[發明專利]一種銻摻雜二氧化錫粉體的制備方法

有效

• 申請號: 201310526729.8
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103553120A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 蔡智奇;韓迪;文秀芳;皮丕輝;陸園;韓太亮;徐守萍;程江;黃宏亭;蔡森
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C01G19/02
• 分類號: C01G19/02;C09D7/12;C09D175/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明屬于納米材料領域，具體涉及到一種可用于透明隔熱涂料的銻摻雜二氧化錫的制備方法。

背景技術

銻摻雜氧化錫(Anatimony?doped?Tin?Oxide，ATO)是一種N型半導體，具有化學性質穩定、電阻低、耐磨、耐腐蝕等優點，是一種具有廣泛應用前景的新型多功能材料，在抗靜電塑料、隔熱涂料、纖維、防輻射抗靜電涂層材料、電極材料氣、紅外吸收隔熱材料、敏元件等方面有廣泛應用，使其制備與應用也越來越受到人們的重視。

納米透明隔熱玻璃涂料作為新型節能環保材料引起了學術和工業界的高度關注。這種涂料引入了光譜選擇性的無機半導體納米粒子（如SiO₂、ITO、ATO、AZO等），阻止了對視覺沒有貢獻的紫外光區和近紅外光區能量傳遞，阻隔了一半以上最終轉化為熱能的太陽光能量；同時納米粒子的粒徑遠小于可見光波長范圍，對可見光透過影響不大，因此可制備出高透明的隔熱涂膜，具有很好的應用前景和經濟價值。氧化錫銻（ATO）具有較好的隔熱性能，且產品性能穩定，價格相對便宜，是目前納米透明隔熱涂料中應用最多的半導體粒子。

制備銻摻雜二氧化錫納米粉體最常用的方法是液相法，包括化學共沉淀法、溶膠-凝膠法、水熱法等。化學共沉淀法制備因工藝簡單、成本低、粉體純度高、條件易于控制、合成周期短等優點而被廣泛應用。張建榮等以SnCl₄和SbCl₃為原料,用非均相成核法在Sn(OH)₄晶種上均勻生長Sb摻雜Sn(OH)₄來制備納米ATO粉,控制pH值可使粉體分散均勻、基本無團聚[納米ATO粉體的制備及性能研究，硅酸鹽通報,2003,22(4):3-6]。Rockenberge等將SnCl₄和SbCl₃溶解于濃HCl中,滴加濃氨水制得沉淀,烘干焙燒后得到粒徑為2～6nm的ATO粉[Near?edge?X-ray?absorption?fine?structure?measurements(XANES)and?extended?X-ray?absorption?fine?structure?measurements(EX-AFS)of?the?valence?state?and?coordination?of?antimony?in?doped?nanocrystalline?SnO₂.J?ChemPhys,2000,112(9):4296-4304]。楊建廣在充分回收含錫陽極泥有價金屬的基礎上,采用從錫銻二次資源中直接提取的高純氯錫酸銨和氯氧銻為原料，采用配合-共沉淀法合成性能優良的納米ATO粉末[配合共沉淀法制備銻摻雜二氧化錫(ATO)粉.中國有色金屬學報,2005,15(6):966-974]。但是這些傳統的共沉淀法存在一些缺陷：（1）Sn⁴⁺、Sb³⁺水解速率相差較大，很難形成Sn(OH)₄、Sb(OH)₃的共同沉淀，最后制得的ATO納米粉體未能實現真正意義上的摻雜，得到的粉體性能較差。（2）溶液中的范德華力、氫鍵等容易使前驅體膠粒形成軟團聚，同時前驅體膠粒表面易吸附水分子和自由羥基，如不能較好除去，在后續的處理過程中易引起粉體產生團聚。

發明內容

本發明為克服傳統共沉淀法制備摻銻二氧化錫中的不足，提供了一種改進的化學共沉淀法銻摻雜二氧化錫的制備方法，該方法工藝簡單、銻摻雜均勻、純度高、粉體細小、均勻、易分散，具有良好的光電性能。

本發明為實現上述目的，采用以下技術手段：

一種銻摻雜二氧化錫粉體的制備方法，包括以下步驟：

（1）將三氯化銻、五水四氯化錫和配合劑以摩爾比0.03～0.25:1:0.06～0.12的比例混合加入到鹽酸溶液中，攪拌均勻，制得透明液體；所述的配合劑為酒石酸、檸檬酸和聚丙烯酸中的一種或多種；鹽酸與五水四氯化錫的摩爾比為2～6:1；

（2）將分散劑、五水四氯化錫、水和乙醇按質量比（0.1～0.5）:1:（10～25）:（10～25）混合均勻，作為底液；所述分散劑為聚乙二醇、聚乙烯醇（PVA）、十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）和聚甲基丙烯酸鈉中的一種或多種；

（3）將步驟（1）所得的透明液體與沉淀劑氨水采用雙滴定方式在30～80min內滴加到底液中，攪拌下控制反應溫度為50～60℃，控制反應終點pH在5～6之間；滴定完后，停止攪拌，熟化2～5hr，得到前驅體懸浮液；