[發(fā)明專利]一種納米二氧化錫粒子的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210313126.5
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN102863018A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設計）人: 賈慶明;郭應輝;劉路坷;胡洋;李偉;段富良;李祥彥
• 申請（專利權）人: 云南錫業(yè)股份有限公司
• 主分類號: C01G19/02
• 分類號: C01G19/02;B82Y30/00
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 趙云

技術領域

本發(fā)明涉及一種納米二氧化錫的制備方法，特別是一種低成本、安全環(huán)保制備納米二氧化錫的方法，屬于無機化工技術領域。

背景技術

二氧化錫是一種典型的n型半導體材料，在氣體敏感器、薄膜電阻器、太陽能電池、光電子器件、反射鏡、敏感材料、熒光材料、電極材料、催化材料等領域有廣泛的應用。由于小尺寸效應及表面效應，納米二氧化錫具有特殊的光電性能和氣敏性能，這使得其在氣敏元件，半導體元件，電極材料及太陽能電池等方面有著潛在的應用，因而也成為目前研究的熱點之一。材料的結構及微觀形貌主要由制備方法確定。因此，材料的制備方法、制備工藝在充分發(fā)揮其性能特征，擴大其應用范圍方面有重要的作用。目前制備納米二氧化錫的方法主要有液相法和氣相法兩大類。常用的方法有溶膠-凝膠法、低溫等離子體化學法、微乳液法、金屬醇鹽烴化法、硝酸氧化法、液相沉淀法、超臨界流體干燥法、電弧氣化合成法等。目前與納米二氧化錫相關的專利多達700余項。但現(xiàn)有的制備方法存在原料成本高、工藝復雜、能耗高、利用表面活性劑等輔助介質(zhì)及環(huán)境污染嚴重等問題。例如專利CN101580271B公開了一種二氧化錫納米管的制備方法，該方法將亞錫鹽、表面活性劑加入并溶解于稀酸溶液中配成前驅(qū)體溶液，然后采用紫外光輻照的方法獲得少量二氧化錫納米管，該方法制備時間較長，過程復雜，二氧化錫收率較低；專利CN102267718A公開了一種二氧化錫納米材料的合成方法，該方法以硫酸亞錫為錫源，二水合檸檬酸三鈉為螯合劑，采用水熱合成的方法制備得到單分散的二氧化錫納米材料，由于采用硫酸亞錫為錫源，成本較高，廢水處理困難，存在水熱合成能耗較高等缺點。專利CN101549884A也采用水熱合成的方法，以四氯化錫為錫源，以L-賴氨酸為螯合劑制備得到二氧化錫納米粒子。專利CN100354208C一種二氧化錫納米棒的制備方法，采用氣化燃燒法，以四氯化錫氣體為錫源，氫氣和空氣混合氣體為介質(zhì)，在燃燒反應器中生成納米二氧化錫納米棒，該方法能耗高，氫氣的利用存在爆炸的危險。

因此，研究納米二氧化錫的制備方法具有重要的應用價值，納米二氧化錫的制備方法有待新的突破。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有制備納米二氧化錫成本高、制備工藝復雜、流程長、環(huán)境污染嚴重等問題，提供一種一步合成納米二氧化錫的新方法，具有制備工藝簡單、成本低，環(huán)境友好等優(yōu)點。

實現(xiàn)本發(fā)明上述目的采取的技術方案是：以錫花、25～32wt%濃度的鹽酸、20～30?wt?%濃度的雙氧水及15～28?wt?%濃度氨水為原料，直接反應合成直徑在10～80?nm之間的納米二氧化錫粒子。

所述的鹽酸與錫花的摩爾比為3:1～5:1；雙氧水與金屬錫花的摩爾比為2:1～1:2；超聲波功率為100?W～1000W。

所述的納米二氧化錫粒子的具體制備工藝步驟為：

①將錫花加入到反應釜中，然后將鹽酸加入到反應釜中，在室溫下反應0.5?h?～?2.5?h；

②向①步形成的溶液中加入雙氧水，控制反應溫度在45?℃～85?℃之間反應1?h～7h；

③在超聲波分散的條件下，向②步形成的溶液中加入氨水，直至反應體系的pH=8～10之間，經(jīng)過濾，濾餅在150℃～200?℃下微波干燥2～6?h即得納米二氧化錫粒子。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

①現(xiàn)有制備納米二氧化錫材料多采用成本較高的四氯化錫、氯化亞錫、硫酸亞錫等，而本專利直接采用錫花為錫源制備納米二氧化錫，其制備方法簡單，制備成本低。

②現(xiàn)有制備納米二氧化錫材料多采用各種表面活性劑或螯合劑，而本發(fā)明制備過程中未采用其他任何分散助劑，以超聲波分散的方法獲得粒徑均勻的納米二氧化錫。其制備過程易于控制，納米二氧化錫收率較高，最高達99.6%。

③未采用氯氣、氫氣等有毒、高危險性較大的原料，且制備過程安全，環(huán)保。

④以微波干燥的方法，提高了生產(chǎn)效率，降低了能耗。

具體實施方式

下面用實施例對本發(fā)明作進一步說明。

實施例1