專利名稱：一種立方晶型氧化銦的水熱合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于立方晶型氧化銦的制備領(lǐng)域，具體地說涉及一種水熱法制備立方晶型氧化銦的方法。
背景技術(shù)：
氧化銦是一種特殊的寬禁帶氧化物半導(dǎo)體，具有較小的電阻和較高的催化活性，已在太陽能電池、平板顯示器、光器件和光電子器件以及氣體傳感器等領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用。立方晶型氧化銦納米顆粒在光開關(guān)和可見光波段光束限制器上有良好的應(yīng)用前景；液晶顯示器ITO薄膜的應(yīng)用使得半導(dǎo)體氧化銦在電學(xué)方面接近了金屬的電導(dǎo)率；作為新型的氣敏材料，由于其電阻小、靈敏度高特別是摻雜貴金屬后對小分子氣體靈敏度的提高，工作 溫度的降低、有毒有害氣體的靈敏檢測都引起人們的廣泛關(guān)注。目前立方晶型氧化銦的制作方法一般是以InC13. 4H20為原料，以十二烷基苯磺酸鈉為表面活性劑，直接在250°C反應(yīng)24小時制得。其氣敏性能包括靈敏度、選擇性、響應(yīng)-恢復(fù)特性很好。但是產(chǎn)率較低，平均產(chǎn)率為70. 61%，成本太高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足提供一種立方晶型氧化銦的水熱合成方法，在降低了最佳反應(yīng)溫度的同時，提高了產(chǎn)率，而且制得的立方晶型氧化銦的氣敏性能非常好。本發(fā)明的目有通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種立方晶型氧化銦的水熱合成方法，包括以下步驟
(1).前驅(qū)體氧氧化銦的制備
a.稱取摩爾濃度為0.05-0. lmol/1的銦鹽溶液，加入表面活性劑和助表面活性劑，銦鹽溶液表面活性劑助表面活性劑的摩爾比為25. 0-50. 0 :3. 0-6. 0 :4. 0-9. 0，在磁力攪拌下，滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH值在8-11，繼續(xù)攪拌10-20分鐘，
b.然后移至聚四氟乙烯容器，密閉在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在220°C-23(TC加熱反應(yīng)16-20小時，再冷卻至室溫，
c.將產(chǎn)物離心分離出來并洗滌，沉淀物烘干、研磨制得氧氧化銦In(OH)3；
(2).立方晶型氧化銦的制備
將烘干、研磨制得的氧氧化銦In(OH)3在500°C -600°C煅I. 0-2. 0小時，制得立方晶型
氧化銦。上述立方晶型氧化銦的水熱合成方法，所述表面活性劑是十二烷基苯磺酸鈉，助表面活性劑是檸檬酸三胺，也可采用有機(jī)胺乙二胺或三乙胺中的任一種代替。上述立方晶型氧化銦的水熱合成方法，步驟(I) a中氫氧化鈉溶液的濃度為5mol/I0上述立方晶型氧化銦的水熱合成方法，步驟(I). a.將銦鹽溶液、表面活性劑和助表面活性劑在磁力攪拌下，滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH值在10，繼續(xù)攪拌15分鐘，b.然后移至聚四氟乙烯容器，密閉在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在220°C加熱反應(yīng)20小時，再冷卻至室溫。上述立方晶型氧化銦的水熱合成方法，所述步驟(I)中離心洗滌所用的溶液為無水乙醇以及蒸餾水，分別洗滌3次或者洗滌4次。上述立方晶型氧化銦的水熱合成方法，所述銦鹽為金屬銦粒被鹽酸或硝酸溶液溶解而成的鹽溶液，其銦鹽的摩爾濃度為0. 05-0. lmol/10采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明有以下優(yōu)點利用銦鹽溶液和表面活性劑及助表面活性劑，在調(diào)節(jié)好PH值后密閉反應(yīng)制得氧氧化銦In (OH) 3，然后再燃燒制得立方晶型氧化銦，其反應(yīng)溫度低，在能耗上節(jié)約了成本；另一方面，產(chǎn)率也比直接用十二烷基苯磺酸鈉作表面活性劑制立方晶型氧化銦的方法高出10%左右。所得的立方晶型氧化銦的氣敏性能均能達(dá)到直接用十二烷基苯磺酸鈉作表面活性劑制立方晶型氧化銦的性能。


圖I是氧化銦對硫化氫氣體的靈敏度-濃度關(guān)系曲線。
具體實施例方式實施例I :
(1).前驅(qū)體氧氧化銦的制備
a.稱取摩爾濃度為0. 05mol/l的銦鹽溶液50. 00ml，加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0. 1007g和助表面活性劑檸檬酸三銨0. 1008g，在磁力攪拌下，滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH值在8，繼續(xù)攪拌10分鐘，然后移至聚四氟乙烯容器，密閉在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在230°C加熱反應(yīng)16小時，再冷卻至室溫，將產(chǎn)物離心分離出來并洗滌，沉淀物烘干、研磨制得氧氧化銦In(OH)3 ；
(2).立方晶型氧化銦的制備
將烘干、研磨制得的氧氧化銦In(OH)3在500°C煅燒2小時，制得立方晶型氧化銦。實施例2:
(1).前驅(qū)體氧氧化銦的制備
a.稱取摩爾濃度為0. 06mol/l的銦鹽溶液50. 00ml，加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0. 1200g和助表面活性劑檸檬酸三銨0. 1208g在磁力攪拌下，滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH值在9，繼續(xù)攪拌12分鐘，然后移至聚四氟乙烯容器，密閉在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在228°C加熱反應(yīng)17小時，再冷卻至室溫，將產(chǎn)物離心分離出來并洗滌，沉淀物烘干、研磨制得氧氧化銦 In(OH)3 ；
(2).立方晶型氧化銦的制備
將烘干、研磨制得的氧氧化銦111(011)3在525°C煅燒I. 7小時，制得立方晶型氧化銦。實施例3
(I).前驅(qū)體氧氧化銦的制備
a.稱取摩爾濃度為0. 08mol/l的銦鹽溶液50. 00ml，加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0. 1500g和助表面活性劑檸檬酸三銨0. 1500g，在磁力攪拌下，滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH值在10，繼續(xù)攪拌15分鐘，然后移至聚四氟乙烯容器，密閉在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在225°C加熱反應(yīng)18小時，再冷卻至室溫，將產(chǎn)物離心分離出來并洗滌，沉淀物烘干、研磨制得氧氧化銦In(OH)3 ；
(2).立方晶型氧化銦的制備
將烘干、研磨制得的氧氧化銦In (OH)3在5501下煅燒I. 4小時，制得立方晶型氧化銦。實施例4:
(1).前驅(qū)體氧氧化銦的制備
a.稱取摩爾濃度為0. 09mol/l的銦鹽溶液50. 00ml，加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0. 1800和助表面活性劑檸檬酸三銨0. 2000g,(在磁力攪拌下，滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH值在10，繼續(xù)攪拌18分鐘，然后移至聚四氟乙烯容器，密閉在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在222°C加熱反應(yīng)19小時，再冷卻至室溫，將產(chǎn)物離心分離出來并洗滌，沉淀物烘干、研磨制 得氧氧化銦In (OH) 3 ；
(2).立方晶型氧化銦的制備
將烘干、研磨制得的氧氧化銦In (OH) 3在575°C下煅燒I. 2小時，制得立方晶型氧化銦。實施例5:
(1).前驅(qū)體氧氧化銦的制備
a.稱取摩爾濃度為0. lmol/1的銦鹽溶液50. 00ml，加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0. 2088g和助表面活性劑檸檬酸三銨0. 2160g,在磁力攪拌下，滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH值在11，繼續(xù)攪拌20分鐘，然后移至聚四氟乙烯容器，密閉在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在220°C加熱反應(yīng)20小時，再冷卻至室溫，將產(chǎn)物離心分離出來并洗滌，沉淀物烘干、研磨制得氧氧化銦In(OH)3 ；
(2).立方晶型氧化銦的制備
將烘干、研磨制得的氧氧化銦In(OH)3在600°C煅燒I. 0小時，制得立方晶型氧化銦。實施例6:
(1).前驅(qū)體氧氧化銦的制備
a.稱取摩爾濃度為0. lmol/1的銦鹽溶液50. 00ml，加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0. 2088g和助表面活性劑以0. 054g乙二胺取代檸檬酸三銨，在磁力攪拌下，滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH值在11，繼續(xù)攪拌20分鐘，然后移至聚四氟乙烯容器，密閉在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在220°C加熱反應(yīng)20小時，再冷卻至室溫，將產(chǎn)物離心分離出來并洗滌，沉淀物烘干、研磨制得氧氧化銦In(OH)3;
(2).立方晶型氧化銦的制備
將烘干、研磨制得的氧氧化銦In(OH)3在600°C煅燒I. 0小時，制得立方晶型氧化銦。對比實驗 實施例7
(I).前驅(qū)體氧氧化銦的制備
a.稱取摩爾濃度為0. 05mol/l的銦鹽溶液50. 00ml，加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0. 1007g和助表面活性劑乙二胺0. 0249g，在磁力攪拌下，滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH值在8，繼續(xù)攪拌10分鐘，然后移至聚四氟乙烯容器，密閉在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在230°C加熱反應(yīng)16小時，再冷卻至室溫，將產(chǎn)物離心分離出來并洗滌，沉淀物烘干、研磨制得氧氧化銦 In(OH)3 ；(2).立方晶型氧化銦的制備
將烘干、研磨制得的氧氧化銦In(OH)3在500°C煅燒2小時，制得立方晶型氧化銦。實施例8:
(1).前驅(qū)體氧氧化銦的制備
a.稱取摩爾濃度為0. 06mol/l的銦鹽溶液50. 00ml，加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0. 1200g和助表面活性劑乙二胺0. 030g在磁力攪拌下，滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH值在9，繼續(xù)攪拌12分鐘，然后移至聚四氟乙烯容器，密閉在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在228°C加熱反應(yīng)17小時，再冷卻至室溫，將產(chǎn)物離心分離出來并洗滌，沉淀物烘干、研磨制得氧氧化銦In(OH)3 ；
(2).立方晶型氧化銦的制備
將烘干、研磨制得的氧氧化銦111(011)3在525°C煅燒I. 7小時，制得立方晶型氧化銦。實施例9
(1).前驅(qū)體氧氧化銦的制備
a.稱取摩爾濃度為0. 08mol/l的銦鹽溶液50. 00ml，加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0. 1500g和助表面活性劑乙二胺0. 0360g,在磁力攪拌下，滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH值在10，繼續(xù)攪拌15分鐘，然后移至聚四氟乙烯容器，密閉在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在225°C加熱反應(yīng)18小時，再冷卻至室溫，將產(chǎn)物離心分離出來并洗滌，沉淀物烘干、研磨制得氧氧化銦 In(OH)3 ；
(2).立方晶型氧化銦的制備
將烘干、研磨制得的氧氧化銦In (OH)3在5501下煅燒I. 4小時，制得立方晶型氧化銦。實施例10
(1).前驅(qū)體氧氧化銦的制備
a.稱取摩爾濃度為0. 09mol/l的銦鹽溶液50. 00ml，加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0. 1800和助表面活性劑乙二胺0. 04938g,(在磁力攪拌下，滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH值在10，繼續(xù)攪拌18分鐘，然后移至聚四氟乙烯容器，密閉在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在222°C加熱反應(yīng)19小時，再冷卻至室溫，將產(chǎn)物離心分離出來并洗滌，沉淀物烘干、研磨制得氧氧化銦In (OH) 3 ；
(2).立方晶型氧化銦的制備
將烘干、研磨制得的氧氧化銦In (OH) 3在575°C下煅燒I. 2小時，制得立方晶型氧化銦。實施例11
(1).前驅(qū)體氧氧化銦的制備
a.稱取摩爾濃度為0. 05mol/l的銦鹽溶液50. 00ml，加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0. 1007g和助表面活性劑檸檬三乙胺0. 0405g，在磁力攪拌下，滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH值在8，繼續(xù)攪拌10分鐘，然后移至聚四氟乙烯容器，密閉在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在230°C加熱反應(yīng)16小時，再冷卻至室溫，將產(chǎn)物離心分離出來并洗滌，沉淀物烘干、研磨制得氧氧化銦In(OH)3 ；
(2).立方晶型氧化銦的制備
將烘干、研磨制得的氧氧化銦In(OH)3在500°C煅燒2小時，制得立方晶型氧化銦。實施例12 (1).前驅(qū)體氧氧化銦的制備
a.稱取摩爾濃度為0. 06mol/l的銦鹽溶液50. 00ml，加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0. 1200g和助表面活性劑三乙胺0. 0475g在磁力攪拌下，滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH值在9，繼續(xù)攪拌12分鐘，然后移至聚四氟乙烯容器，密閉在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在228°C加熱反應(yīng)17小時，再冷卻至室溫，將產(chǎn)物離心分離出來并洗滌，沉淀物烘干、研磨制得氧氧化銦 In(OH)3 ；
(2).立方晶型氧化銦的制備
將烘干、研磨制得的氧氧化銦111(011)3在525°C煅燒I. 7小時，制得立方晶型氧化銦。實施例13
(1).前驅(qū)體氧氧化銦的制備
a.稱取摩爾濃度為0. 08mol/l的銦鹽溶液50. 00ml，加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0. 1500g和助表面活性劑三乙胺0. 0586g，在磁力攪拌下，滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH值在10，繼續(xù)攪拌15分鐘，然后移至聚四氟乙烯容器，密閉在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在225°C加熱反應(yīng)18小時，再冷卻至室溫，將產(chǎn)物離心分離出來并洗滌，沉淀物烘干、研磨制得氧氧化銦 In(OH)3 ；
(2).立方晶型氧化銦的制備
將烘干、研磨制得的氧氧化銦In (OH)3在5501下煅燒I. 4小時，制得立方晶型氧化銦。實施例14
(1).前驅(qū)體氧氧化銦的制備
a.稱取摩爾濃度為0. 09mol/l的銦鹽溶液50. 00ml，加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0. 1800和助表面活性劑三乙胺0. 0782g,(在磁力攪拌下，滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH值在10，繼續(xù)攪拌18分鐘，然后移至聚四氟乙烯容器，密閉在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在222°C加熱反應(yīng)19小時，再冷卻至室溫，將產(chǎn)物離心分離出來并洗滌，沉淀物烘干、研磨制得氧氧化銦 In(OH)3 ；
(2).立方晶型氧化銦的制備
將烘干、研磨制得的氧氧化銦In (OH) 3在575°C下煅燒I. 2小時，制得立方晶型氧化銦。實施例15
(1).前驅(qū)體氧氧化銦的制備
a.稱取摩爾濃度為0. lmol/1的銦鹽溶液50. 00ml，加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉
0.2088g和助表面活性劑三乙胺0. 0900g,在磁力攪拌下，滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH值在11，繼續(xù)攪拌20分鐘，然后移至聚四氟乙烯容器，密閉在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在220°C加熱反應(yīng)20小時，再冷卻至室溫，將產(chǎn)物離心分離出來并洗滌，沉淀物烘干、研磨制得氧氧化銦 In(OH)3 ;
(2).立方晶型氧化銦的制備
將烘干、研磨制得的氧氧化銦In(OH)3在600°C煅燒I. 0小時，制得立方晶型氧化銦。以下是本發(fā)明與對比實驗對比分析
對比實驗為以前工作基礎(chǔ)，原料為InCl3 *4H20，以十二烷基苯磺酸鈉為表面活性劑，直接在最佳工作溫度為250°C反應(yīng)24小時，元件的氣敏性能包括靈敏度、選擇性、響應(yīng)-恢復(fù)特性都很好；產(chǎn)率計算方法
InCl3 4H20 — In (OH) 3+3HCl +H2O 2In (OH) 3=ln203 +3H20InCl3+3H20 — In (OH) S+3HC12In (OH) 3=ln203 +3H20
針對不用原料，用物質(zhì)的量對反應(yīng)式進(jìn)行簡化，根據(jù)Mlna3. 4H20=293. 32，MIn203=277. 64, Mlncl3 =221.3，假設(shè)加入的m g，得到產(chǎn)品x g，加入為n mol，得到產(chǎn)品y g，計算兩種方法的理論產(chǎn)量
2InCl3 4H20 — In2O3 2X293. 32277. 64
mx=277. 64m/2X293. 32
2InCl3 — In2O32 I
n y=277.64n/2
I、產(chǎn)率提高
分別以(對比實驗)和0. 05 0. 10mol/l的InCl3的水溶液(本發(fā)明)為原料做6組實
驗，分別在指定溫度下反應(yīng)后，對樣品進(jìn)行洗滌、離心過濾、干燥、煅燒，對制得的樣品進(jìn)行
稱量，具體原料用量、理論產(chǎn)量、實際產(chǎn)量、產(chǎn)率見下表.
權(quán)利要求
1.一種立方晶型氧化銦的水熱合成方法，包括以下步驟 (1).前驅(qū)體氧氧化銦的制備 a.稱取摩爾濃度為O.05-0. lmol/1的銦鹽溶液，加入表面活性劑和助表面活性劑，銦鹽溶液表面活性劑助表面活性劑的摩爾比為25. 0-50. O :3. 0-6. O :4. 0-9. 0，在磁力攪拌下，滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH值在8-11，繼續(xù)攪拌10-20分鐘， b.然后移至聚四氟乙烯容器，密閉在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在220°C-23(TC加熱反應(yīng)16-20小時，再冷卻至室溫， c.將產(chǎn)物離心分離出來并洗滌，沉淀物烘干、研磨制得氧氧化銦In(OH)3； (2).立方晶型氧化銦的制備 將烘干、研磨制得的氧氧化銦In(OH)3在500°C _600°C煅I. 0-2. O小時，制得立方晶型氧化銦。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的立方晶型氧化銦的水熱合成方法，其特征在于所述表面活性劑是十二烷基苯磺酸鈉，助表面活性劑是檸檬酸三胺、乙二胺或三乙胺中的任一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的立方晶型氧化銦的水熱合成方法，其特征在于步驟(I)a中氫氧化鈉溶液的濃度為5mol/l。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的立方晶型氧化銦的水熱合成方法，其特征在于步驟(I), a.將銦鹽溶液、表面活性劑和助表面活性劑在磁力攪拌下，滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)PH值在10，繼續(xù)攪拌15分鐘，b.然后移至聚四氟乙烯容器，密閉在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在230°C加熱反應(yīng)18小時，再冷卻至室溫。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的立方晶型氧化銦的水熱合成方法，其特征在于所述步驟(I)中離心洗滌所用的溶液為無水乙醇以及蒸餾水，分別洗滌3次或者洗滌4次。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的立方晶型氧化銦的水熱合成方法，其特征在于所述銦鹽為金屬銦粒被鹽酸或硝酸溶液溶解而成的鹽溶液,其銦鹽的摩爾濃度為O. 05-0. lmol/1 ο
全文摘要
本發(fā)明公開一種立方晶型氧化銦的水熱合成方法，包括以下步驟(1).前驅(qū)體氧氧化銦的制備a.稱取摩爾濃度為0.05-0.1mol/l的銦鹽溶液，加入表面活性劑和助表面活性劑，銦鹽溶液表面活性劑助表面活性劑的摩爾比為25.0-50.03.0-6.04.0-9.0，在磁力攪拌下，滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH值在8-11，繼續(xù)攪拌10-20分鐘，b.然后移至聚四氟乙烯容器，密閉在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，在220℃-230℃加熱反應(yīng)16-20小時，再冷卻至室溫，c.將產(chǎn)物離心分離出來并洗滌，沉淀物烘干、研磨制得氧氧化銦In(OH)3；(2).立方晶型氧化銦的制備將烘干、研磨制得的氧氧化銦In(OH)3在500℃-600℃煅1.0-2.0小時，制得立方晶型氧化銦。
文檔編號C01G15/00GK102963922SQ20121041602
公開日2013年3月13日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者王曉華, 孫蘭軒 申請人:河南圣瑪斯光電科技有限公司