專利名稱：一種納米二氧化錫粒子的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米ニ氧化錫的制備方法，特別是一種低成本、安全環(huán)保制備納米ニ氧化錫的方法，屬于無機化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
ニ氧化錫是ー種典型的η型半導體材料，在氣體敏感器、薄膜電阻器、太陽能電池、光電子器件、反射鏡、敏感材料、熒光材料、電極材料、催化材料等領(lǐng)域有廣泛的應用。由于小尺寸效應及表面效應，納米ニ氧化錫具有特殊的光電性能和氣敏性能，這使得其在氣敏元件，半導體元件，電極材料及太陽能電池等方面有著潛在的應用，因而也成為目前研究的熱點之一。材料的結(jié)構(gòu)及微觀形貌主要由制備方法確定。因此，材料的制備方法、制備 エ藝在充分發(fā)揮其性能特征，擴大其應用范圍方面有重要的作用。目前制備納米ニ氧化錫的方法主要有液相法和氣相法兩大類。常用的方法有溶膠-凝膠法、低溫等離子體化學法、微乳液法、金屬醇鹽烴化法、硝酸氧化法、液相沉淀法、超臨界流體干燥法、電弧氣化合成法等。目前與納米ニ氧化錫相關(guān)的專利多達700余項。但現(xiàn)有的制備方法存在原料成本高、エ藝復雜、能耗高、利用表面活性劑等輔助介質(zhì)及環(huán)境污染嚴重等問題。例如專利CN101580271B公開了ー種ニ氧化錫納米管的制備方法，該方法將亞錫鹽、表面活性劑加入并溶解于稀酸溶液中配成前驅(qū)體溶液，然后采用紫外光輻照的方法獲得少量ニ氧化錫納米管，該方法制備時間較長，過程復雜，ニ氧化錫收率較低；專利CN102267718A公開了一種ニ氧化錫納米材料的合成方法，該方法以硫酸亞錫為錫源，ニ水合檸檬酸三鈉為螯合齊U，采用水熱合成的方法制備得到單分散的ニ氧化錫納米材料，由于采用硫酸亞錫為錫源，成本較高，廢水處理困難，存在水熱合成能耗較高等缺點。專利CN101549884A也采用水熱合成的方法，以四氯化錫為錫源，以L-賴氨酸為螯合劑制備得到ニ氧化錫納米粒子。專利CN100354208C 一種ニ氧化錫納米棒的制備方法，采用氣化燃燒法，以四氯化錫氣體為錫源，氫氣和空氣混合氣體為介質(zhì)，在燃燒反應器中生成納米ニ氧化錫納米棒，該方法能耗高，氫氣的利用存在爆炸的危險。因此，研究納米ニ氧化錫的制備方法具有重要的應用價值，納米ニ氧化錫的制備方法有待新的突破。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有制備納米ニ氧化錫成本高、制備エ藝復雜、流程長、環(huán)境污染嚴重等問題，提供一種ー步合成納米ニ氧化錫的新方法，具有制備エ藝簡單、成本低，環(huán)境友好等優(yōu)點。實現(xiàn)本發(fā)明上述目的采取的技術(shù)方案是以錫花、25 32被％濃度的鹽酸、20 30wt %濃度的雙氧水及15 28 wt %濃度氨水為原料，直接反應合成直徑在10 80 nm之間的納米ニ氧化錫粒子。所述的鹽酸與錫花的摩爾比為3:1 5:1 ;雙氧水與金屬錫花的摩爾比為2:1 1:2 ;超聲波功率為100 W IOOOff0所述的納米ニ氧化錫粒子的具體制備エ藝步驟為
①將錫花加入到反應釜中，然后將鹽酸加入到反應釜中，在室溫下反應O.5 h 2. 5
h ；
②向①步形成的溶液中加入雙氧水，控制反應溫度在45で 85で之間反應Ih 7h；
③在超聲波分散的條件下，向②步形成的溶液中加入氨水，直至反應體系的pH=8 10之間，經(jīng)過濾，濾餅在150°C 200で下微波干燥2 6 h即得納米ニ氧化錫粒子。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點
①現(xiàn)有制備納米ニ氧化錫材料多采用成本較高的四氯化錫、氯化亞錫、硫酸亞錫等，而本專利直接采用錫花為錫源制備納米ニ氧化錫，其制備方法簡單，制備成本低。②現(xiàn)有制備納米ニ氧化錫材料多采用各種表面活性劑或螯合剤，而本發(fā)明制備過程中未采用其他任何分散助劑，以超聲波分散的方法獲得粒徑均勻的納米ニ氧化錫。其制備過程易于控制，納米ニ氧化錫收率較高，最高達99. 6%。③未采用氯氣、氫氣等有毒、高危險性較大的原料，且制備過程安全，環(huán)保。④以微波干燥的方法，提高了生產(chǎn)效率，降低了能耗。
具體實施例方式下面用實施例對本發(fā)明作進ー步說明。實施例I
將500g錫花加入到反應釜中，將濃度為25%的鹽酸加入到反應釜中，在室溫下反應O. 5h，鹽酸與金屬錫花的摩爾比為3:1。然后加入濃度為20%的雙氧水，雙氧水與錫花的摩爾比為2:1，在反應溫度為45で下反應I h。在功率為100W的超聲波分散的條件下，向反應體系中加入濃度為20%的氨水，直至反應體系的pH=8為止，經(jīng)過濾，濾餅在150°C下微波干燥2h，即得納米ニ氧化錫粒子。納米ニ氧化錫粒子直徑為20 nm，納米ニ氧化錫收率為52. 1%。實施例2
將500g錫花加入到反應釜中，將濃度為27%的鹽酸加入到反應釜中，在室溫下反應I. Oh，鹽酸與金屬錫花的摩爾比為3:1。然后加入濃度為25%的雙氧水，雙氧水與錫花的摩爾比為2:1，在反應溫度為55で下反應3 h。在功率為400W的超聲波分散的條件下，向反應體系中加入濃度為22%的氨水，直至反應體系的pH=9為止，經(jīng)過濾，濾餅在150°C下微波干燥6h，即得納米ニ氧化錫粒子。納米ニ氧化錫粒子直徑為10 nm，納米ニ氧化錫收率為89. 6%。實施例3
將500g錫花加入到反應釜中，將濃度為30%的鹽酸加入到反應釜中，在室溫下反應I. 5h，鹽酸與金屬錫花的摩爾比為4:1。然后加入濃度為25%的雙氧水，雙氧水與錫花的摩爾比為1:1，在反應溫度為65で下反應5 h。在功率為800W的超聲波分散的條件下，向反應體系中加入濃度為27%的氨水，直至反應體系的pH=10為止，經(jīng)過濾，濾餅在200°C下干燥4h，即得納米ニ氧化錫粒子。納米ニ氧化錫粒子直徑為20 nm，納米ニ氧化錫收率為92. 8%。實施例4
將500g錫花加入到反應釜中，將濃度為32%的鹽酸加入到反應釜中，在室溫下反應I. 5h，鹽酸與金屬錫花的摩爾比為4:1。然后加入濃度為30%的雙氧水，雙氧水與錫花的摩爾比為2:1，在反應溫度為80で下反應4 h。在功率為1000W的超聲波分散的條件下，向反應體系中加入濃度為15%的氨水，直至反應體系的pH=9為止，經(jīng)過濾，濾餅在150°C下微波干燥6 h，即得納米ニ氧化錫粒子。納米ニ氧化錫粒子直徑為10 nm，納米ニ氧化錫收率為99. 6%。實施例5
將500g錫花加入到反應釜中，將濃度為30%的鹽酸加入到反應釜中，在室溫下反應2. 5h，鹽酸與金屬錫花的摩爾比為5:1。然后加入濃度為25%的雙氧水，雙氧水與錫花的摩爾比為1:2，在反應溫度為75で下反應7 h。在功率為700W的超聲波分散的條件下，向反應體系中加入濃度為28%的氨水，直至反應體系的pH=9為止，經(jīng)過濾，濾餅在200°C下微波干燥Ih,即得納米ニ氧化錫粒子。納米ニ氧化錫粒子直徑為50 nm，納米ニ氧化錫收率為69. 5%。實施例6
將500g錫花加入到反應釜中，將濃度為30%的鹽酸加入到反應釜中，在室溫下反應2. Oh，鹽酸與金屬錫花的摩爾比為4:1。然后加入濃度為30%的雙氧水，雙氧水與錫花的摩爾比為1:1，在反應溫度為75で下反應7 h。在功率為200W的超聲波分散的條件下，向反應體系中加入濃度為28%的氨水，直至反應體系的pH=9為止，經(jīng)過濾，濾餅在180°C下微波干燥5h，即得納米ニ氧化錫粒子。納米ニ氧化錫粒子直徑為80 nm，納米ニ氧化錫收率為88. 6%。
權(quán)利要求
1.一種納米ニ氧化錫粒子的制備方法，其特征在于以錫花、25 32被％濃度的鹽酸、20 30 wt %濃度的雙氧水及15 28 wt %濃度氨水為原料，直接反應合成直徑在10 80 nm之間的納米ニ氧化錫粒子。
2.按權(quán)利要求I所述的納米ニ氧化錫粒子的制備方法，其特征是鹽酸與錫花的摩爾比為3:1 5:1 ;雙氧水與金屬錫花的摩爾比為2:1 1:2 ;超聲波功率為100 W 1000W。
3.按權(quán)利要求2所述的納米ニ氧化錫粒子的制備方法，其特征是具體エ藝步驟為 ①將錫花加入到反應釜中，然后將鹽酸加入到反應釜中，在室溫下反應O.5 h 2. 5h ； ②向①步形成的溶液中加入雙氧水，控制反應溫度在45で 85で之間反應Ih 7h ； ③在超聲波分散的條件下，向②步形成的溶液中加入氨水，直至反應體系的pH=8 10之間，經(jīng)過濾，濾餅在150°C 200で下微波干燥2 6 h即得納米ニ氧化錫粒子。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米二氧化錫的制備方法，特別是一種低成本、安全環(huán)保制備納米二氧化錫的方法，屬于無機化工技術(shù)領(lǐng)域。本制備方法以錫花、25～32wt%濃度的鹽酸、20～30wt%濃度的雙氧水及15～28wt%濃度氨水為原料，直接反應，一步合成直徑在10～80nm之間的納米二氧化錫粒子。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法的原料成本低，具有制備工藝簡單、成本低，環(huán)境友好等優(yōu)點。
文檔編號B82Y30/00GK102863018SQ20121031312
公開日2013年1月9日 申請日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者賈慶明, 郭應輝, 劉路坷, 胡洋, 李偉, 段富良, 李祥彥 申請人:云南錫業(yè)股份有限公司