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1. 研究目的与意义（文献综述）
钛酸铋（bi4ti3o12）具有良好的铁电性能和光电性能，在铁电存储器以及高温超导器件中具有广泛的应用前景。纳米材料具有表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等，它显示出许多奇异的特性，它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和块体相比有显著的不同。为了满足电子器件的小型化和集成化发展需求，需求一种低成本、高效率的合成工艺来制备bi4ti3o12纳米材料。现在，bi4ti3o12纳米材料的制备方法主要有：水热法、固相法、共沉淀法、模板法以及溶胶-凝胶法。水热法具有工艺简单，低能耗，低污染，低成本等优点，可以直接得到结晶良好的纳米材料，无需高温灼烧，因此水热法合成bi4ti3o12纳米材料已被广泛研究。
shi等采用水热法制备了bi4ti3o12纳米粉体，并研究了矿化剂koh的含量、bi/ti的比例、反应时间和温度对bi4ti3o12生长和形貌的影响。yang等利用bi(no3)3·5h2o、ticl4和矿化剂naoh为原料，温度范围为180-230℃，反应时间为4-12h研究了起始原料、反应温度和反应时间对bi4ti3o12粉体的晶体结构和形貌的影响，制得的bi4ti3o12粉体的粒径在200nm左右。tu等研究了naoh矿化剂浓度对bi4ti3o12纳米晶体形貌的影响，在不同的naoh浓度下，分别得到了结构和形貌不同的bi4ti3o12纳米晶体。xu等以bi(no3)3·5h2o、ti(c4h9o)4、矿化剂koh以及添加剂pva等原料在240℃下水热反应24h制备出了正交相bi4ti3o12纳米片，同时改变水热反应的时间探究了bi4ti3o12纳米片的形成机理。纪等以bi(no3)3·5h2o、ti(c4h9o)4为原料，koh为矿化剂，利用水热法制备了片状bi4ti3o12晶体，其厚度小于20nm，边长达几个微米，生长平面为ab面,提出了bi4ti3o12片状晶体的生长机制,即在水热反应体系中,高温高压的反应条件决定了bi4ti3o12晶核生长处于平衡状态,由于其特殊的层状结构,物料沿着ab平面平铺生长有利于体系表面自由能的降低,导致 bi4ti3o12片状晶体沿着ab平面生长。
由于naoh和koh这类碱金属矿化剂不可避免会给bi4ti3o12纳米晶体带来碱金属离子污染问题，因此，在本课题中，将利用氨水为矿化剂，水热法合成出bi4ti3o12纳米晶体。
2. 研究的基本内容与方案
研究目标：
以氨水为矿化剂，利用水热法合成Bi4Ti3O12纳米晶体。通过研究水热反应温度和反应时间对Bi4Ti3O12纳米晶体生长的影响规律，掌握制备Bi4Ti3O12纳米晶体的水热合成工艺。
研究内容及技术方案：
一、实验原料
所需原料的名称、分子式及相对分子质量如下表所示：
| 名称 | 分子式 | 相对分子质量/密度 | 纯度 | 生产厂家 |
| 硝酸铋（五水） | Bi(NO3)3·5H2O | 485.07 g/mol | 分析纯 | 阿拉丁 |
| 钛酸四丁酯 | Ti(C4H9O)4 | 340.32 g/mol | 分析纯 | 阿拉丁 |
| 乙二醇甲醚 | C3H8O2 | 0.965 g/cm3 | 分析纯 | 国药 |
| 氨水 | NH3·H2O | 0.91 g/cm3 | 分析纯 | 国药 |
二、实验内容
以氨水为矿化剂，利用水热法合成Bi4Ti3O12纳米晶体，主要开展以下研究工作：
（1）研究水热反应温度对Bi4Ti3O12纳米晶体生长的影响规律；
（2）研究水热反应时间对Bi4Ti3O12纳米晶体生长的影响规律；
通过上述研究工作，获得制备单相Bi4Ti3O12纳米晶体的水热合成工艺。
3. 研究计划与安排
1 ：第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告
2 ：第4-12周：按照技术方案，开展实验工作。
3 ：第13-14周：总结实验数据，完成并修改毕业论文
4. 参考文献（12篇以上）
[1] liu y f, lu y n, dai s h. hydrothermal synthesis of monosized bi0.5na0.5tio3 spherical particles under low alkaline solution concentration[j]. journal of alloys and compounds, 2009,484:801-805.
[2] tu s, huang h, zhang t, et al. controllable synthesis of multi-responsive ferroelectric layered perovskite-like bi4ti3o12 photocatalysis and piezoelectric-catalysis and mechanism insight[j]. applied catalysis b environmental, 2017, 219.
[3] xu g, yang y, bai h, et al. hydrothermal synthesis and formation mechanism of the singlecrystalline bi4ti3o12 nanosheets with dominant (010) facets[j]. crystengcomm, 2016, 18(13):2268-2274.
