[發明專利]一種偏錫酸鋅/二氧化錫凹面立方體材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710462915.8
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107324377B
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 賈曉華;練丹丹;李長超
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C01G19/02
• 分類號: C01G19/02;C01G19/00;G01N27/12
• 代理公司: 江蘇縱聯律師事務所 32253
• 代理人: 蔡棟

本發明公開了一種偏錫酸鋅/二氧化錫凹面立方體材料及其制備方法，以偏錫酸鋅空心球為基體，將空心球粉末溶解在33vol%乙醇水溶液，以檸檬酸鈉為表面活性劑，四氯化錫為錫源，氫氧化鈉為沉淀劑，33vol%乙醇水溶液為溶劑，攪拌均勻，將懸浮液轉移至反應釜100?150°C的水熱反應12h，冷卻至室溫，離心洗滌、烘干。本發明制備的偏錫酸鋅/二氧化錫凹面立方體材料，立方體長0.8?2.0μm；棱呈弧形展開，棱表面凸起物質長120?250nm，立方體內凹且表面具凸起狀物質。本發明合成方法簡單、對環境污染小、成本低，制備材料適用于傳感器領域。

技術領域

本發明屬于材料制備領域，涉及一種偏錫酸鋅/二氧化錫凹面立方體復合物的制備。

背景技術

近幾年來，由于氣體傳感器具有實時、在線、廉價、制作方便等特點，越來越廣泛的用于工業生產、生物檢測、環境監測等。而氣敏材料作為氣體傳感器的核心部件，極大程度地影響了材料的氣敏性能，是當前研究的熱點。ZnSnO₃作為一種重要的功能材料，具有穩定的晶體結構、獨特的電磁性質以及較高的氧化還原、氫解等活性，很多研究都致力于它的形貌控制。目前已經合成了ZnSnO₃納米棒、空心球、立方體、分等級空心納米刺球等。而在實際的應用，單一的ZnSnO₃材料在應用中仍存在局限性，如工作溫度高、靈敏度較低等問題。因此，通過對ZnSnO₃的摻雜改性合成ZnSnO₃/氧化物(SnO₂,ZnO等)的復合分等級材料是研究的熱點，有助于實現在復雜和惡劣環境中的氣體檢測。

SnO₂是目前研究最為廣泛的氣敏材料，具有獨特的氣敏性質。以不同摻雜比合成ZnSnO₃和SnO₂的復合材料，有利于氣敏性能的提高。在現有的研究中已合成了ZnSnO₃/SnO₂核殼結構、自組裝納米片復合結構。為了探索ZnSnO₃/SnO₂復合材料更廣泛的應用空間，本法則聚焦于合成一種獨特的ZnSnO₃/SnO₂復合結構。

發明內容

本發明的目的在于提供一種偏錫酸鋅/二氧化錫凹面立方體材料及其制備方法，以簡化制備過程，降低成本，合成一種獨特的ZnSnO₃/SnO₂復合結構，并改善材料的敏感性能。

一種偏錫酸鋅/二氧化錫凹面立方體材料的制備方法，包括反應體系的配制，液相合成處理，產物的分離、洗滌和干燥過程，其特征在于包括以下具體步驟：步驟一，以硝酸鋅為鋅源、四氯化錫為錫源，兩者混合，溶于33vol％乙醇水，通過分兩次不等量添加氫氧化鈉在室溫下形成均一懸浮液，經過充分的油浴反應和熱處理制得偏錫酸鋅空心球粉末。

步驟二，將所述偏錫酸鋅空心球粉末，置于33vol％乙醇水溶液中并攪拌得到懸浮液Ⅱ；

步驟三，將檸檬酸鈉作為表面活性劑加入到懸浮液Ⅱ中，磁力攪拌，混合均勻，得到懸浮液III；

步驟四，以四氯化錫為錫源，溶解在33vol％乙醇水溶液中，滴加到懸浮液III中得到懸浮液Ⅳ。然后以氫氧化鈉為沉淀劑，溶解在33vol％乙醇水溶液中，再滴加到懸浮液Ⅳ中得到懸浮液V；所述四氯化錫、氫氧化鈉的摩爾比為1:6；且二氧化錫和偏錫酸鋅以不同質量比進行摻雜；

步驟五，將懸浮液V轉移至反應釜中，進行水熱處理12h，制得產物；將產物進行離心、洗滌、烘干，得最終產物即一種偏錫酸鋅/二氧化錫凹面立方體復合材料。

所述的一種偏錫酸鋅/二氧化錫凹面立方體摻雜質量比為5％-15％，檸檬酸鈉、四氯化錫的摩爾比為0-1。

水熱反應溫度為100-150℃，反應時間為12h。