[發(fā)明專利]氧化共沉淀制備摻銻納米二氧化錫的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 02135442.1
• 申請日: 2002-08-28
• 公開（公告）號: CN1398791A
• 公開（公告）日: 2003-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 衛(wèi)芝賢
• 申請（專利權(quán)）人: 華北工學(xué)院
• 主分類號: C01G19/00
• 分類號: C01G19/00;C01G19/02
• 代理公司: 山西太原科衛(wèi)專利事務(wù)所
• 代理人: 張彩琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米二氧化錫制備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用氧化共沉淀制備摻銻納米二氧化錫的方法。

現(xiàn)有技術(shù)

SnO₂是目前最常見的氣敏半導(dǎo)體材料，它對許多可燃?xì)怏w，如氫、一氧化碳、甲烷、乙醇或芳香烴都有相當(dāng)高的靈敏度，這與其利用半導(dǎo)體表面吸附來控制電導(dǎo)率的氣敏機(jī)理有關(guān)。摻雜的SnO₂超細(xì)粉體具有較大的比表面積，由這種粉體制成的氣敏元件，靈敏度和選擇性可大大提高。

目前制備SnO₂的方法有沉淀法和溶膠凝膠法等，沉淀法制備超細(xì)粉體時有工藝簡單，成本低等特點(diǎn)，但在使用沉淀法制備納米粉體過程中存在著沉淀難以洗滌和分離的弊端(無機(jī)化學(xué)學(xué)報，2000：16(2)：213-217)。氧化共沉淀制備摻銻納米SnO₂粉體過程中也毫不例外存在著沉淀難以洗滌和分離的弊端。在沉淀粒度控制和過濾洗滌性能之間存在著一些矛盾，要獲得超細(xì)顆粒，則過濾性能較差，反之，則粒度不易得到保證。這實(shí)際上也是所有洗滌分離超細(xì)體過程所共有的弊端：在采用離心分離或抽濾(減壓)的方法解決此問題時，費(fèi)時費(fèi)力，且每次只能得到少量產(chǎn)品，不能滿足工業(yè)化連續(xù)、批量生產(chǎn)的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了氧化共沉淀法制備摻Sb₂O₅的SnO₂納米微粉中存在著沉淀難以洗滌和分離的弊端，為無機(jī)、難溶氫氧化物超細(xì)(納米)體洗滌分離提供了一種分離方法：提供了氧化共沉淀法制備摻Sb₂O₅的SnO₂納米粉體的適宜條件。

本發(fā)明是采用下列方案實(shí)現(xiàn)的，氧化共沉淀制備摻銻納米二氧化錫的方法，包括以下步驟：(1)機(jī)械攪拌下，將SnCl₄和SbCl₃的混合溶液、H₂O₂溶液以及氨水溶液，在一定溫度下滴入含有防團(tuán)聚劑—聚乙二醇(PEG)的溶液中，控制整個反應(yīng)過程pH，反應(yīng)完成后，得到含有前驅(qū)體的膠體溶液，(2)所得的前驅(qū)體膠體溶液經(jīng)離心分離、洗滌、脫水、真空干燥后，得到干燥純凈的前驅(qū)體Sn(OH)₄、Sb(OH)₅，(3)干燥純凈的前驅(qū)體Sn(OH)₄、Sb(OH)₅研細(xì)后，于不同溫度下灼燒，最后即得不同大小納米級摻銻二氧化錫粉料，其特征是：在洗滌分離前驅(qū)體Sn(OH)₄、Sb(OH)₅的過程中，當(dāng)洗滌分離的速度很慢以至不能分離時，加入能溶于水的、在后續(xù)煅燒中能被分解揮發(fā)掉的有機(jī)物質(zhì)，如乙醇、丙酮、聚乙二醇等，使待分離的前驅(qū)體膠體溶液在短時間內(nèi)得以快速分離；要得到納米摻銻SnO₂粉體，需獲得顆粒分布均勻且細(xì)小的前驅(qū)體Sn(OH)₄、Sb(OH)₅，而此時過濾性能變差。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，過濾速度不僅與粒子的粗細(xì)有關(guān)，還取決于濾餅厚度，溫度、液固比等。通過減壓抽濾，使用定量快速濾紙比普通定性濾紙抽濾速度要快許多。盡管如此，隨著洗滌次數(shù)的增加，抽濾速度越來越慢，以至無法分開。這是由于隨著洗滌次數(shù)的增多，沉淀表面吸附的防團(tuán)聚劑—聚乙二醇幾乎全部被洗掉，膠體粒子細(xì)小，表面能大，粒子間易通過氫鍵與水形成連續(xù)膠結(jié)，導(dǎo)致沉淀粘稠，不易分離。如果此時根據(jù)前驅(qū)體的性質(zhì)，在洗滌分離前驅(qū)體的蒸餾水中加入少量的能溶于水，無毒，且能后續(xù)煅燒過程中能被分解揮發(fā)的有機(jī)物質(zhì)如乙醇(甚至剛被洗滌去的聚乙二醇)等，磁力攪拌機(jī)上攪拌10min左右，細(xì)小的膠體離子由于表面能大，通過氫鍵會重新吸附上乙醇等物質(zhì)，降低了表面能，膠結(jié)得到抑制，形成的沉淀為獨(dú)立的小團(tuán)聚體，故沉降快，過濾洗滌容易。實(shí)驗(yàn)證明，隨乙醇含量增大，抽濾速度越快，但我們主要是使用去離子水洗滌前驅(qū)體上的雜質(zhì)，這樣乙醇的含量不是越多越好，實(shí)驗(yàn)證明乙醇體積百分比至多達(dá)到20％為宜。雜質(zhì)洗滌干凈后，再用無水乙醇脫水，真空干燥，煅燒即得產(chǎn)品。