[發(fā)明專利]一種淺色導(dǎo)電納米粉體材料的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910048463.4
• 申請日: 2009-03-27
• 公開（公告）號: CN101531392A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉金庫;施浩威;曹天杰;王建棟;尹曉光;李達(dá);段呈佳
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號: C01G9/02
• 分類號: C01G9/02;B82B3/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種淺色導(dǎo)電納米粉體材料的制備方法。

背景技術(shù)

氧化鋅是一種應(yīng)用范圍極廣的半導(dǎo)體光電材料，其室溫下帶隙為3.37eV，激子束縛能高達(dá)60meV。摻鋁氧化鋅(Zinc?Aluminium?Oxide，簡稱ZAO)是氧化鋅與氧化鋁形成的置換型固溶體，不僅紫外線吸收性能好、化學(xué)穩(wěn)定性高，而且具有顏色淺、可見光透過率高、導(dǎo)電性好等特性，可以廣泛應(yīng)用于抗靜電涂料、橡膠和塑料等領(lǐng)域，有取代導(dǎo)電性好但價(jià)格昂貴的ITO(In₂O₃:Sn)材料的趨勢。

目前，有關(guān)納米ZAO納米材料的研究主要集中在薄膜的制備及相關(guān)性能的研究上。ZAO納米膜材料雖然可以廣泛應(yīng)用于顯示器件的透明電極、透明導(dǎo)電玻璃、低輻射玻璃和太陽能電池等領(lǐng)域，但由于自身結(jié)構(gòu)的限制，無法像粉體材料那樣作為功能性填料使用，也就制約了它在其他諸多領(lǐng)域的應(yīng)用，而ZAO納米粉體材料可以與膜材料實(shí)現(xiàn)應(yīng)用上的互補(bǔ)。現(xiàn)今關(guān)于粉體材料的制備研究報(bào)道還很少，其合成方法也僅局限于化學(xué)共沉淀法(EP-A-404087，EP-A-405364)，超聲-模板法(羅重霄，等。2008，24(6)：1007-1011)等。這些方法雖然可以精確控制各組分的含量，使不同組分之間實(shí)現(xiàn)分子/原子水平的混合，且反應(yīng)物溶液濃度高，有較高的產(chǎn)率，但在克服產(chǎn)物團(tuán)聚，控制產(chǎn)物粒徑及提高分散性等方面還有很大的研究空間。

本發(fā)明提出一種新的制備ZAO納米粉體材料的方法，即自燃燒制備法，著眼于提高ZAO粉體材料的導(dǎo)電性和分散性，利用自燃燒實(shí)現(xiàn)前驅(qū)物分子水平上的混合，使ZAO晶格中鋁的摻雜更加均勻有序，促進(jìn)穩(wěn)定固溶體的形成；同時(shí)，助燃劑的加入克服了粉體間的團(tuán)聚，有效控制了產(chǎn)物的粒徑尺寸，提高了產(chǎn)物的分散性。由于本發(fā)明采用的制備方法具有設(shè)備簡單、合成效率高、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)物分散性和導(dǎo)電性佳等特點(diǎn)，因此，具有很強(qiáng)的工業(yè)可行性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種淺色導(dǎo)電納米粉體材料-ZAO納米粉體的制備方法，獲得粒徑均勻、導(dǎo)電性能良好的淺色導(dǎo)電納米粉體，解決現(xiàn)有抗靜電領(lǐng)域使用的導(dǎo)電粉體顏色深、不易調(diào)色的不足，同時(shí)降低ZAO納米粉體的生產(chǎn)成本，更好地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物粒徑大小及分布的均勻可控。

本發(fā)明提出新型的淺色導(dǎo)電納米粉體材料-ZAO納米粉體的制備方法，采用自燃燒的方法進(jìn)行制備，其具體步驟為：稱區(qū)一定量的鋅源(如Zn(NO₃)₂·6H₂O等)，鋁源(如Al(NO₃)₃·9H₂O等)和助燃劑(甘氨酸等有機(jī)小分子物質(zhì))放入研缽中，研磨均勻，在烘箱中烘干至膠狀，放入馬弗爐中，設(shè)置煅燒溫度為500～800℃，煅燒時(shí)間為1～5h，煅燒結(jié)束后自然冷卻至室溫，即可獲得淺黃色摻鋁納米氧化鋅粉體。具體條件為：

鋅原子和鋁原子的原子個(gè)數(shù)之比為：100∶2；

助燃劑的質(zhì)量為：鋅源和鋁源原料總質(zhì)量的10％～100％；

前驅(qū)物烘干：烘箱溫度為75～100℃，烘干時(shí)間2～8h；

前驅(qū)物鍛燒：煅燒溫度為500～800℃，煅燒時(shí)間1～5h。

本發(fā)明中，研磨是為了使反應(yīng)原料能夠混合均勻；

本發(fā)明中，烘干是為了蒸去混合物中游離的自由水分子，以便于后續(xù)操作。

本發(fā)明中，由于所得的膠狀物在分解過程中會產(chǎn)生大量的氣體，使反應(yīng)體系疏松，有效地防止了團(tuán)聚現(xiàn)象的發(fā)生。

本發(fā)明經(jīng)過煅燒后得到的產(chǎn)物，顏色為淺黃色粉體，粒徑達(dá)到納米量級，并具有良好的分散性。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、首次提出利用自燃燒來制備摻鋁納米氧化鋅。助燃劑的加入，在分解過程中膨脹并產(chǎn)生大量氣體，使反應(yīng)體系疏松，有效防止了團(tuán)聚現(xiàn)象的發(fā)生。

2、本發(fā)明所用的原材料來源豐富而且廉價(jià)，制備工藝簡單。

3、利用本發(fā)明制備的產(chǎn)物同同類產(chǎn)品相比，具有純度高、顏色淺、粒徑小且均一、導(dǎo)電性佳、無團(tuán)聚現(xiàn)象、易于分散等特點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例1：