一种纳米三氧化二锑的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米三氧化二锑的制备方法，是将三氯化锑溶解于醇溶剂中，用碱溶液调pH至8~9，搅拌均匀后移入反应釜反应中，于60~150℃反应6~12h；反应完毕后将体系冷却至室温，抽滤，洗涤，干燥，得到微米三氧化二锑；将微米三氧化二锑溶于乙二醇，并加蒸馏水，抽滤，干燥，即得纳米三氧化二锑。SEM显示，产物Sb2O3颗粒粒径为200~500nm左右，是纳米级的Sb2O3；且纳米颗粒之间无团聚现象，分散均匀。本发明专利技术以三氯化锑为原料，通过溶剂热法直接获得高纯度纳米三氧化二锑，其制备工艺简单，成本低、效率高，有利于大规模生产。

Preparation method of nano three oxidation two antimony

The invention discloses a preparation method of nanometer antimony trioxide, which dissolves antimony trichloride in alcohol solvent, adjusts pH to 8~9 with alkaline solution, stirs evenly and then moves into a reaction kettle to react at 60~150 C for 6~12 hours; after the reaction, the system is cooled to room temperature, filtered, washed and dried, and micron antimony trioxide is obtained. Nanometer antimony trioxide was prepared by dissolving micron antimony trioxide in ethylene glycol, adding distilled water, filtering and drying. SEM showed that the particle size of Sb2O3 was about 200 ~ 500 nm, which was nanometer Sb2O3, and there was no agglomeration between the nanoparticles, and the dispersion was uniform. The invention takes antimony trichloride as raw material and directly obtains high purity nanometer antimony trioxide by solvothermal method. The preparation process is simple, the cost is low, the efficiency is high, and is favorable for large-scale production.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米三氧化二锑的制备方法
本专利技术涉及一种纳米三氧化二锑的制备及其应用。具体涉及一种用三氯化锑为原料经水热法制备纳米三氧化二锑的方法醇溶解析出法和作为锂离子电池电极材料应用，其属于纳米材料制备及应用领域。
技术介绍
三氧化二锑与四氧化锑、五氧化锑是目前具有工业用途的三种锑与氧形成的化合物，锑与氧可形成一系列氧化物，其中有Sb2O3、Sb2O4、Sb2O5、Sb6O13、Sb2O及气态的SbO，但只有前三种在工业生产上具有意义，其他氧化物多为锑的不同生产过程中的过渡产物。三氧化二锑（Sb2O3，Mr291.50）是双型的物质，有立方晶型和单斜晶型两种。晶型不同，密度和折射率略有差异。立方晶型的密度和折射率分别为5.2和2.087，而单斜晶型则分别为5.67和2.180。平常由SbCl3水解生成的Sb2O3是斜方结晶体，在惰性气体或真空中灼烧至红热，升华而得到正方形结晶。三氧化二锑是白色粉末，密度为5.67g/cm3，加热时变黄色，冷却后又变为白色。在656℃时熔成淡黄色或灰色液体，冷却后又变成白色石棉状带丝光的物质。三氧化二锑微溶于水、乙醇和稀酸，易溶于浓盐酸、草酸和酒石酸溶液，也溶于发烟硝酸和发烟硫酸；溶于碱中形成锑酸盐。三氧化二锑的毒性不大，但对鼻、眼、喉及呼吸道等器官有刺激性作用，接触皮肤可诱发皮炎。三氧化二锑主要有干法和湿法两种制备方法。干法是将硫锑矿锻烧生成的粗三氧化二锑在焦炭存在下，用纯碱作助熔剂还原为金属锑，再经空气氧化制得纯三氧化二锑。湿法是将硫锑矿用盐酸浸出生成三氯化锑，再用苛性钠水解而得。三氧化二锑作为阻燃剂广泛用于塑料、橡胶、纺织、化纤、颜料、油漆、电子等行业，也用作化工行业的催化剂和生产原料。随着对三氧化二锑的研究发现，其可以作为锂离子电池（LIB）电极材料。研究发现，Sb2O3被作为高性能锂离子电池负极可以获得1109mAhg-1高理论容量，这几乎是石墨（372mAhg-1）的3倍。但是在循环过程中，三氧化二锑颗粒结构很容易粉碎造成差的循环性能，对于这一问题的解决的办法是将三氧化二锑改造成纳米级，这将减缓颗粒之间的团聚，有利于长循环。CN201710013860.2公开了一种三氧化二锑超细粉的制备方法，是先将含锑矿、无烟煤、石灰石在搅拌机中混合均匀，得混合料；再将混合料在1000~1180℃下冶炼，并先后经氧化室、沉降室、表冷管进入布袋收尘器，得氧化锑粉末；然后将氧化锑粉末以等离子体发生器为热源，经气化氧化-冷凝法，在3600~7500℃的高温等离子体射流下，使氧化锑粉末全部气化，得气相氧化锑；最后以惰性气体骤冷，使气体温度迅速下降，气相氧化锑先后经成核、晶体长大、与杂质分离的过程，得三氧化二锑超细粉，其中，三氧化二锑超细粉的粒度小于0.25μm。虽然该法能制备出三氧化二锑超细粉，但是其实施条件较高，工艺复杂，成本高，不利于大规模推行使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是是针对现有技术中制备三氧化二锑超细粉存在的问题，提供一种工艺简单、成本低、有利于大规模生产的纳米三氧化二锑的制备方法。本专利技术制备纳米三氧化二锑的方法，是以三氯化锑为锑源，以醇为溶剂，经水热反应而得，其具体制备工艺如下：将三氯化锑溶解于醇溶剂中，并加入蒸馏水搅拌使其水解；再用碱溶液调pH至8~9，搅拌均匀后移入反应釜反应中，于60~150℃反应6~12h；反应完毕后将体系冷却至室温，抽滤，洗涤，干燥，得到微米三氧化二锑；将微米三氧化二锑溶于乙二醇，并加蒸馏水水解，抽滤，干燥，即得纳米三氧化二锑。所述醇溶剂为乙醇、乙二醇、甲醇。所述碱溶液为5~6mol/L的氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶，或浓度为1~2mol/L的氨水。所述洗涤时用乙醇和蒸馏水反复洗涤。所述干燥是在50～80℃下进行。图1本专利技术制备的纳米三氧化二锑的X射线衍射图（XRD）。由图1可以看出，本专利技术制备的纳米三氧化二锑与标准三氧化二锑的X射线衍射（XRD）峰对比基本相同，表明精确地制备了三氧化二锑。图2为本专利技术制备的纳米三氧化二锑（Sb2O3）的电场发射扫描电子显微镜（SEM）图。该图显示，产物Sb2O3颗粒粒径为200~500nm左右，是纳米级的Sb2O3；且纳米颗粒之间无团聚现象，分散均匀。附图说明图1本专利技术制备的纳米三氧化二锑的XRD图。图2为本专利技术制备的纳米三氧化二锑的SEM图。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术纳米三氧化二锑的制备工艺做进一步说明。实施例1取16.0mmolSbCl3，溶解在40ml乙二醇中，加入20ml的蒸馏水并搅拌20分钟（加入蒸馏水并搅拌的目的是使SbCl3水解，反应为2SbCl3+3H2O==Sb2O3+6HCl），随后用6mol/L的氢氧化钠调节溶液pH至9，搅拌均匀后移入120℃反应釜反应中反应15h。反应完毕后将体系冷却至室温，抽滤、洗涤（乙醇和蒸馏水）数次，并在60℃下干燥得到微米三氧化二锑；紧接着将微米三氧化二锑溶于乙二醇，并加蒸馏水在110℃下反应1小时（使其水解得到三氧化二锑），随后进行抽滤，干燥，即可得到纳米三氧化二锑，平均粒径为300nm。产率为：99.5%。实施例2取16.0mmolSbCl3，溶解在40ml乙醇（EA）中，加入40ml的蒸馏水并搅拌20分钟，随后用6mol/L的氢氧化钠调节溶液pH至9，搅拌均匀后移入60℃反应釜反应中反应15h。反应完毕后将体系冷却至室温，抽滤、洗涤（乙醇和蒸馏水）数次，并在60℃下干燥得到微米三氧化二锑；紧接着将微米三氧化二锑溶于乙二醇，并加蒸馏水（使其水解得到三氧化二锑）在110℃下反应1小时，随后进行抽滤，干燥，即可得到纳米三氧化二锑，平均粒径为300nm。产率为：99.6%。实施例3取16.0mmolSbCl3，溶解在40ml甲醇中，加入40ml的蒸馏水并搅拌20分钟，随后用6mol/L的氢氧化钠调节溶液pH至9，搅拌均匀后移入60℃反应釜反应中反应15h。反应完毕后将体系冷却至室温，抽滤、洗涤（乙醇和蒸馏水）数次，并在60℃下干燥得到微米三氧化二锑；紧接着将微米三氧化二锑溶于乙二醇，并加20ml蒸馏水，在110℃下反应1小时，随后进行抽滤，干燥，即可得到纳米三氧化二锑，平均粒径为300nm。产率为：99.6%。实施例4取16.0mmolSbCl3，溶解在40ml乙二醇中，加入20ml的蒸馏水并搅拌10分钟，随后用6mol/L的氢氧化钠调节溶液pH至9，搅拌均匀后移入120℃反应釜反应中反应15h。反应完毕后将体系冷却至室温，抽滤、洗涤（乙醇和蒸馏水）数次，并在60℃下干燥得到微米三氧化二锑；紧接着将微米三氧化二锑溶于乙二醇，并加20ml蒸馏水在110℃下反应1小时，随后进行抽滤，干燥，即可得到纳米三氧化二锑，平均粒径为300nm。产率为：99.6%。实施例5取16.0mmolSbCl3，溶解在40ml乙二醇中，加入20ml的蒸馏水并搅拌20分钟，随后用6mol/L的氢氧化钠调节溶液pH至8，搅拌均匀后移入120℃反应釜反应中反应15h。反应完毕后将体系冷却至室温，抽滤、洗涤（乙醇和蒸馏水）数次，并在60℃下干燥得到微米三氧化二锑；紧接着将微米三氧化二锑溶于乙二醇，并加20ml蒸馏水，在110℃下反应1小时，随后进行抽滤，干燥，即可得到纳米三氧化二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米三氧化二锑的制备方法，是将三氯化锑溶解于醇溶剂中，并加入蒸馏水搅拌使其水解，再用碱溶液调pH至8~9，搅拌均匀后移入反应釜反应中，于60~150℃反应6~12h；反应完毕后将体系冷却至室温，抽滤，洗涤，干燥，得到微米三氧化二锑；将微米三氧化二锑溶于乙二醇，并加蒸馏水水解，抽滤，干燥，即得纳米三氧化二锑。

【技术特征摘要】
1.一种纳米三氧化二锑的制备方法，是将三氯化锑溶解于醇溶剂中，并加入蒸馏水搅拌使其水解，再用碱溶液调pH至8~9，搅拌均匀后移入反应釜反应中，于60~150℃反应6~12h；反应完毕后将体系冷却至室温，抽滤，洗涤，干燥，得到微米三氧化二锑；将微米三氧化二锑溶于乙二醇，并加蒸馏水水解，抽滤，干燥，即得纳米三氧化二锑。2.如权利要求1所述一种纳米三氧化二锑的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：周小中，王武强，张正锋，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62