一种高纯度高活性氧化锡粉体的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种氧化锡粉体的制备方法，该方法包括制备中间共溶体、制备膏状前驱体、制备聚合中间产物、过滤、干燥、和热处理、粉碎工序，具体步骤为：在络合能力强的复合有机酸溶液中加入纯度９９．９％以上高纯锡，形成中间共溶体，再滴加硝酸和氧化剂进行凝胶化反应，得灰白色膏状前驱体；再滴加氨水进行聚合反应，得到棕色透明液体，经过过滤、喷雾干燥、热处理和粉碎后，得到纯度达到９９．９％以上、激光粒度中位粒径（Ｄ５０）≤３．５微米、比表面积≥２０ｍ↑［２］／ｇ、松装密度０．６～０．８５ｇ／ｃｍ↑［３］的高纯度高活性氧化锡粉体，本方法具有制备工艺简单、生产周期短、成本低，易于工业化生产等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是涉及，该氧化锡粉体可用于制作高性能ITO靶材(是电脑、电视液晶显示屏必不可少的原材料)、也 可用于透明氧化锡电极、高档陶瓷、银氧化锡触头、气敏材料和催化剂等，属 于无机材料类领域。
技术介绍
氧化锡作为一种重要的无机材料，在电子、陶瓷等领域有着重要的地位。 高纯度高活性氧化锡被广泛用于与高纯氧化铟制备铟锡氧化物靶材(即ITO 陶瓷耙，Sn02:In203=l:9)，该铟锡氧化物靶材是溅射靶生产ITO透明导电膜玻 璃的主要原料，从而是电脑和电视等平面液晶显示器(LCD)、等离子显示器 (PDP)、电致发光显示器(EL/OLED)、触摸屏(Touch Panel)必不可少的 原材料。同时，ITO透明导电膜也是用于火车飞机除霜玻璃，建筑物幕墙、冰 柜、汽车挡风玻璃的原材料。Ag/Sn02和Ag/CdO触头材料有较好的耐电磨损、 抗熔焊性及导电性而在低压电器中广泛使用。但由于Cd具有毒性，在多数国 家已经被禁止使用，我国也将在两年内完全取代Ag/CdO而大规模推广使用 Ag/Sn02。氟掺杂氧化锡玻璃是太阳能光伏产业的主要部件的，随着太阳能光 伏产业迅猛发展，氧化锡在太阳能光伏产业的应用前景光明。高密度耐腐蚀氧 化锡电极是玻璃工业和电解铝工业重要的加热设备——窑炉中的主要部件，随 着氧化锡电极制作水平的提高，高纯度高活性氧化锡的用量将快速增加。随着 人们生活质量的不断提高，高档奢侈品级的陶瓷玻璃工艺品需求发展很快，而 高档陶瓷的制造过程中必需用1~5%的高品质氧化锡釉料，所以高纯度高活性 氧化锡的需求也将得到快速发展。氧化锡是被广泛使用的气敏材料。氧化锡结构中具有的特殊孔道可适合于 离子在其中传输，因此亦可用于离子交换剂及充电锂离子电池的阳极材料。催 化剂及催化剂载体材料的比表面积对于催化剂性能的提高具有十分重要的意 义，高纯度高活性氧化锡粉体的应用同样具有明显的优点。因此，氧化锡具有广阔的应用前景。氧化锡粉体的制备方法已有较多文献报道，制备方法既有火法工艺，也有 湿法工艺，并取得一定进展。如洛阳725研究所采用火法研发生产二氧化锡粉末，可得99.9%，但由于是1000'C以上火法工艺的原因，其粉末比表面积不 超过10mVg;潘庆谊等(无机材料学报1999， 14: 83-88)提出了以SnCU为原料的微乳液方法合成；赣州瑞德化工有限公司昂绍文等用可溶性亚锡盐与可 溶性草酸盐经二次焙烧得99.5%氧化锡；这两种方法前驱体中Cl—很难除去，残留的cr会腐蚀部件，也容易造成粉体团聚；中科院上海硅酸盐所以锡粉、锡盐、硝酸、有机物为原料经反应，氨水沉淀，烘干、乙醇洗涤，烘干研磨制10nm左右的氧化锡粉体；该法反应机理欠完善，纯度难达99.9%，同时加乙 醇洗涤流程过长、烘干时间过长，粉末易团聚；至今还未有成本较低的高效批 量生产高纯度高活性氧化锡粉体的方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是:提供一种高纯高活性氧化锡粉体的制备方法， 该法制得的氧化锡粉体具有纯度高，活性大，粉体粒径小的特点，适合于工业 化批量生产。解决上述技术问题的技术方案是一种高纯度高活性氧化锡粉体的制备方 法，包括以下步骤(1)制备中间共溶体将络合能力强的复合有机物加入去离子水溶液中， 制成有机酸溶液，再将含量>99.9%的原料锡加入到有机酸溶液中制成均匀中 间共溶体，所述的复合有机物为丁醇、乙醚、异丁烯、马来酸酐、月桂酸和柠 檬酸中的一种或两种；(2) 制备膏状前驱体向得到的中间共溶体中滴加无机酸，同时滴加氧 化剂双氧水或鼓入氧化剂压縮氧气和压縮空气中的一种或两种进行凝胶化反 应，得到灰白色膏状前驱体，所述的无机酸为硝酸；(3) 制备聚合中间产物在膏状前驱体中加入无机添加剂，进行聚合反 应，得棕色透明液体，即聚合中间产物，所述的无机添加剂为氨水；(4) 过滤、干燥将制得的棕色透明液体经过滤和干燥后，得到干燥粉体；(5) 热处理、粉碎将干燥粉体进行热处理、粉碎，即得到产物高纯度 高活性氧化锡粉体。其反应条件为(1) 制备中间共溶体所述的复合有机物均为试剂特级，其与原料锡(锡 花或锡粒或锡粉)的质量比为(3~6): 1，反应温度为0 4(TC，时间为1 2 小时；(2) 制备膏状前驱体所述的硝酸为试剂特级，浓度为1 8mobL"，硝 酸添加量与原料锡的质量比为(0.2 1): 1，氧化剂采用重量含量为25 35%双氧水时，其添加量与锡的质量比为(0.1-1): 1，氧化剂为压縮氧气和压縮空气中的一种或两种时，其添加量按每公斤锡3 4立方米气体计，反应温度 为30 100'C，反应时间为4 5小时；(3) 制备聚合中间产物所述的无机添加剂为氨水，试剂特级，氨水浓度为2 5mol'I/1，添加量与原料锡的质量之比为(1.5 2): 1反应的温度为 50 80°C，时间为2 3小时；(4) 过滤、干燥所述的过滤工序是真空过滤，采用重量250 500g/m2 的涤纶短纤维滤布，操作压力0.1 0.6MPa，操作温度10 80°C，操作时间l 3小时;所述的干燥工序是喷雾干燥，进口温度170~230°C，出口温度85 108。C， 物料停留时间0.08-0.2小时；(5) 热处理、粉碎所述的热处理工序温度为450 55(TC，时间为4 5小时。工艺步骤为1. 在剧烈搅拌下，将配位能力强的复合有机物加到去离子水中制成复合 有机酸溶液；在剧烈搅拌下将高纯原料锡均匀加入到上述配位能力强的复合有 机酸溶液中得到均匀中间共溶体；2. 在剧烈搅拌和氧化剂作用下将一定浓度的无机酸溶液均速滴加到上述 均匀混合中间共溶体中进行凝胶化反应，得到配位灰白色膏状中间产物；3. 在剧烈搅拌下，向膏状中间产物中加入无机添加剂进行聚合反应，得 棕色透明液体，即聚合中间产物；4. 将棕色透明液体进行真空过滤和喷雾干燥处理得到干燥粉；5. 将所得干燥粉体进行热处理和粉碎即得到产物高纯度高活性氧化锡粉体。 明之，具有以下有益效果 1.制备的氧化锡粉体的纯度高，可达99.9%以上；活性大，比表面积可达20m"g以上，松装密度0.6 0.85g/cm3，氧化锡粉末粒径小，激光粒度中位 粒径(D50)《3.5微米。2. 制备工艺简单、生产周期短、成本低，易于工业化生产。3. 采用高纯原料锡(锡花或锡粒或锡粉)、复合有机物、双氧水、氧气等 组合氧化剂为原料，有利于中间体快速、完全分解，提高产品纯度。4. 棕色透明液体中间产物不需洗涤，且易于固液分离、易于喷雾干燥、 有利于提高粉体的分散性。下面，结合实施例对本专利技术之 的技术特征作进一步的说明。 附图说明图l:本实施例一中，以丁醇与马来酸酐为有机物，硝酸及双氧水为氧化剂，经氨水聚合喷雾干燥后，经45(TC热处理5小时所得氧化锡粉体的X—射 线图，所有衍射峰均为氧化锡的特征峰。图2:本实施例二中，以乙醚为有机物，硝酸及压縮空气为氧化剂，经氨 水聚合喷雾干燥后，经50(TC热处理4.5小时所得氧化锡粉体的X—射线图， 所有衍射峰均为氧化锡的特征峰。图3:本实施例二中，以乙醚为有机物，硝酸及压縮空气为氧化剂，经氨 水聚合喷雾干燥后，经500。C热处理4.5小时所得氧化锡粉体的扫描电镜照片。图4:本实施例三中，以柠檬酸与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高纯度高活性氧化锡粉体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：　（１）制备中间共溶体：将络合能力强的复合有机物加入去离子水溶液中，制成有机酸溶液，再将含量≥９９．９％的原料锡加入到有机酸溶液中制成均匀中间共溶体，所述的复合有机物为丁醇、乙醚、异丁烯、马来酸酐、月桂酸和柠檬酸中的一种或两种；　（２）制备膏状前驱体：向得到的中间共溶体中滴加无机酸，同时滴加氧化剂双氧水或鼓入氧化剂压缩氧气和压缩空气中的一种或两种进行凝胶化反应，得到灰白色膏状前驱体，所述的无机酸为硝酸；　（３）制备聚合中间产物：在膏状前驱体中加入无机添加剂，进行聚合反应，得棕色透明液体，即聚合中间产物，所述的无机添加剂为氨水；　（４）过滤、干燥：将制得的棕色透明液体经过滤和干燥后，得到干燥粉体；　（５）热处理、粉碎：将干燥粉体进行热处理、粉碎，即得到产物高纯度高活性氧化锡粉体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄小珂，伍祥武，陈进中，
申请(专利权)人：柳州百韧特先进材料有限公司，
类型：发明
国别省市：45[中国|广西]