1.3 铌酸钾微球的常用制备方法

1.3.1 水热合成法[7]

水热合成法可以通过在高压炉中加入五氧化二铌和氢氧化钾的溶液作为原料，在一定的温度下反应，得到碱性溶液中的钙钛矿产物，然后再离心即可获得KNbO3粉末。高压釜中的内囊由C2F4制成，这种材料并不会被强碱溶液腐蚀，是很合适的材料。 在碱性环境下，氢氧化钾是被当做反应的硬化剂，而且反应中需要的钾也来自于此。 Lu等人发现在较低KOH浓度下KOH不能与Nb2O5反应制备纯相KNbO3。而且在KOH溶液浓度加大的同时，Nb2O5可以很好地溶解在KOH溶液中，因此更容易生成KNbO3。而且水热反应中Nb2O5的量也对产物铌酸钾的的大小和形貌有着一定影响。研究者们发现，温度控制对水热法产物的完整性很重要，不能太高也不能太低。铌和钾的比例也能在很大程度上影响反应，当钾与铌的比例大于4：1时，可用于制备铌酸钾正交相。可以看出，水热合成法需要改进的地方还有很多，例如如何减小氢氧化钾浓度，缩短反应时间，避免温度低压力高等，这些都需要继续探寻。

1.3.2 聚合配合物法[8]

聚合配合物法的原材料是柠檬酸盐型铌，钾盐等羟基羧酸熔融物，向原材料中添加适量的乙二醇，是反应物变成凝胶状，再通过搅拌，加热，酯化，焙烧四个步骤， 在高温条件下获得粉末状铌酸钾样品。 作为原料之一，反应过程中柠檬酸过量，但是生成的聚合物随时量巨大，有大约九成，想要得到纯相的铌酸钾样品，需要加热使其达到700摄氏度，在有些特殊情况下需要900度左右的高温才能实现。 这个方法可以说是溶胶-凝胶法的进阶版，拥有其一切优点，且原料更加便宜，还不会发生水解。 但是，在生产中，控制好乙二醇的投入量是本方法能否完美实现的关键。在实际应用中，900摄氏度的高温灼烧也成为了这种方法在实际生产中的一个难题。

1.3.3 传统固态反应合成法[9]

还有一种合成铌酸钾固体经常使用的方法是固态反应合成，这是一种较为传统的方法。用这种方式制备出的铌酸钾产品的纯度较低。其中一个主要原因是K2O在800℃以上的温度是挥发性的。铌酸钾晶粒大约在1050摄氏度左右熔化，在较高的反应温度下，由于其较高的蒸汽压，K2O会发生更多的汽化作用。而且，随着反应环境中湿度的上升，它在整个反应体系中消失的速度会不断加快，导致晶格中K的数量很大，这导致铌酸钾的物理性质不准确。同时，考虑到K2CO3粉末对吸水率的敏感性，重要的是要考虑称量过程中原料的含水量。 一些研究者采用固态反应合成做出了活性很高的铌酸钾配合物。当然了，这种方法也存有着明显的不足之处：此方法中的原料无法完全混合导致其不能完全反应，还有其制备出的产品纯度较低是因为含有杂相，且反应温度过高不易实现，微粒大小和成分分散不匀。

1.3.4 溶胶-凝胶法

本方法是以铌醇盐来做产物铌酸盐中铌的来源。由于使用铌醇盐，所以需要反应温度大于600来使铌醇盐完全分解并反应掉剩余的碳，最终得到铌酸钾晶体。这个方法最终得到的产物并不纯净，因为醇盐总会有多多少少的残留，形成杂质相，这回导致产物形态不均匀。日本科学家通过一系列难度很大的回流工艺在900度下烧结做出含有乙醇钾和铌盐的单相微米级KNbO3粉末。 虽然这组实验通过高温避免了醇盐的残留，但是，这样高温并不能使其晶型完美形态均匀。还有就是，这种方法必须在干燥氮气环境中进行，因为醇盐很不稳定，遇水会分解。

这个反应的原料对人体有害，且价格高。还有就是需要在无氧无水条件，且需要反应很久。这个反应的条件有诸多限制因素，想要控制好并不容易。