[發明專利]納米鎢摻雜二氧化錫粉體及其制備方法

在審

• 申請號: 201910048128.8
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109650438A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 賈慶明;劉洋;陜紹云;支云飛;蘇紅瑩
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C01G19/02
• 分類號: C01G19/02;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種納米鎢摻雜二氧化錫粉體的制備方法，該方法是將四氯化錫、偏鎢酸銨配制成前驅體溶液，將其裝入超聲霧化器中，以空氣作為載氣，載氣將霧化液滴通入管式爐中熱解，用去離子水收集SnO₂:W粉體，將收集到的粉體烘干，在100~1200℃下進行退火0.5~10h，制得納米鎢摻雜二氧化錫粉體；本發明與已有技術相比，制備出的粉體可見光透過率高，紅外和紫外的阻隔率高，具有良好的隔熱性能，本發明制得球形的粉體，粒徑分布均勻，不易團聚；本發明的粉體在太陽能電池材料、半導體氣敏及濕敏元件、電子屏幕、透明涂層等諸多領域有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及納米材料領域，具體涉及一種納米鎢摻雜二氧化錫（SnO₂:W）粉體及其利用超聲霧化法的制備工藝。

背景技術

從人們日常出行的交通工具汽車、火車、飛機的當擋風玻璃到商業大廈及家庭住宅的玻璃墻，玻璃得到廣泛的運用；隨之人們對玻璃的透光性、隔熱性等一系列的問題引起重視。太陽光分為紅外光、可見光和紫外光，紫外光占太陽輻射能量的5%，紫外光的照射室內家具加劇老化，會使的皮膚張力喪失提前老化；紅外光占太陽輻射能量的50%，紅外光照射使室內的熱量增加，夏季熱量不斷的進入室內造成溫度升高，冬季熱量又散發出去造成溫度降低，消耗大量的能源夏季制冷冬季取暖。

二氧化錫是一種禁帶寬（3.6eV）的n型半導體材料，具有四方相金紅石結構，通過摻雜可以使二氧化錫成為n型半導體材料，促進摻雜的二氧化錫的光學選擇性。錫資源具有儲存豐富、價格便宜等優點。常見的以二氧化錫基底的粉體有氧化銦錫(ITO)、氧化錫銻(ATO)、氟摻雜氧化錫 (FTO)，但是這些氧化物存在有毒、熱穩定性差、可見光透過率和近紅外反射率都較低、隔熱性能低、易腐蝕、成本高等問題；傳統制備隔熱透明粉體的方法存在設備昂貴，操作復雜，反應時間過長，過程不連續，易團聚不易成型，影響粉體的的使用性能。因此現有的技術還有待發展。

發明內容

為解決目前粉體的隔熱性差，可見光的透過性低等問題，本發明提供了一種超聲霧化法制備納米鎢摻雜二氧化錫粉體（SnO₂:W）的方法。

本發明技術方案如下：

（1）將四氯化錫和偏鎢酸銨溶解于去離子水制得濃度0.01~2mol/L的前驅體，偏鎢酸銨和四氯化錫的摩爾比為1:100～50:100；

（2）將步驟（1）前驅體倒入超聲霧化器中進行霧化，以空氣作為載氣，載氣將霧化后的液滴帶入管式爐中在200℃~1200℃下進行熱解，用去離子水收集鎢摻雜二氧化錫粉體，將收集到的粉體烘干；最后在100~1200℃下退火0.5~10h，冷卻后制得納米鎢摻雜二氧化錫粉體。

所述在前驅體中添加雙氧水，超聲震蕩形成透明溶液，其中雙氧水與前驅體的體積比為10~50:100，然后將透明溶液進行霧化。

所述超聲霧化器的超聲波頻率是1.7~3.0MHz，霧化量為0.2L/h~0.7L/h。

本發明另一目的是提供上述方法制得的納米鎢摻雜二氧化錫粉體，將該粉體應用在隔熱透明材料中，具有較高的可見光透過率和較低的紅外透過率。

本發明的有益效果：

（1）生產過程簡單，無需復雜的設備，可連續生產。超聲波有利于分體形成球形，利用超聲波的頻率與功率的大小控制霧化液滴的尺寸，從而控制粉體的粒徑大小，所得到的納米粉體，為粒徑分布均勻的球形，分散性好，熱穩定性能好；

（2）SnO₂:W粉體具有高可見光透過率，紅外和紫外的阻隔率較高，隔熱性能好，無毒環保，成本低，易工業化生產。

附圖說明

圖1是實施例2所制備的納SnO₂:W米粉體的掃描電鏡（SEM）圖；