CN103553120A - 一种锑掺杂二氧化锡粉体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锑掺杂二氧化锡粉体的制备方法;该制备方法是将三氯化锑、五水四氯化锡和配合剂混合加入到盐酸溶液中,搅拌均匀,制得透明液体;将分散剂、五水四氯化锡、水和乙醇混合均匀,作为底液;将透明液体与沉淀剂氨水采用双滴定方式在30~80min内滴加到底液中,搅拌下控制反应温度为50~60℃,控制反应终点pH在5~6之间;滴定完后,停止搅拌,熟化,得到前驱体悬浮液;然后将制得的前驱体沉淀经过滤、水洗、醇洗、共沸蒸馏、干燥、研磨、煅烧制得。本发明实现了锡和锑的同步水解和沉淀,达到锑的均匀掺杂,该方法制备的粉体具有粒子细小、结构疏松、团聚少,易于分散等优点。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料领域,具体涉及到一种可用于透明隔热涂料的锑掺杂二氧化锡的制备方法。
背景技术
锑掺杂氧化锡(Anatimony doped Tin Oxide,ATO)是一种N型半导体,具有化学性质稳定、电阻低、耐磨、耐腐蚀等优点,是一种具有广泛应用前景的新型多功能材料,在抗静电塑料、隔热涂料、纤维、防辐射抗静电涂层材料、电极材料气、红外吸收隔热材料、敏元件等方面有广泛应用,使其制备与应用也越来越受到人们的重视。
纳米透明隔热玻璃涂料作为新型节能环保材料引起了学术和工业界的高度关注。这种涂料引入了光谱选择性的无机半导体纳米粒子(如SiO2、ITO、ATO、AZO等),阻止了对视觉没有贡献的紫外光区和近红外光区能量传递,阻隔了一半以上最终转化为热能的太阳光能量;同时纳米粒子的粒径远小于可见光波长范围,对可见光透过影响不大,因此可制备出高透明的隔热涂膜,具有很好的应用前景和经济价值。氧化锡锑(ATO)具有较好的隔热性能,且产品性能稳定,价格相对便宜,是目前纳米透明隔热涂料中应用最多的半导体粒子。
制备锑掺杂二氧化锡纳米粉体最常用的方法是液相法,包括化学共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法等。化学共沉淀法制备因工艺简单、成本低、粉体纯度高、条件易于控制、合成周期短等优点而被广泛应用。张建荣等以SnCl4和SbCl3为原料,用非均相成核法在Sn(OH)4晶种上均匀生长Sb掺杂Sn(OH)4来制备纳米ATO粉,控制pH值可使粉体分散均匀、基本无团聚[纳米ATO粉体的制备及性能研究,硅酸盐通报,2003,22(4):3-6]。Rockenberge等将SnCl4和SbCl3溶解于浓HCl中,滴加浓氨水制得沉淀,烘干焙烧后得到粒径为2~6nm的ATO粉[Near edge X-ray absorption fine structure measurements(XANES)and extended X-rayabsorption fine structure measurements(EX-AFS)of the valence state and coordination ofantimony in doped nanocrystalline SnO2.J ChemPhys,2000,112(9):4296-4304]。杨建广在充分回收含锡阳极泥有价金属的基础上,采用从锡锑二次资源中直接提取的高纯氯锡酸铵和氯氧锑为原料,采用配合-共沉淀法合成性能优良的纳米ATO粉末[配合共沉淀法制备锑掺杂二氧化锡(ATO)粉.中国有色金属学报,2005,15(6):966-974]。但是这些传统的共沉淀法存在一些缺陷:(1)Sn4+、Sb3+水解速率相差较大,很难形成Sn(OH)4、Sb(OH)3的共同沉淀,最后制得的ATO纳米粉体未能实现真正意义上的掺杂,得到的粉体性能较差。(2)溶液中的范德华力、氢键等容易使前驱体胶粒形成软团聚,同时前驱体胶粒表面易吸附水分子和自由羟基,如不能较好除去,在后续的处理过程中易引起粉体产生团聚。
发明内容
本发明为克服传统共沉淀法制备掺锑二氧化锡中的不足,提供了一种改进的化学共沉淀法锑掺杂二氧化锡的制备方法,该方法工艺简单、锑掺杂均匀、纯度高、粉体细小、均匀、易分散,具有良好的光电性能。
本发明为实现上述目的,采用以下技术手段:
一种锑掺杂二氧化锡粉体的制备方法,包括以下步骤:
(1)将三氯化锑、五水四氯化锡和配合剂以摩尔比0.03~0.25:1:0.06~0.12的比例混合加入到盐酸溶液中,搅拌均匀,制得透明液体;所述的配合剂为酒石酸、柠檬酸和聚丙烯酸中的一种或多种;盐酸与五水四氯化锡的摩尔比为2~6:1;
(2)将分散剂、五水四氯化锡、水和乙醇按质量比(0.1~0.5):1:(10~25):(10~25)混合均匀,作为底液;所述分散剂为聚乙二醇、聚乙烯醇(PVA)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚甲基丙烯酸钠中的一种或多种;
(3)将步骤(1)所得的透明液体与沉淀剂氨水采用双滴定方式在30~80min内滴加到底液中,搅拌下控制反应温度为50~60℃,控制反应终点pH在5~6之间;滴定完后,停止搅拌,熟化2~5hr,得到前驱体悬浮液;
(4)将步骤(3)所得的前驱体悬浮液过滤,用去离子水洗涤直至用硝酸银溶液检测滤液中没有氯离子;
(5)将步骤(4)所得的沉淀用乙醇洗涤2~4次,再将沉淀物溶剂于有机溶剂中,利用旋转蒸发仪减压共沸蒸馏,进一步除去沉淀物中的水分;所述有机溶剂为正丁醇、甲苯、二甲苯一种或多种;
(6)将步骤(5)所得的沉淀物干燥,研磨,过筛;将筛得的粉体置于马弗炉中500~1000℃煅烧2~5hr,即可得到蓝色掺锑二氧化锡粉体。
为进一步实现本发明目的,优选地,所述500~1000℃煅烧前还包括先将筛得的粉体置于马弗炉中,马弗炉温度调节到300~350℃煅烧0.5~1hr。
所述干燥步骤为在真空干燥箱内维持温度为50~80℃,干燥4~12hr。
所述盐酸溶液的浓度为(2~5)mol/L。
所述氨水的浓度为1~3mol/L。
步骤(3)所述搅拌速度为300~800rpm,洗涤是用去离子水洗涤3~8次。
所述过筛为用300目滤布过筛。
本发明相比其它制备方法有以下优点;
(1)化学共沉淀法结合配合剂(酒石酸、柠檬酸、聚丙烯酸钠等)制备锑掺杂二氧化锡纳米粉体,可有效控制锡离子和锑离子的释放速度,实现锡和锑的均匀掺杂。
(2)采用原料溶液和沉淀剂氨水双滴定的方式控制沉淀速度,使得锡离子和锑离子真正实现同步水解。
(3)反应底液中以醇水混合物为主,并加入适量分散剂(聚乙二醇、PVA、CTAB等)能够制得分散性良好,颗粒细小均匀的前驱体胶粒。
(4)将得到的前驱体过滤洗涤后,将其溶解于有机溶剂中,利用减压共沸蒸馏的方式进一步去除前驱体中的水分,减少了在干燥和煅烧过程中硬团聚的形成,制得的ATO粉体易于研磨分散。
附图说明
图1分别为实施例1、2、3掺锑量10%、15%、17%(摩尔分数)制得ATO粉体的XRD测试谱图。
图2是实施例1中ATO分散液粒子粒径分布图。
图3是实施例2中ATO分散液粒子粒径分布图。
图4是实施例3中ATO分散液粒子粒径分布图。
图5是实施例4中ATO分散液粒子粒径分布图。
图6是实施例5中ATO分散液粒子粒径分布图。
图7是实施例6中ATO分散液粒子粒径分布图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明,但是本发明的实施方式不限如此。
实施例1
(1)取8.76g五水四氯化锡、0.57g三氯化锑(掺锑量量为10%)及0.32g酒石酸溶于40mL的2mol/L盐酸溶液中,得到透明的溶液A。将质量分数为25%的浓氨水稀释到1mol/L,为溶液B。底液为150mL去离子水和150mL乙醇的混合液并加入3g聚乙二醇-2000作为分散剂,为溶液C。
(2)将溶液A、溶液B以双滴定的方式滴加到溶液C中,滴加时间53min,搅拌速度350rpm,反应温度控制在55℃。
(3)滴定反应完后,控制反应终点pH在5~6,熟化2hr;得到淡黄色的前驱体悬浮液;
(4)将熟化后的前驱体悬浮液抽滤,用去离子水洗涤,用硝酸银检测滤液中的氯离子,直到滤液中检测不到氯离子停止水洗,再用乙醇洗涤两次。
(5)将前驱体滤饼溶于40mL正丁醇中,利用旋转蒸发仪,70℃减压共沸蒸馏,进一步除去沉淀物中的水分。
(6)将得到的前驱体放在真空干燥箱内,50℃干燥12h。
(7)将干燥好的前驱体放在研钵内慢慢研磨,用300目滤布过筛,将过筛好的粉体置于马弗炉内,350℃煅烧0.5hr,调高到600℃煅烧4h,得到蓝色ATO粉体。
(8)将反应终点pH在5~6,煅烧温度600℃,煅烧时间4hr,掺锑量为10%(摩尔分数)条件下制得的ATO粉体分析进行XRD测试。测试结果如图1中最上的图。
如图1所示,(110)面衍射峰最强,(101)面衍射峰次之,(211)面衍射峰再次之,ATO粉体的衍射峰位置与标准四方相SnO2的衍射峰位置相对应,并没有出现新的衍射峰,表明制得的ATO粉体样品具有四方相金红石的结构,同时表明Sb并未形成第二相,可以推断Sb已经掺杂进SnO2的晶格中。
(9)取24.0g水,加入0.51g分散剂,搅拌10min,调节溶液pH在9~10之间,加入3.0g ATO粉体,搅拌10min,将混合液转移到精磨机中研磨分散,研磨用锆珠大小为0.2mm,用量为28~30mL,转速3000rp,研磨分散时间4hr,即可得到最好的分散效果。经粒径测试,溶液中ATO粒子平均粒径为105.9nm,且粒径峰分布均、峰行尖锐,说明ATO粒子粒径细小且分布均匀,如图2所示。
(10)以干膜中ATO含量10%为标准,将得到的ATO分散液与聚氨酯乳液按1:2.5的质量比复配,并加入上述复配物质量的1.5%成膜助剂二乙二醇单丁醚、0.8%流平剂RM2020、0.2%润湿剂NP-100、0.6%消泡剂BYK019、0.8附着力促进剂BR6180制得透明隔热玻璃涂料,将其涂布在普通透明玻璃上,涂膜湿膜厚度为30μm,干膜后既得到透明隔热玻璃。利用<黎燕利,陈明凤,纳米氧化锡锑涂料制备及透明隔热性研究[J].化工新材料,Vol38.No8,2010.08>中的装置测试隔热效果,测试结果显示此时隔热效果为4.2℃,效果明显。
实施例2
(1)取8.76g五水四氯化锡、0.86g三氯化锑(掺锑量量的15%)及0.40g柠檬酸溶于40mL的2mol/L盐酸溶液中,得到透明溶液A。将质量分数为25%的浓氨水稀释到1mol/L,为溶液B。底液为200mL去离子水和100mL乙醇的混合液并加入1.5g聚乙烯醇作为分散剂,为溶液C。
(2)将A、B溶液以双滴定的方式滴加到底液C中,滴加时间65min,搅拌速度600rpm,反应温度控制在55℃。
(3)滴定反应完后,控制反应终点pH在5~6,熟化4hr。
(4)将熟化后的前驱体悬浮液抽滤,用去离子水洗涤,用硝酸银检测滤液中的氯离子,直到滤液中检测不到氯离子停止水洗,再用乙醇洗涤两次。
(5)将前驱体滤饼溶于40mL甲苯中,利用旋转蒸发仪,90℃减压共沸蒸馏。
(6)将得到的前驱体放在真空干燥箱内,80℃干燥8hr。
(7)将干燥好的前驱体放在研钵内慢慢研磨,用300目滤布过筛,将过筛好的粉体放在马弗炉内,350℃煅烧0.5hr,调高到800℃煅烧2hr,得到蓝色ATO粉体。
(8)将反应终点pH在5~6,煅烧温度800℃,煅烧时间2hr,掺锑量为15%(摩尔分数)条件下制得的ATO粉体分析进行XRD测试。测试结果如图1中间的图。
图中所示,(110)面衍射峰最强,(101)面衍射峰次之,(211)面衍射峰再次之,ATO粉体的衍射峰位置与标准四方相SnO2的衍射峰位置相对应,并没有出现新的衍射峰,表明制得的ATO粉体样品具有四方相金红石的结构,同时表明Sb并未形成第二相,可以推断Sb已经掺杂进SnO2的晶格中。
(9)取23.5g水,加入0.49g分散剂,搅拌10min,调节溶液pH在9~10之间,加入3.0g ATO粉体,搅拌10min,将混合液转移到精磨机中研磨分散,研磨用锆珠大小为0.2mm,用量为28~30mL,转速3000rp,研磨分散时间4hr,即可得到最好的分散效果。经粒径测试,溶液中ATO粒子平均粒径为64.93nm,且粒径峰分布均、尖锐,说明ATO粒子粒径细小且分布均匀,如图3。
(10)以干膜中ATO含量10%为标准,将得到的ATO分散液与聚氨酯乳液按1:2.5(体积比还是质量比)比例复配,并加入上述复配物质量的1.5%成膜助剂二乙二醇单丁醚、0.8%流平剂RM2020、0.2%润湿剂NP-100、0.6%消泡剂BYK019、0.8附着力促进剂BR6180制得透明隔热玻璃涂料,将其涂布在普通透明玻璃上,涂膜湿膜厚度为30μm,干膜后既得到透明隔热玻璃。利用<黎燕利,陈明凤,纳米氧化锡锑涂料制备及透明隔热性研究[J].化工新材料,Vol38.No8,2010.08>中的装置测试隔热效果,测试结果显示此时隔热效果为4.9℃。
实施例3
(1)取10.51g五水四氯化锡、1.18g三氯化锑(掺锑量为17%)及0.41g酒石酸溶于40mL的2mol/L盐酸溶液中,得到透明溶液A。将质量分数为25%的浓氨水稀释到1mol/L,为溶液B,底液为150mL去离子水和150mL乙醇的混合液并加入0.8g CTAB作为分散剂,为溶液C。
(2)将溶液A、溶液B以双滴定的方式滴加到底液C中,滴加时间80min,搅拌速度800rpm,反应温度控制在55℃。
(3)滴定反应完后,控制反应终点pH在5~6,熟化2hr。
(4)将熟化后的前驱体悬浮液抽滤,用去离子水洗涤,用硝酸银检测滤液中的氯离子,直到滤液中检测不到氯离子停止水洗,再用乙醇洗涤两次。
(5)将前驱体滤饼溶于40mL二甲苯中,利用旋转蒸发仪,90℃减压共沸蒸馏。
(6)将得到的前驱体放在真空干燥箱内,80℃干燥8hr。
(7)将干燥的前驱体放在研钵内慢慢研磨,用300目滤布过筛,将过筛好的粉体放在马弗炉内,350℃煅烧0.5hr,调高到800℃煅烧2hr,得到蓝色ATO粉体。
(8)将反应终点pH在5~6,煅烧温度800℃,煅烧时间2hr,掺锑量为17%(摩尔分数)条件下制得的ATO粉体分析进行XRD测试。测试结果如图1中最下面的图。
图中所示,(110)面衍射峰最强,(101)面衍射峰次之,(211)面衍射峰再次之,ATO粉体的衍射峰位置与标准四方相SnO2的衍射峰位置相对应,并没有出现新的衍射峰,表明制得的ATO粉体样品具有四方相金红石的结构,同时表明Sb并未形成第二相,可以推断Sb已经掺杂进SnO2的晶格中。
(9)取23.6g水,加入0.50g分散剂,搅拌10min,调节溶液pH在9~10之间,加入3.0g ATO粉体,搅拌10min,将混合液转移到精磨机中研磨分散,研磨用锆珠大小为0.2mm,用量为28~30mL,转速3000rp,研磨分散时间4hr,即可得到最好的分散效果。经粒径测试,溶液中ATO粒子平均粒径为122.1nm,且粒径峰分布均、峰行尖锐,说明ATO粒子粒径细小且分布均匀,如图4。
(10)以干膜中ATO含量10%为标准,将得到的ATO分散液与聚氨酯乳液按1:2.5比例复配,并加入上述复配物质量的1.5%成膜助剂二乙二醇单丁醚、0.8%流平剂RM2020、0.2%润湿剂NP-100、0.6%消泡剂BYK019、0.8附着力促进剂BR6180制得透明隔热玻璃涂料,将其涂布在普通透明玻璃上,涂膜湿膜厚度为30μm,干膜后既得到透明隔热玻璃。利用<黎燕利,陈明凤,纳米氧化锡锑涂料制备及透明隔热性研究[J].化工新材料,Vol38.No8,2010.08>中的装置测试隔热效果,测试结果显示此时隔热效果为5.6℃,效果明显。
实施例4
(1)取10.51g五水四氯化锡、0.92g三氯化锑(掺锑量为13%)及0.36g柠檬酸溶于40mL的2mol/L盐酸溶液中,得到透明溶液A。将质量分数为25%的浓氨水稀释到1mol/L,为溶液B,底液为150mL去离子水和150mL乙醇的混合液并加入3.5g聚乙二醇-2000作为分散剂,为溶液C。
(2)将A、B溶液以双滴定的方式滴加到底液C中,滴加时间80min,搅拌速度800rpm,反应温度控制在55℃。
(3)滴定反应完后,控制反应终点pH在6~7,熟化2hr。
(4)将熟化后的前驱体悬浮液抽滤,用去离子水洗涤,用硝酸银检测滤液中的氯离子,直到滤液中检测不到氯离子停止水洗,再用乙醇洗涤两次。
(5)将前驱体滤饼溶于40mL甲苯中,利用旋转蒸发仪,90℃减压共沸蒸馏。
(6)将得到的前驱体放在真空干燥箱内,80℃干燥8hr。
(7)将干燥的前驱体放在研钵内慢慢研磨,用300目滤布过筛,将过筛好的粉体放在马弗炉内,350℃煅烧0.5hr,调高到1000℃煅烧2hr,得到蓝色ATO粉体。
(8)取24g水,加入0.51g分散剂,搅拌10min,调节溶液pH在9~10之间,加入3.0gATO粉体,搅拌10min,将混合液转移到精磨机中研磨分散,研磨用锆珠大小为0.2mm,用量为28~30mL,转速3000rp,研磨分散时间4hr,即可得到最好的分散效果。经粒径测试,溶液中ATO粒子平均粒径为125.9nm,且粒径峰分布均、峰行尖锐,说明ATO粒子粒径细小且分布均匀,如图5。
(9)以干膜中ATO含量10%为标准,将得到的ATO分散液与聚氨酯乳液按1:2.5比例复配,并加入上述复配物质量的1.5%成膜助剂二乙二醇单丁醚、0.8%流平剂RM2020、0.2%润湿剂NP-100、0.6%消泡剂BYK019、0.8附着力促进剂BR6180制得透明隔热玻璃涂料,将其涂布在普通透明玻璃上,涂膜湿膜厚度为30μm,干膜后既得到透明隔热玻璃。利用<黎燕利,陈明凤,纳米氧化锡锑涂料制备及透明隔热性研究[J].化工新材料,Vol38.No8,2010.08>中的装置测试隔热效果,测试结果显示此时隔热效果为4.6℃,效果明显。
实施例5
取9.42g五水四氯化锡、0.48g三氯化锑及0.48g酒石酸溶于40mL的2mol/L盐酸溶液中,得到透明溶液A。将质量分数为25%的浓氨水稀释到1mol/L,为溶液B,底液为150mL去离子水和150mL乙醇的混合液并加入2.5g聚乙烯醇作为分散剂,为溶液C。
(2)将A、B溶液以双滴定的方式滴加到底液C中,滴加时间70min,搅拌速度700rpm,反应温度控制在55℃。
(3)滴定反应完后,控制反应终点pH在3~4,熟化3hr。
(4)将熟化后的前驱体悬浮液抽滤,用去离子水洗涤,用硝酸银检测滤液中的氯离子,直到滤液中检测不到氯离子停止水洗,再用乙醇洗涤两次。
(5)将前驱体滤饼溶于40mL正丁醇中,利用旋转蒸发仪,70℃减压共沸蒸馏。
(6)将得到的前驱体放在真空干燥箱内,50℃干燥12hr。
(7)将干燥的前驱体放在研钵内慢慢研磨,用300目滤布过筛,将过筛好的粉体放在马弗炉内,350℃煅烧0.5hr,调高到900℃煅烧2hr,得到蓝色ATO粉体。
(8)取24.0g水,加入0.52g分散剂,搅拌10min,调节溶液pH在9~10之间,加入3.0g ATO粉体,搅拌10min,将混合液转移到精磨机中研磨分散,研磨用锆珠大小为0.2mm,用量为28~30mL,转速3000rp,研磨分散时间4hr,即可得到最好的分散效果。经粒径测试,溶液中ATO粒子平均粒径为104.1nm,且粒径峰分布均、分行、峰行尖锐,说明ATO粒子粒径细小且分布均匀,如图6。
(9)以干膜中ATO含量10%为标准,将得到的ATO分散液与聚氨酯乳液按1:2.5比例复配,并加入上述复配物质量的1.5%成膜助剂二乙二醇单丁醚、0.8%流平剂RM2020、0.2%润湿剂NP-100、0.6%消泡剂BYK019、0.8附着力促进剂BR6180制得透明隔热玻璃涂料,将其涂布在普通透明玻璃上,涂膜湿膜厚度为30μm,干膜后既得到透明隔热玻璃。利用<黎燕利,陈明凤,纳米氧化锡锑涂料制备及透明隔热性研究[J].化工新材料,Vol38.No8,2010.08>中的装置测试隔热效果,测试结果显示此时隔热效果为4.2℃。
实施例6
(1)取7.57g五水四氯化锡、0.42g三氯化锑及0.36柠檬酸溶于40mL的2mol/L盐酸溶液中,得到透明溶液A。将质量分数为25%的浓氨水稀释到1mol/L,为溶液B,底液为150mL去离子水和150mL乙醇的混合液并加入0.5g CTAB作为分散剂,为溶液C。
(2)将A、B溶液以双滴定的方式滴加到底液C中,滴加时间80min,搅拌速度800rpm,反应温度控制在55℃。
(3)滴定反应完后,控制反应终点pH在7~8,熟化4hr。
(4)将熟化后的前驱体悬浮液抽滤,用去离子水洗涤,用硝酸银检测滤液中的氯离子,直到滤液中检测不到氯离子停止水洗,再用乙醇洗涤两次。
(5)将前驱体滤饼溶于40mL二甲苯中,利用旋转蒸发仪,90℃减压共沸蒸馏。
(6)将得到的前驱体放在真空干燥箱内,60℃干燥10hr。
(7)将干燥的前驱体放在研钵内慢慢研磨,用300目滤布过筛,将过筛好的粉体放在马弗炉内,350℃煅烧0.5hr,调高到700℃煅烧3hr,得到蓝色ATO粉体。
(8)取23.8g水,加入0.49g分散剂,搅拌10min,调节溶液pH在9~10之间,加入3.0g ATO粉体,搅拌10min,将混合液转移到精磨机中研磨分散,研磨用锆珠大小为0.2mm,用量为28~30mL,转速3000rp,研磨分散时间4hr,即可得到最好的分散效果。经粒径测试,溶液中ATO粒子平均粒径为125.8nm,且粒径峰分布均、峰行尖锐,说明ATO粒子粒径细小且分布均匀,如图7。
(9)以干膜中ATO含量10%为标准,将得到的ATO分散液与聚氨酯乳液按1:2.5比例复配,并加入上述复配物质量的1.5%成膜助剂二乙二醇单丁醚、0.8%流平剂RM2020、0.2%润湿剂NP-100、0.6%消泡剂BYK019、0.8附着力促进剂BR6180制得透明隔热玻璃涂料,将其涂布在普通透明玻璃上,涂膜湿膜厚度为30μm,干膜后既得到透明隔热玻璃。利用<黎燕利,陈明凤,纳米氧化锡锑涂料制备及透明隔热性研究[J].化工新材料,Vol38.No8,2010.08>中的装置测试隔热效果,测试结果显示此时隔热效果为3.7℃。
Claims (8)
1.一种锑掺杂二氧化锡粉体的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将三氯化锑、五水四氯化锡和配合剂以摩尔比0.03~0.25:1:0.06~0.12的比例混合加入到盐酸溶液中,搅拌均匀,制得透明液体;所述的配合剂为酒石酸、柠檬酸和聚丙烯酸中的一种或多种;盐酸与五水四氯化锡的摩尔比为2~6:1;
(2)将分散剂、五水四氯化锡、水和乙醇按质量比(0.1~0.5):1:(10~25):(10~25)混合均匀,作为底液;所述分散剂为聚乙二醇、聚乙烯醇(PVA)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚甲基丙烯酸钠中的一种或多种;
(3)将步骤(1)所得的透明液体与沉淀剂氨水采用双滴定方式在30~80min内滴加到底液中,搅拌下控制反应温度为50~60℃,控制反应终点pH在5~6之间;滴定完后,停止搅拌,熟化2~5hr,得到前驱体悬浮液;
(4)将步骤(3)所得的前驱体悬浮液过滤,用去离子水洗涤直至用硝酸银溶液检测滤液中没有氯离子;
(5)将步骤(4)所得的沉淀用乙醇洗涤2~4次,再将沉淀物溶剂于有机溶剂中,利用旋转蒸发仪减压共沸蒸馏,进一步除去沉淀物中的水分;所述有机溶剂为正丁醇、甲苯、二甲苯一种或多种;
(6)将步骤(5)所得的沉淀物干燥,研磨,过筛;将筛得的粉体置于马弗炉中500~1000℃煅烧2~5hr,即可得到蓝色掺锑二氧化锡粉体。
2.根据权利要求1所述的锑掺杂二氧化锡粉体的制备方法,其特征在于:所述500~1000℃煅烧前还包括先将筛得的粉体置于马弗炉中,马弗炉温度调节到300~350℃煅烧0.5~1hr。
3.根据权利要求1所述的锑掺杂二氧化锡粉体的制备方法,其特征在于:所述干燥为在真空干燥箱内维持温度为50~80℃,干燥4~12hr。
4.根据权利要求1所述的锑掺杂二氧化锡粉体的制备方法,其特征在于:所述盐酸溶液的浓度为(2~5)mol/L。
5.根据权利要求1所述的锑掺杂二氧化锡粉体的制备方法,其特征在于:所述氨水的浓度为1~3mol/L。
6.根据权利要求1所述的锑掺杂二氧化锡粉体的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述搅拌速度为300~800rpm。
7.根据权利要求1所述的锑掺杂二氧化锡粉体的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述洗涤是用去离子水洗涤3~8次。
8.根据权利要求1所述的锑掺杂二氧化锡粉体的制备方法,其特征在于:所述过筛为用300目滤布过筛。
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