二氧化錫基納米材料的製備方法
2023-08-08 04:57:11
專利名稱：二氧化錫基納米材料的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種二氧化錫基納米材料的製備方法。
背景技術：
極細的晶粒和大量處於晶界和晶粒內缺陷中心的原子，導致了納米微粒結構的特殊性。納米微粒處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區域，是一種典型的介觀系統，產生了許多體相材料不具備的特殊性能。
納米氧化錫具有比表面積大、活性高、熔點低、導熱性好等特點。在氣敏材料、鋰離子電池負極材料、導電材料、薄膜電阻器、光電子器件、吸波材料等領域有著廣泛的應用。如何製備出粒徑小且均勻、比表面積較高的超細氧化錫粉體已成為電極材料和氣敏材料等領域的重點。製備納米氧化錫的方法很多，主要有物理法(如濺射法、氣相沉積法、等離子體法)、化學法(如水熱法、醇鹽水解法和化學沉澱法等)。其中化學法中的溶膠-凝膠法以其合成溫度低、工藝簡單、所需設備便宜，因而得到了廣泛的應用和發展。基於此，研究者們用溶膠-凝膠法製備出了納米氧化錫粉體，其粒度通常在幾十納米以上。為了製備出粒度更小的納米氧化錫粉體，需要對製備工藝進行改進，或者用表面修飾、摻雜等方法來進一步嘗試。
發明內容
本發明提供一種二氧化錫基納米材料的製備方法，用於製備粒徑小、分布窄的二氧化錫基納米粉體。
本發明的技術方案如下本發明採用溶膠-凝膠法製備氧化錫基納米材料，包括製備Sn(OH)2粉末、改性氧化錫粉末過程；其中改性氧化錫粉末是將磷鉬酸與的Sn(OH)2粉末混合均勻，加入無水乙醇調成漿狀，65～80℃恆溫4～10h，乾燥2h～6h，再用馬弗爐350～500℃焙燒2h～7h。磷鉬酸的用量為磷鉬酸與原料SnCl2·2H2O的質量比為0.015～0.075∶1。
所述的磷鉬酸為18-磷鉬酸、12-磷鉬酸、11-磷鉬酸、9-磷鉬酸或6-磷鉬酸。
本發明的效果是用溶膠凝膠法製得的納米氧化錫粒子粒徑在20～30nm之間，形狀即有四方缺角形也有球形。改性後製得的納米氧化錫基材料粒徑在5～10nm之間，明顯比未改性的材料粒徑減小，形狀皆為球形。
圖1二氧化錫納米粉末樣品TH1的TEM照片；
圖2二氧化錫基納米粉末樣品TH2的TEM照片；圖3二氧化錫基納米粉末樣品TH3的TEM照片；圖4二氧化錫基納米粉末樣品TH4的TEM照片。
具體實施例方式
實施例1將6.8g的SnCl2·2H2O溶於60ml的無水乙醇中配置成濃度為0.5mol/L的錫醇溶液；50℃水浴，用攪拌器攪拌4h；在不斷攪拌、50℃水浴下，緩慢加入氨水，將pH值調為7～8；抽濾，洗滌，用2％AgNO3溶液檢驗無Cl-1為止；乾燥後將粉末研磨加入0.1g12-磷鉬酸(與原料SnCl2·2H2O的換算量為0.015g·g-1)混合均勻，加入無水乙醇調成漿狀，65℃恆溫8h；再90℃乾燥4h後馬弗爐350℃焙燒3h，研磨製備出二氧化錫基納米粉末，記為樣品TH2。
為了進行對比，用溶膠—凝膠法製備了未改性的氧化錫粉末將6.8g的SnCl2·2H2O溶於60ml的無水乙醇中配置成濃度為0.5mol/L的錫醇溶液；50℃水浴，用攪拌器攪拌4h；在不斷攪拌、50℃水浴下，緩慢加入氨水，將pH值調為7～8；抽濾，洗滌，用2％AgNO3溶液檢驗無Cl-1為止；再90℃乾燥4h後馬弗爐450℃焙燒3h；研磨製備出純二氧化錫納米粉末，記為樣品TH1。
圖1為純二氧化錫納米粉末即樣品TH1的TEM照片，圖2為樣品TH2的TEM照片。從照片可以看出樣品TH1粒子粒徑分布在20～30nm之間，粒子有四方缺角形也有球形，有明顯團聚現象。樣品TH2是摻雜磷鉬酸改性的樣品，從圖中可以看到樣品TH2粒徑較小，平均粒徑在5nm左右，粒徑分布窄，粒子皆為球形，有一定的團聚現象。
實施例2將6.8g的SnCl2·2H2O溶於60ml的無水乙醇中配置成濃度為0.5mol/L的錫醇溶液；50℃水浴，用攪拌器攪拌4h；在不斷攪拌、50℃水浴下，緩慢加入氨水，將pH值調為7～8；抽濾，洗滌，用2％AgNO3溶液檢驗無Cl-1為止；乾燥後將粉末研磨加入0.3g 11-磷鉬酸(與原料SnCl2·2H2O的換算量為0.045g·g-1)混合均勻，加入無水乙醇調成漿狀，80℃恆溫4h；再90℃乾燥4h後馬弗爐450℃焙燒3h，研磨製備出二氧化錫基納米粉末，記為樣品TH3。
圖3為樣品TH3的TEM照片，對比樣品同樣為純氧化錫即樣品TH1。從照片可以看出樣品TH1粒子粒徑分布在20～30nm之間，粒子有四方缺角形也有球形，有明顯團聚現象。樣品TH3是摻雜磷鉬酸改性的樣品，從圖中可以看到樣品TH3粒徑較小，粒徑在5～10nm之間，粒徑分布窄，粒子皆為球形，有一定的團聚現象。可見樣品TH3粒徑較樣品TH2粒徑有所增大，但是仍然小於樣品TH1的粒徑。
實施例3將6.8g的SnCl2·2H2O溶於60ml的無水乙醇中配置成濃度為0.5mol/L的錫醇溶液；50℃水浴，用攪拌器攪拌4h；在不斷攪拌、50℃水浴下，緩慢加入氨水，將pH值調為7～8；抽濾，洗滌，用2％AgNO3溶液檢驗無Cl-1為止；乾燥後將粉末研磨加入0.5g 12-磷鉬酸(與原料SnCl2·2H2O的換算量為0.075g·g-1)混合均勻，加入無水乙醇調成漿狀，72℃恆溫6h；再90℃乾燥4h後馬弗爐500℃焙燒3h，研磨製備出二氧化錫基納米粉末，記為樣品TH4。
圖4為樣品TH4的TEM照片，對比樣品同樣為純氧化錫即樣品TH1。從照片可以看出樣品TH1粒子粒徑分布在20～30nm之間，粒子有四方缺角形也有球形，有明顯團聚現象。樣品TH4是摻雜磷鉬酸改性的樣品，從圖中可以看到樣品TH4粒徑較小，粒徑在5～10nm之間，粒子皆為球形，有一定的團聚現象。可見樣品TH4粒徑較樣品TH2、TH3粒徑有所增大，但是粒徑仍然小於樣品TH1的粒徑。
所有樣品均採用透射電子顯微鏡(TEM，FEI Tecnai G2F-20)進行了粒度分析。
本發明公開和提出二氧化錫基納米材料的製備方法，本領域技術人員可通過借鑑本文內容，適當改變工藝條件或配比等環節實現。本發明的產品已通過較佳實施例子進行了描述，相關技術人員明顯能在不脫離本發明內容、精神和範圍內對本文所述的產品進行改動或適當變更與組合，來實現本發明技術。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發明精神、範圍和內容中。
權利要求
1.一種二氧化錫基納米材料的製備方法，採用溶膠-凝膠法製備氧化錫基納米材料，包括製備Sn(OH)2粉末和改性氧化錫粉末過程；其特徵是，改性氧化錫粉末是將磷鉬酸與的Sn(OH)2粉末混合均勻，加入無水乙醇調成漿狀，65～80℃恆溫4~10h，乾燥2h～6h，再用馬弗爐350～500℃焙燒2h～7h。磷鉬酸的用量為磷鉬酸與原料SnCl2·2H2O的質量比為0.015~0.075∶1。
2.如權利要求1所述的二氧化錫基納米材料的製備方法，其特徵是所述的磷鉬酸為18-磷鉬酸、12-磷鉬酸、11-磷鉬酸、9-磷鉬酸或6-磷鉬酸。
全文摘要
本發明提供一種二氧化錫基納米材料的製備方法，用於製備粒徑小、分布窄的二氧化錫基納米粉體。本發明的技術方案如下採用溶膠－凝膠法製備氧化錫基納米材料，包括製備Sn(OH)
文檔編號C01G19/02GK1935666SQ20061001617
公開日2007年3月28日 申請日期2006年10月19日 優先權日2006年10月19日
發明者單忠強, 廖立勇, 田建華, 宋承鵬 申請人:天津大學