一种锑掺杂氧化锡纳米微球的制备方法技术

一种锑掺杂氧化锡纳米微球的制备方法，包括：称取锑和锡的摩尔比为５～１５∶１００的锑盐和锡盐，用无水乙醇溶解，加入锡盐和锑盐总重量２～５％的十二烷基苯磺酸钠，然后加入３０～５０ｍｌ乙二醇溶液，混合均匀得到反应溶液；将反应溶液放入反应釜中，在１５０～１９０℃反应１０～１８ｈ，自然冷却至室温得到产物；将产物离心分离，用去离子水洗涤，无水乙醇洗涤１～３次，产物在４０～８０℃烘干６～２４ｈ得到由粒径为５～１０ｎｍ的ＡＴＯ纳米晶聚集而成的直径为８０～１２０ｎｍ的ＡＴＯ纳米微球。本发明专利技术制备工艺简单，易于实现工业化生产，制备的ＡＴＯ纳米微球纯度高，粒径小，组分均匀，分散性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属纳米材料制备领域，特别是涉及。
技术介绍
氧化锡本身不具有导电性，通过锑等掺杂之后的电子空穴或载流子的作用，使之 具有特异的光电性能和气敏性能。锑掺杂氧化锡(AT0)广泛应用于智能窗、显示器件的透 明电极、太阳能电池、电池的阴极材料、超细过滤膜材料、显示器件的三防材料、抗静电材料等方面。 鉴于AT0纳米粉体在许多领域都有广泛的应用，国内外有很多生产和科研单位都 在从事这方面的研究，但目前都还处于初级阶段。对于ATO纳米粉体在应用中的要求，不 仅需要纯度高，而且要满足粒径小、分散性好，所以需要加强ATO纳米粉体制备工艺方面的 研究。制备ATO纳米粉体的方法很多，可分为物理法、化学法和物理化学法。按物质的原始 状态可分为固相法、液相法和气相法。如机械混合法、喷雾热解法、化学沉淀法、溶胶凝胶 法、水热法和微乳法等。C. W. Fu等人在Chinese Physics B， 1107， 17， (2008)上用共沉淀 法制备了 ATO纳米颗粒，并对其热辐射性进行了研究。共沉淀法主要是团聚现象不可避免， 且形成的颗粒也比较大，所以不能很好的满足ATO纳米粉体在应用的颗粒小分散性好的要 求。Y.D. Wang等在Chemistry of Materials, 3202， 21， (2009)上用溶胶凝胶法将SnCl4 和Sb(0C2H》3为原料制备了高结晶、粒径小的纳米AT0，与锂离子发生氧化还原反应，在锂 离子电池中有很好的应用。但是溶胶凝胶法最大的问题是所使用的原材料价格贵，不适合 于大规模的生产。J. R. Zhang等人在Materials Chemistry and Physics, 10，87， (2004) 上用水热法制备了具有高比表面的ATO纳米粉体。水热法能制备出粒径小、分散性好的 纳米颗粒，且由于是密闭系统，有利于有毒体系的制备。J. C. Guo等人在The Journal of PhysicalChemistry B，7095，109， (2005)上对用共沉淀法制备了 AT0，对其吸波性能进行了 研究，结果表明纳米AT0在吸波领域也有很好的发展前景。由此可见，合成AT0纳米粉体的 方法不同，所生成的产物的形貌及性能有差别，而其中粒度和形貌的控制一直是人们研究 的热点。相比其他方法，溶剂热法具有合成温度低、粉体纯度高、一次性合成产品并且可以 通过溶剂来控制形貌的优点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，该方 法制备简单，易于实现工业化生产，制备的ATO纳米微球纯度高，粒径小，组分均匀，分散性好。—种锑掺杂氧化锡纳米微球的制备方法，包括 (1)在室温下，称取锑和锡的摩尔比为5 15 : 100的锑盐和锡盐，用无水乙醇 溶解，加入锡盐和锑盐总重量2 5%的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)，然后加入30 50ml乙二醇溶液，混合均匀得到反应溶液； (2)将步骤(1)中的反应溶液放入反应釜中，在150 19(TC反应10 18h，自然 冷却至室温得到产物； (3)将产物离心分离，转速为6000 8000rpm，时间为3 20min，用去离子水洗 涤，无水乙醇洗涤1 3次，产物在40 80。C烘干6 24h后得到由粒径为5 10nm的 ATO纳米晶聚集而成的直径为80 120nm的ATO纳米微球。 所述步骤(1)中的锑盐为氯化锑、硝酸锑、醋酸锑或硫酸锑，优选氯化锑。 所述步骤(1)中的锡盐为氯化锡、硝酸锡、醋酸锡或硫酸锡，优选氯化锡。 所述步骤(2)反应溶液的体积为反应釜容积的1/2 4/5。 *^效果 (1)本专利技术以乙二醇作为溶剂，并加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，采用溶剂热 法制备得到了由粒径为5 10nm的ATO纳米晶聚集而成的ATO纳米微球，纳米微球直径为 80 120nm且纯度高，组分均匀，分散性好。 (2)合成工艺和所需生产设备简单，易于实现工业化生产。 附图说明 图1为ATO纳米微球的X射线衍射图 图2.为ATO纳米微球的透射电镜照片 图3为ATO纳米微球的高分辨透射电镜照片具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术 而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人 员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。 实施例1 称取0. 2854g氯化锑、3. 5768g五水氯化锡在烧杯中溶解于少量无水乙醇中，加入 0. 08gSDBS，再加入30ml乙二醇溶液，混合均匀。把该反应溶液转移到反应釜中，于15(TC下 反应18小时，取出反应釜冷却至室温得到产物。将产物在转速为6000rpm离心分离20min， 用去离子水洗涤至无Cl—为止，用无水乙醇洗涤1次，产物在4(TC下烘干24h，得到AT0纳 米粉体。图1为本实施例制备的ATO纳米粉体的XRD图，可以看出合成的粉体是四方晶相 的Sn(^，无任何杂质相存在，说明Sb3+已经很好的掺杂到Sn02中，经谢乐公式计算晶粒尺寸 为7. llnm ;电子衍射能谱(EDS)测试表明合成材料中含有锡、锑、氧三种元素，由于锡原子 与锑原子的半径相近，反应后部分锑原子取代了氧化锡晶格中的锡原子，从而形成锑掺杂 的二氧化锡。图2为本实施例制备的AT0纳米粉体的高分辨透射电镜照片，可以看出粒径 为5 10nm的ATO纳米晶聚集在一起，形成了纳米微球。图3为本实施例制备的ATO纳米 粉体的透射电镜照片，可以看出合成粉体为直径为80 120nm的均匀微球，具有良好分散 性。 实施例24 称取0. 2206g硝酸锑、3. 4796g硝酸锡在烧杯中溶解于少量无水乙醇中，加入 0. 10gSDBS，再加入35ml乙二醇溶液，混合均匀。把该反应溶液转移到反应釜中，于16(TC下 反应16小时，取出反应釜冷却至室温得到产物。将产物在转速为6500rpm离心分离15min， 用去离子水洗涤至无N03—为止，用无水乙醇洗涤1次，产物在5(TC下烘干18h，得到ATO纳 米粉体。XRD测试结果表明合成的粉体是四方晶相的Sn(^，无任何杂质相存在，说明Sb3+ 已经很好的掺杂到Sn02中，经谢乐公式计算晶粒尺寸为9. 75nm ;电子衍射能谱(EDS)测试 表明合成材料中含有锡、锑、氧三种元素，由于锡原子与锑原子的半径相近，反应后部分锑原子取代了氧化锡晶格中的锡原子，从而形成锑掺杂的二氧化锡。透射电镜观察表明粉体由粒径为5 lOnm的ATO纳米晶聚集在一起，形成了直径为80 120nm的均匀纳米微球，具有良好分散性。 实施例3 称取0. 2399g醋酸锑、3. 5603g醋酸锡在烧杯中溶解于少量无水乙醇中，加入 0. 11gSDBS，再加入40ml乙二醇溶液，混合均匀。把该反应溶液转移到反应釜中，于17(TC下 反应14小时，取出反应釜冷却至室温得到产物。将产物在转速为7000rpm离心分离10min， 用去离子水洗涤至无CH3COO—为止，用无水乙醇洗涤2次，产物在6(TC下烘干12h，得到ATO 纳米粉体。XRD测试结果表明合成的粉体是四方晶相的Sn(^，无任何杂质相存在，说明Sb" 已经很好的掺杂到Sn02中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锑掺杂氧化锡纳米微球的制备方法，包括：　　（１）在室温下，称取锑和锡的摩尔比为５～１５∶１００的锑盐和锡盐，用无水乙醇溶解，加入锡盐和锑盐总重量２～５％的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，然后加入３０～５０ｍｌ乙二醇溶液，混合均匀得到反应溶液；　　（２）将步骤（１）中的反应溶液放入反应釜中，在１５０～１９０℃反应１０～１８ｈ，自然冷却至室温得到产物；　　（３）将产物离心分离，转速为６０００～８０００ｒｐｍ，时间为３～２０ｍｉｎ，用去离子水洗涤，无水乙醇洗涤１～３次，产物在４０～８０℃烘干６～２４ｈ后得到由粒径为５～１０ｎｍ的ＡＴＯ纳米晶聚集而成的直径为８０～１２０ｎｍ的ＡＴＯ纳米微球。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李耀刚，朱冰洁，周峰，王宏志，张青红，朱美芳，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]