CN103058278B

CN103058278B - 一种氧化锡锑纳米粉体的制备方法

Info

Publication number: CN103058278B
Application number: CN201210588441.9A
Authority: CN
Inventors: 孙仲毅; 吴荻
Original assignee: YICHANG SANXIA ZHONGRUN NANO MATERIAL CO Ltd
Current assignee: Guangdong topology Technology Development Co., Ltd.
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2032-12-31
Also published as: CN103058278A

Abstract

本发明公开了一种氧化锡锑纳米粉体的制备方法，由以下工艺步骤组成：（1）将锡无机盐、锑无机盐溶解于稀盐酸中，在搅拌的过程中逐步加入碱溶液直至锡离子和锑离子沉淀完全，得到氢氧化锡与氢氧化锑前驱物；（2）过滤分离并对氢氧化锡与氢氧化锑前驱物进行洗涤；（3）向氢氧化锡与氢氧化锑前驱物中加入水及分散剂，搅拌均匀后在温度为150～250℃的条件下于水热反应釜中连续搅拌反应1～6h，制得纳米浆料；（4）对纳米浆料分离干燥后进行煅烧，再进行气流粉碎后制得氧化锡锑纳米粉体；本发明的方法有效降低生产过程对设备的要求，得到高性能高纯度的纳米材料。

Description

一种氧化锡锑纳米粉体的制备方法

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种氧化锡锑纳米粉体的制备方法。

背景技术

纳米材料是指构成材料的晶粒尺寸在1～100nm范围内的新型材料。纳米材料的尺寸范围介于宏观与微观之间，使其在催化、光电、磁性、力学等方面表现出许多特别的物理和化学性能，具有许多重要的应用价值，能广泛应用于电子和通讯、生物、能源、制造工业、汽车工业、航空和航天、化工、新型材料、环保等领域。

纳米粉体是纳米材料的核心，目前制备纳米粉体的方法主要有物理法和化学法，采用物理法制备纳米粉体，粒径分布宽，粒径大小不可控，粒子形状变化大，纯度低，不适合大规模生产高性能纳米粉体材料。

化学法主要有气相沉积法、沉淀法、水热合成法、溶胶凝胶法、微乳液法等。其中，气相沉积法对设备的要求高，成本大；溶胶凝胶法和微乳液法污染严重，得到的产物纯度低，粒径不可控；沉淀法虽然生产过程简单，对设备要求低，但得到的产品纯度不高，粒径难以得到有效控制；水热法能够得到纯度高、粒径分布窄、粒径可控的产物，但是反应过程需要在高温高压的环境下进行，对设备要求更较高，生产过程存在一定的危险性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种氧化锡锑纳米粉体的制备方法，既能降低生产过程中对设备的要求，又能得到高性能、高纯度的纳米粉体材料，而且整个生产过程安全环保。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案。

一种氧化锡锑纳米粉体的制备方法，它由以下工艺步骤组成：

第（1）步：将锡无机盐、锑无机盐溶解于稀盐酸中，在搅拌的过程中逐步加入碱溶液直至pH值达到6～10，继续搅拌，直至锡离子和锑离子沉淀完全，得到氢氧化锡与氢氧化锑前驱物；

其中，所述碱溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或者氨水溶液，优选的，所述碱溶液为氨水溶液。

第（2）步：过滤离分离并利用去离子水洗涤氢氧化锡与氢氧化锑前驱物，将可溶性物质除去；

第（3）步：向第（2）步洗涤后的前驱物中加入水及分散剂，搅拌均匀后转移至水热反应釜；

第（4）步：控制水热反应釜中的温度为150～250℃，在搅拌的条件下连续反应1～6h，制得氧化锡锑纳米浆料；

第（5）步：分离干燥后，制得氧化锡锑粉料混合物，在550～800℃的条件下煅烧0.5～4h，再进行气流粉碎后制得氧化锡锑纳米粉体。

其中，所述第（1）步中锡无机盐为可溶性锡无机盐。

优选的，所述可溶性锡无机盐为硝酸锡、四氯化锡中的任意一种或两种的混合物。

其中，所述第（1）步中锑无机盐为可溶性锑无机盐。

优选的，所述可溶性锑无机盐为硝酸锑、三氯化锑中的任意一种或两种的混合物。

其中，所述第（1）步中稀盐酸的浓度为3～36%。

其中，所述第（3）步中水的加入量为所述氢氧化锡与氢氧化锑前驱物重量的2～5倍。

其中，所述第（3）步中分散剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、酒石酸中的任意一种或两种以上的混合物。

其中，所述第（3）步中分散剂的加入量为所述氢氧化锡与氢氧化锑前驱物与水的总重量的0.1～5%。

一种氧化锡锑纳米粉体。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）本发明的氧化锡锑纳米粉体的制备方法，工艺简单，首先使用沉淀法生产前驱物，再进行水热处理，降低了整个生产过程中对设备的要求；

（2）可以通过对反应时间、温度的控制，实现对纳米材料粒径的控制，以满足生产不同粒径产品的需求，实用性强；

（3）所得纳米材料的粒径分布窄、纯度高、品质优良；

（4）整个生产过程安全环保，对环境无污染。

附图说明：

图1为本发明的氧化锡锑纳米粉体的SEM图。

图2为本发明的制备方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明进行详细的描述。

实施例1。

第（1）步：将硝酸锡、硝酸锑分别溶解于浓度为3%和浓度为36%的稀盐酸中，完全溶解后转移至搪瓷反应釜中，在机械搅拌的条件下缓慢加入氢氧化钠直至pH值达到10，继续搅拌，直至锡离子和锑离子沉淀完全，得到氢氧化锡与氢氧化锑前驱物。

第（2）步：过滤分离并利用去离子水洗涤氢氧化锡与氢氧化锑前驱物，直至将可溶性物质完全除去。

第（3）步：向第（2）步洗涤后的前驱物中加入2倍于所述氢氧化锡与氢氧化锑前驱物重量的水，再加入十二烷基磺酸钠，所述十二烷基磺酸钠的加入量为所述氢氧化锡与氢氧化锑前驱物与水的总重量的5%，搅拌均匀后转移至水热反应釜。

第（4）步：控制水热反应釜中的温度为250℃，在搅拌状态下连续反应1h，制得纳米浆料。

第（5）步：分离干燥后，制得氧化锡锑粉料混合物，在800℃的条件下煅烧2h，利用气流粉碎后制得氧化锡锑纳米粉体。

应用本实施例的制备方法制得的氧化锡锑纳米粉体。

实施例2。

第（1）步：将四氯化锡、三氯化锑分别溶解于浓度为10%和浓度为32%的稀盐酸中，完全溶解后转移至搪瓷反应釜中，在机械搅拌的条件下缓慢加入氨水直至pH值达到9，继续搅拌，直至锡离子和锑离子沉淀完全，得到氢氧化锡与氢氧化锑前驱物。

第（3）步：向第（2）步洗涤后的前驱物中加入3倍于所述氢氧化锡与氢氧化锑前驱物重量的水，再加入十二烷基苯磺酸钠，所述十二烷基苯磺酸钠的加入量为所述氢氧化锡与氢氧化锑前驱物与水的总重量的3%，搅拌均匀后转移至水热反应釜。

第（4）步：控制水热反应釜中的温度为220℃，在搅拌状态下连续反应2h，制得纳米浆料。

第（5）步：分离干燥后，制得氧化锡锑粉料混合物，在750℃的条件下煅烧1h，然后进行气流粉碎，制得氧化锡锑纳米粉体。

应用本实施例的制备方法制得的氧化锡锑纳米粉体。

实施例3。

第（1）步：将硝酸锡、三氯化锑分别溶解于浓度为15%和浓度为30%的稀盐酸中，完全溶解后转移至搪瓷反应釜中，在机械搅拌的条件下缓慢加入氢氧化钾直至pH值达到8，继续搅拌，直至锡离子和锑离子沉淀完全，得到氢氧化锡与氢氧化锑前驱物。

第（3）步：向第（2）步洗涤后的前驱物中加入4倍于所述氢氧化锡与氢氧化锑前驱物重量的水，再加入聚乙烯吡咯烷酮，所述聚乙烯吡咯烷酮的加入量为所述氢氧化锡与氢氧化锑前驱物与水的总重量的0.5%，搅拌均匀后转移至水热反应釜。

第（4）步：控制水热反应釜中的温度为200℃，在搅拌状态下连续反应3h，制得纳米浆料。

第（5）步：分离干燥后，制得氧化锡锑粉料混合物，在700℃的条件下煅烧0.5h，然后进行气流粉碎，制得氧化锡锑纳米粉体。

应用本实施例的制备方法制得的氧化锡锑纳米粉体。

实施例4。

第（1）步：将四氯化锡、硝酸锑分别溶解于浓度为20%和浓度为28%的稀盐酸中，完全溶解后转移至搪瓷反应釜中，在机械搅拌的条件下缓慢加入氨水直至pH值达到8，继续搅拌，直至锡离子和锑离子沉淀完全，得到氢氧化锡与氢氧化锑前驱物。

第（3）步：向第（2）步洗涤后的前驱物中加入5倍于所述氢氧化锡与氢氧化锑前驱物重量的水，再加入聚乙二醇，所述聚乙二醇的加入量为所述氢氧化锡与氢氧化锑前驱物与水的总重量的1%，搅拌均匀后转移至水热反应釜。

第（4）步：控制水热反应釜中的温度为180℃，在搅拌状态下连续反应5h，制得纳米浆料。

第（5）步：分离干燥后，制得氧化锡锑粉料混合物，在650℃的条件下煅烧4h，然后进行气流粉碎，制得氧化锡锑纳米粉体。

应用本实施例的制备方法制得的氧化锡锑纳米粉体。

实施例5。

第（1）步：将硝酸锡、四氯化锡溶解于浓度为25%的稀盐酸中，将硝酸锑、三氯化锑溶解于浓度为24%的稀盐酸中，完全溶解后转移至搪瓷反应釜中，在机械搅拌的条件下缓慢加入氢氧化钠直至pH值达到7，继续搅拌，直至锡离子和锑离子沉淀完全，得到氢氧化锡与氢氧化锑前驱物。

第（3）步：向第（2）步洗涤后的前驱物中加入3倍于所述氢氧化锡与氢氧化锑前驱物重量的水，再加入酒石酸，所述酒石酸的加入量为所述氢氧化锡与氢氧化锑前驱物与水的总重量的0.2%，搅拌均匀后转移至水热反应釜。

第（4）步：控制水热反应釜中的温度为150℃，在搅拌状态下连续反应4h，制得纳米浆料。

第（5）步：分离干燥后，制得氧化锡锑粉料混合物，在600℃的条件下煅烧3h，然后进行气流粉碎，制得氧化锡锑纳米粉体。

应用本实施例的制备方法制得的氧化锡锑纳米粉体。

实施例6。

第（1）步：将硝酸锡、四氯化锡溶解于浓度为36%的稀盐酸中，将硝酸锑、三氯化锑溶解于浓度为20%的稀盐酸中，完全溶解后转移至搪瓷反应釜中，在机械搅拌的条件下缓慢加入氢氧化钾直至pH值达到6，继续搅拌，直至锡离子和锑离子沉淀完全，得到氢氧化锡与氢氧化锑前驱物。

第（3）步：向第（2）步洗涤后的前驱物中加入4倍于所述氢氧化锡与氢氧化锑前驱物重量的水，再加入十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、酒石酸的混合物，所述十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、酒石酸的加入量为所述氢氧化锡与氢氧化锑前驱物与水的总重量的0.1%，搅拌均匀后转移至水热反应釜。

第（4）步：控制水热反应釜中的温度为200℃，在搅拌状态下连续反应6h，制得纳米浆料。

第（5）步：分离干燥后，制得氧化锡锑粉料混合物，在550℃的条件下煅烧3h，然后进行气流粉碎，制得氧化锡锑纳米粉体。

应用本实施例的制备方法制得的氧化锡锑纳米粉体。

实施例1-6制备的氧化锡锑纳米粉体的粒径以及纯度如表1所示。

表1。

项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							粒径/nm	10.8	10.1	12.3	11.6	11.3	13.2
纯度/%	99.5	99.7	99.5	99.8	99.6	99.7

以上数据表明，通过本发明的氧化锡锑纳米粉体的制备方法，制得的氧化锡锑纳米粉体的粒径分布窄、粒径可控，纯度高，品质好。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims

1.一种氧化锡锑纳米粉体的制备方法，其特征在于，它由以下工艺步骤组成：

第（1）步：将锡无机盐、锑无机盐溶解于稀盐酸中，稀盐酸的浓度为3～36%，在搅拌的过程中逐步加入碱溶液直至pH值达到6～10，继续搅拌，直至锡离子和锑离子沉淀完全，得到氢氧化锡与氢氧化锑前驱物；

第（2）步：过滤分离并利用去离子水洗涤氢氧化锡与氢氧化锑前驱物，将可溶性物质除去；

第（3）步：向第（2）步洗涤后的前驱物中加入水及分散剂，水的加入量为所述氢氧化锡与氢氧化锑前驱物重量的2～5倍，分散剂的加入量为所述氢氧化锡与氢氧化锑前驱物与水的总重量的0.1～5%，搅拌均匀后转移至水热反应釜；分散剂为十二烷基磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、酒石酸中的任意一种或两种以上的混合物；

第（4）步：控制水热反应釜中的温度为150～250℃，在搅拌的条件下连续反应1～6h，制得纳米浆料；

2.根据权利要求1所述的氧化锡锑纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述第（1）步中锡无机盐为可溶性锡无机盐。

3.根据权利要求2所述的氧化锡锑纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述可溶性锡无机盐为硝酸锡、四氯化锡中的任意一种或两种的混合物。

4.根据权利要求1所述的氧化锡锑纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述第（1）步中锑无机盐为可溶性锑无机盐。

5.根据权利要求4所述的氧化锡锑纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述可溶性锑无机盐为硝酸锑、三氯化锑中的任意一种或两种的混合物。