[發明專利]一種制備SnO2

有效

• 申請號: 201910183727.0
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109890093B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 童衛紅;吳其勝;王付華;南丁天;姚元英
• 申請（專利權）人: 鹽城市華邦合金電器有限公司;鹽城工學院
• 主分類號: H05B3/12
• 分類號: H05B3/12;H05B3/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種制備SnO₂復合碳納米管電熱薄膜的方法，先配制含錫溶液，加入除雜后的碳納米管，置于球磨罐中球磨8～12h，制得電熱薄膜前驅液，將其噴涂到鍍膜基板上，經退火后，制得SnO₂復合碳納米管電熱薄膜，該電熱薄膜中碳納米管與SnO₂的質量比為0.005～0.01:1。本發明的制備方法能夠將碳納米管穩定分散于含錫溶液中，進而制備的電熱薄膜不僅電阻較小、發射率高、熱效率優異，且化學穩定性強，能夠代替現有的發熱電阻、熱效率不佳的發熱元件，節能環保，操作便捷，能夠工業化生產。

技術領域

本發明屬于電熱薄膜制備領域，尤其涉及一種制備SnO₂復合碳納米管電熱薄膜的方法。

背景技術

機械力化學方法制備納米材料的基本原理是利用機械能來誘發化學反應和誘導材料組織、結構和性能變化，以此來達到制備納米材料的目的。一般來說，有固相參加的多相化學反應過程是反應劑之間達到原子級別結合克服反應勢壘而發生化學反應的過程，其特點是反應劑之間有界面存在。影響反應速度的因素有反應過程的自由能變化、溫度、界面特性、擴散速度和擴散層厚度等。粉末顆粒在高能球磨過程中機械力化學作用使晶格點陣排列部分失去周期性，形成晶格缺陷，發生晶格畸變。粉末顆粒被強烈塑性變形，產生應力和應變，顆粒內產生大量的缺陷，顆粒非晶化。這顯著降低了元素的擴散激活能，使得組元間在室溫下可顯著進行原子或離子擴散；顆粒不斷冷焊、斷裂和組織細化，形成了無數的擴散/反應偶，同時擴散距離也大大縮短。應力、應變、缺陷和大量納米晶界、相界的產生，使系統儲能很高(達十幾kJ/mol)，粉末活性大大提高，甚至產生多相化學反應，從而成功合成新物質。

目前電熱薄膜主要包括碳系電熱薄膜、金屬系電熱薄膜、半導體系電熱薄膜及高分子系電熱薄膜。然而，碳系電熱薄膜成本較高，使用溫度較低；金屬系電熱薄膜制備方法不宜于實現工業化生產；半導體電熱薄膜表面電阻較高，發射率較低；高分子系電熱薄膜受本身材料限制，無法制備高溫導電薄膜。

因此，現亟需制備一種電阻較小、發射率高、熱效率優異，且成本低、節能環保的電熱薄膜。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種采用機械力化學法制備SnO₂復合碳納米管電熱薄膜，該方法能夠將碳納米管穩定分散于含錫溶液中，進而提高了薄膜的電導率、增強了導電能力，減小了電熱薄膜的傳熱熱阻，提高了熱效率。

技術方案：本發明SnO₂復合碳納米管電熱薄膜的制備方法，包括如下步驟：配制含錫溶液，加入除雜后的碳納米管，置于球磨罐中球磨8～12h，制得電熱薄膜前驅液，將其噴涂到鍍膜基板上，經退火后，制得SnO₂復合碳納米管電熱薄膜，該電熱薄膜中碳納米管與SnO₂的質量比為0.005～0.01:1。

本發明通過機械力化學法將碳納米管與SnO₂進行復合制備電熱薄膜，不僅能夠實現碳納米管在含錫溶液中穩定分散，且分散后的碳納米管在電熱薄膜中增加導電通路，提供電子物質，增大載流子濃度，同時與碳納米管進行復合，在薄膜間構建納米橋，從而提高薄膜的電導率，增強SnO₂薄膜的導電能力，減小電熱薄膜的傳熱熱阻，提高了電熱薄膜的熱效率；其中，在機械力化學法的作用下，碳納米管表面官能團發生變化，包括C-C鍵的斷裂等，碳納米管與錫能夠充分接觸，使得碳納米管能夠穩定分散在錫的前驅體溶液中。

進一步說，本發明配制的含錫溶液中錫元素的濃度可為0.4～0.8mol/L。含錫溶液中溶質優選可為SnCl₄·5H₂O或三丁基氯化錫，溶劑優選可為乙醇、蒸餾水或丙酮。