林带可以作为判断乙二醇方向的关键参考。利用布林线指定的多空趋势和较好的支撑效果，以及加仓和减仓。MACD指标虽然滞后，但它是趋势指标，判断大方向，参与其中比较好。在过去的走势中，MACD指标在方向判断上基本没有错误，盈利空间很大。
PEG是系列产品无毒、无刺激性，味微苦，具有良好的水溶性，并与许多有机物组份有良好的相溶性。它们具有优良的润滑性、保湿性、分散性、粘接剂、抗静电剂及柔软剂等，在化妆品、制药、化纤、橡胶、塑料、造纸、油漆、电镀、农药、金属加工及食品加工等行业中均有着极为广泛的应用。
中文名：聚乙二醇中文别名：α-氢-ω-羟基(氧-1,2-乙二基)的聚合物；乙二醇聚氧乙烯醚；聚氧化乙烯(PEO-LS)；聚乙二醇400；聚乙二醇12000；聚乙二醇6000；聚乙二醇2000AC52。
产品可以分为医药级，化妆品级，食品级和工业级等几种系列。
扩展资料：
聚乙二醇和聚乙二醇脂肪酸酯在化妆品工业和制药工业中的应用很广泛。由于聚乙二醇兼有很多优良的性质： 水溶性、不挥发性、生理惰性、温和性、润滑性和使皮肤润湿、柔软、有愉快用后感等。可选取不同相对分子质量级分的聚乙二醇改变制品的粘度、吸湿性和组织结构。
相对分子质量低的聚乙二醇(Mr<2000)适于用作润湿剂和稠度调节剂，用于膏霜、乳液、牙膏和剃须膏等，也适用于不清洗的护发制品，赋予头发有丝状光泽。
聚乙二醇广泛用于多种药物制剂，如注射剂、局部用制剂、眼用制剂、口服和直肠用制剂。固体级别的聚乙二醇可以加入液体聚乙二醇调整黏度，用于局部用软膏；聚乙二醇混合物可用作栓剂基质；聚乙二醇的水溶液可作为助悬剂或用于调整其他混悬介质的黏稠度；聚乙二醇和其他乳化剂合用，增加乳剂稳定性。
参考资料：百度百科-聚乙二醇
你是用在厨房燃料吧，换专用炉心就可以，常用气泵的 比较多，也可加热的或则电喷的 。
