[發明專利]一種二氧化錫和碳的復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200710301856.2
• 申請日: 2007-12-18
• 公開（公告）號: CN101462045A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 許靜;譚偉華;林宏業;宮清
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: B01J23/14
• 分類號: B01J23/14;B01J21/18
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 王鳳桐;顧映芬

技術領域

本發明涉及一種二氧化錫和碳的復合材料及其制備方法。

背景技術

利用半導體(二氧化鈦、二氧化錫、氧化鋅等)的光催化作用可有效地 降解和消除環境中的有害污染物。該技術具有能耗低、操作簡便、反應條件 溫和、反應特異性與選擇性強的優點。大量研究表明，此法可用于處理各種 染料廢水、農藥廢水、表面活性劑廢水、含油廢水以及各種鹵代物(如氯仿、 四氯化碳、氯代苯酚和氟里昂等)及重金屬離子廢水。

具有納米尺度的材料在光、電、磁學和催化性能等方面具有許多原來塊 體材料所不具備的特性。二氧化錫是重要的半導體材料之一，廣泛用于光催 化、透明導電膜、氣敏傳感器、太陽能轉換等。作為一種半導體材料，粒徑 越小，其位于表面的原子數越多，材料的納米性能越明顯。

人們制備納米二氧化錫的方法有溶膠凝膠法、沉淀法、水熱法和固相法 等，這些制備納米二氧化錫的方法往往伴隨著高溫煅燒處理，這一處理過程 將不可避免的增大二氧化錫納米粒子的粒徑，從而影響它的各項性能的發 揮。同時這些制備二氧化錫的方法都不同程度的存在過程復雜、反應周期長 和能源浪費嚴重的問題，不適合大規模的工業化連續生產。

CN?1810650A中公開了一種納米二氧化錫顆粒包裹碳納米管復合粉體及 其制備方法。該發明利用蒸汽相法制備，固相組成為含有碳納米管和SnCl₄的N，N`-二甲基甲酰胺溶液，液相為純蒸餾水或氨水，在90-120℃水熱處理， 利用液相中的水或氨氣與水的混合氣體不斷轉移到固相中從而與固相中的 SnCl₄發生反應，實現二氧化錫在碳納米管上的包裹。該發明雖然避免了高 溫煅燒制備導致粒徑增大的缺點，但是該發明采用較為復雜的蒸汽相法并且 使用有機試劑不利于環保。

另外，用于光催化的半導體納米粒子粒徑非常小，往往不利于回收利用， 造成光催化成本很高。由于碳納米管尺寸小造價高，使用碳納米管作為復合 材料的基體也不能解決這個問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中納米二氧化錫/碳復合材料需要高溫 煅燒或使用有機溶劑或制備過程復雜并且不利于回收的缺點，提供一種低溫 條件下制備的利于回收的納米二氧化錫和碳的復合材料及其制備方法。

本發明提供了一種二氧化錫和碳的復合材料，該復合材料含有納米二氧 化錫和碳，其中，所述碳為碳纖維，所述納米二氧化錫包覆在所述碳纖維表 面。

本發明還提供了一種二氧化錫和碳的復合材料的制備方法，其中，該方 法包括將表面氧化的碳纖維與堿性溶液接觸，然后在堿性條件下與四氯化錫 接觸。

本發明采用低溫條件處理獲得二氧化錫和碳纖維的復合材料，有效地避 免了高溫處理對碳類材料和二氧化錫納米粒子造成的不良影響。該方法工藝 簡便，無溶劑污染，操作方便、成本低。制得的納米粒子粒徑小，而且不需 要進一步的溫度處理就可以獲得二氧化錫納米粒子，在很大程度上節約了能 源的消耗。由于光催化的有效成份納米二氧化錫附著在微米級尺寸的碳纖維 上，所以易于回收。該制備方法容易在大規模生產中應用，得到的二氧化錫 /碳纖維復合材料在光催化領域具有很大的應用前景。

附圖說明

圖1為實施例1使用的碳纖維的電子顯微鏡圖；

圖2為實施例1制得的包覆納米二氧化錫的碳纖維的電子顯微鏡圖。

具體實施方式

本發明提供的二氧化錫和碳的復合材料含有納米二氧化錫和碳，所述碳 為碳纖維，所述納米二氧化錫附著在所述碳纖維表面。

根據本發明提供的復合材料，其中，以復合材料的總重量為基準，納米 二氧化錫的含量可以為30-70重量％；碳纖維的含量可以為30-70重量％。

所述納米二氧化錫的粒徑可以為20-40納米；所述碳纖維的平均直徑可 以為6-8微米，平均長度可以為1-10毫米，優選為2-5毫米。

本發明提供的二氧化錫和碳的復合材料的制備方法包括將表面氧化的 碳纖維與堿性溶液接觸，然后在堿性條件下與四氯化錫接觸。