CN104261462B - 一种微纳二氧化锡实心球的制备方法 - Google Patents
一种微纳二氧化锡实心球的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104261462B CN104261462B CN201410488447.8A CN201410488447A CN104261462B CN 104261462 B CN104261462 B CN 104261462B CN 201410488447 A CN201410488447 A CN 201410488447A CN 104261462 B CN104261462 B CN 104261462B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- micro
- preparation
- solid sphere
- nano
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 46
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 39
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 4
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 9
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 6
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 4
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 3
- 229960000935 dehydrated alcohol Drugs 0.000 claims description 3
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 3
- 229960003511 macrogol Drugs 0.000 claims description 3
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 3
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 3
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 claims description 3
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract 1
- 238000009775 high-speed stirring Methods 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 239000002127 nanobelt Substances 0.000 description 1
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- -1 pottery Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G19/00—Compounds of tin
- C01G19/02—Oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
- C01P2004/32—Spheres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
本发明涉及微纳米材料制备，旨在提供一种微纳二氧化锡实心球的制备方法。该方法包括：分别配置SnCl4·5H2O水溶液和NaOH溶液，将后者均匀滴加到前者液中，同时高速搅拌；混合溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，水热反应；产物离心分离或过滤，洗涤至溶液中无可溶性离子，烘干获得白色粉体；粉体置于箱式电阻炉或马弗炉中煅烧，随炉冷却后获得白色或淡黄色粉体，即微纳二氧化锡实心球。本发明制得的产品球形度较好，表面光滑，大小均匀；制备过程中不涉及任何有机溶剂，亦无挥发性有毒气体等，产物中只有钠盐，对环境无污染；不使用任何模板，工艺简单，反应过程容易控制、反应条件温和，且原料简单，成本低，特别适合大规模工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于微纳米材料制备及其技术应用领域，具体是一种微纳二氧化锡实心球的制备方法。
背景技术
二氧化锡是一种硬度高、化学稳定性好、光电性能优异的半导体材料，在电子元器件、锂离子电池、气体传感器、超级电容、透明电极及催化材料等方面具有重要的应用价值。近些年来，二氧化锡纳米粒子、纳米线、纳米带及空心球等结构材料被广泛研究和应用，制备方法也较多，例如，中国专利CN1789140A(公开号)公开了一种以氧化锌为牺牲模板的氧化锡空心球材料的制备方法；中国专利CN101012067A以天然聚合物粉末为模板制备二氧化锡空心球。然而目前这些特殊形貌二氧化锡的制备工艺相对复杂，制备过程环保性低，特别是作为陶瓷、金属等材料的增强相时难以致密，或达到致密的工艺复杂、成本高，不利于进行长期大规模的工业生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种微纳二氧化锡实心球的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用共沉淀法结合水热法，经清洗、烘干、煅烧制备出微纳SnO2实心球。所采取的技术方案具体包括以下步骤：
提供一种微纳二氧化锡实心球的制备方法，包括以下步骤：
(1)室温下将SnCl4·5H2O溶解到去离子水中，在充分搅拌条件下，形成浓度为0.1～1.0mol/L的溶液；按NaOH与H2O质量比为1:5～1:15的量，称量NaOH溶解到去离子水中，经搅拌获得NaOH溶液；
(2)以40～60滴/分钟的速度将NaOH溶液均匀滴加到SnCl4·5H2O溶液中，调节溶液pH值为10～13；滴加的同时以500～1200转/分钟的速度搅拌，获得均匀的混合溶液；
(3)将混合溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，在100～200℃温度下水热反应10～48h，然后自然冷却至室温；
(4)将水热反应产物离心分离或过滤，然后用去离子水和无水乙醇分别反复洗涤至溶液中无可溶性离子，在60～150℃烘干1～12h，获得白色粉体备用；
(5)将步骤(4)所获的粉体置于箱式电阻炉或马弗炉中，在500～1000℃煅烧1～6h，随炉冷却后获得白色或淡黄色粉体，即为微纳二氧化锡实心球。
本发明中，进行水热反应前，在搅拌条件下向步骤(2)所得混合溶液中加入添加剂，搅拌15min后超声处理15min；所述添加剂为十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇2000、十二烷基苯磺酸钠或聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种；添加剂与溶液中SnCl4·5H2O的质量分数的比值为5～15％。
本发明中，超声处理时的频率为2000Hz，超声功率350W。
本发明中，步骤(4)中烘干时控制升温速率为5～10°/min。
与现有技术，本发明的有益效果是：
(1)获得的二氧化锡为微米级实心球状颗粒，粒径为1～3μm；球形度较好，表面光滑，大小均匀；
(2)微米级二氧化锡实心球由纳米颗粒自组装而成，纳米颗粒尺寸约10～20纳米；(具体结构如图1所示；当微米SnO2实心球作为金属、陶瓷的增强相时，容易均匀分散在基体中，并且复合材料容易致密化；本发明制备的二氧化锡粉体在微米级别上表现为实心球颗粒，具体内部由纳米级颗粒自组装堆积而成。)
(3)大小均匀、球形度好的微纳二氧化锡实心球颗粒流动性好，作为增强相有利于陶瓷、金属等基体致密成型，可有效避免在成型中出现因SnO2团聚、分散不均所导致的裂纹、断裂、强度降低等现象；
(4)本发明的制备过程中不涉及任何有机溶剂，亦无挥发性有毒气体等，产物中只有钠盐，对环境无污染；
(5)制备过程中不使用任何模板，工艺简单，反应过程容易控制、反应条件温和，且原料简单，成本低，特别适合大规模工业化生产。
附图说明
图1为实心球二氧化锡颗粒的场发射扫描电镜图。
从图中看出，制得的微球表面光滑，球形度较好。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明作进一步详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。
本发明中的微纳二氧化锡实心球的制备方法，包括以下步骤：
(1)室温下将SnCl4·5H2O溶解到去离子水中，在充分搅拌条件下，形成浓度为0.1～1.0mol/L的溶液；按NaOH与H2O质量比为1:5～15的量，称量NaOH溶解到去离子水中，经搅拌获得NaOH溶液；
(2)以40～60滴/分钟的速度将NaOH溶液均匀滴加到SnCl4·5H2O溶液中，调节溶液pH值为10～13；滴加的同时以500～1200转/分钟的速度搅拌，获得均匀的混合溶液；
(3)将混合溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，在100～200℃温度下水热反应10～48h，然后自然冷却至室温；
(4)将水热反应产物离心分离或过滤，然后用去离子水和无水乙醇分别反复洗涤至溶液中无可溶性离子，在60～150℃烘干1～12h，获得白色粉体备用；烘干时控制升温速率为5～10°/min。
(5)将步骤(4)所获的粉体置于箱式电阻炉或马弗炉中，在500～1000℃煅烧1～6h，随炉冷却后获得白色或淡黄色粉体，即为微纳二氧化锡实心球。
本发明还可以在搅拌条件下向步骤(2)所得混合溶液中加入添加剂，搅拌15min后超声处理15min；超声处理时的频率为2000Hz，超声功率350W。所述添加剂为十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇2000、十二烷基苯磺酸钠或聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种；添加剂与溶液中SnCl4·5H2O的质量分数的比值为5～15％。
各实施例中的试验数据见下表：
Claims (1)
1.一种微纳二氧化锡实心球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)室温下将SnCl4·5H2O溶解到去离子水中，在充分搅拌条件下，形成浓度为0.1～1.0mol/L的溶液；按NaOH与H2O质量比为1:5～15的量，称量NaOH溶解到去离子水中，经搅拌获得NaOH溶液；
(2)以40～60滴/分钟的速度将NaOH溶液均匀滴加到SnCl4·5H2O溶液中，调节溶液pH值为10～13；滴加的同时以500～1200转/分钟的速度搅拌，获得均匀的混合溶液；
(3)在搅拌条件下向步骤(2)所得混合溶液中加入添加剂，搅拌15min后超声处理15min；超声处理时的频率为2000Hz，超声功率350W；所述添加剂为十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇2000、十二烷基苯磺酸钠或聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种；添加剂与溶液中SnCl4·5H2O的质量分数的比值为5～15％；然后将混合溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，在100～200℃温度下水热反应10～48h，然后自然冷却至室温；
(4)将水热反应产物离心分离或过滤，然后用去离子水和无水乙醇分别反复洗涤至溶液中无可溶性离子，在60～150℃烘干1～12h，烘干时控制升温速率为5～10℃/min，获得白色粉体备用；
(5)将步骤(4)所获的粉体置于箱式电阻炉或马弗炉中，在500～1000℃煅烧1～6h，随炉冷却后获得白色或淡黄色粉体，即为微纳二氧化锡实心球。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410488447.8A CN104261462B (zh) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | 一种微纳二氧化锡实心球的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410488447.8A CN104261462B (zh) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | 一种微纳二氧化锡实心球的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104261462A CN104261462A (zh) | 2015-01-07 |
| CN104261462B true CN104261462B (zh) | 2016-04-20 |
Family
ID=52153090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410488447.8A Active CN104261462B (zh) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | 一种微纳二氧化锡实心球的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104261462B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104889416B (zh) * | 2015-05-04 | 2017-01-04 | 浙江大学 | 一种银二氧化锡中间体复合粉体的制备方法 |
| CN104907581B (zh) * | 2015-06-20 | 2017-03-22 | 浙江大学 | 球状微米二氧化锡负载微米、纳米银颗粒材料的制备方法 |
| CN107352577B (zh) * | 2017-06-28 | 2020-06-02 | 齐鲁工业大学 | 微纳网状结构In2O3/SnO2复合材料及其生长方法 |
| CN108726560A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-11-02 | 西安工程大学 | 一种实心球状的微纳米二氧化锡粉体的制备方法 |
| CN108545770B (zh) * | 2018-07-02 | 2020-06-16 | 河北镭传科技有限责任公司 | 表面改性的Pd-SnO2微球的制备方法及应用 |
| CN110467217B (zh) * | 2019-08-29 | 2021-12-28 | 西安工程大学 | 一种珊瑚状纳米二氧化锡粉体的制备方法 |
| CN112267044B (zh) * | 2020-10-19 | 2022-04-22 | 西安工程大学 | 一种铜/石墨/氧化锡电接触材料的制备方法 |
| CN114609198B (zh) * | 2022-05-13 | 2022-08-19 | 兰州大学 | 一种基于稀土元素掺杂、贵金属修饰的氧化锡基氢气传感材料及其制备方法、应用 |
| CN114920284B (zh) * | 2022-05-20 | 2023-05-16 | 浙江大学 | 一种简易快速自组装合成非晶态SnO2微球的方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102086044B (zh) * | 2009-12-03 | 2013-01-09 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种空心球状二氧化锡纳米粉体的制备方法 |
| CN103864139A (zh) * | 2014-02-18 | 2014-06-18 | 上海大学 | 三维分层多级花状二氧化锡微球的制备方法 |
-
2014
- 2014-09-23 CN CN201410488447.8A patent/CN104261462B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104261462A (zh) | 2015-01-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104261462B (zh) | 一种微纳二氧化锡实心球的制备方法 | |
| Ma et al. | Hierarchical, star-shaped PbS crystals formed by a simple solution route | |
| CN104289722B (zh) | 一种纳米银的制备方法 | |
| CN104475132B (zh) | 一种花状BiOBr的制备方法及在降解罗丹明反应中的应用 | |
| CN104310468B (zh) | 一种制备单分散二氧化钛(b)纳米粒子的方法 | |
| CN104030371B (zh) | 一种软模板法合成介孔片状结构组成的NiO微球的方法 | |
| CN103663562B (zh) | 一种低温制备微纳米钨酸铋的方法 | |
| CN107162047B (zh) | 一种二氧化钛空心球的制备方法 | |
| CN103537237A (zh) | 一种Fe3O4@C@PAM核壳磁性纳米材料的制备方法 | |
| CN103691433A (zh) | 一种Ag掺杂TiO2材料、及其制备方法和应用 | |
| CN103435097B (zh) | 一种纳米氧化锆的制备方法以及得到的纳米氧化锆的应用 | |
| CN103588175A (zh) | 一种超声波雾化-微波热解制备纳米粉体的方法 | |
| CN104439276B (zh) | 一种快速制备中空多孔二氧化硅/银纳米复合材料的方法及产品 | |
| CN106268804A (zh) | 一步水热技术制备Ag2O/Ag2WO4纳米棒的方法 | |
| CN105129849A (zh) | 花状二氧化钛纳米材料及其无模板制备方法 | |
| CN106571240B (zh) | 一种原位碳掺杂层次结构的中空二氧化硅/二氧化钛微球的制备方法及其用途 | |
| CN107265508A (zh) | 一种自组装海胆状α‑FeOOH的制备方法 | |
| CN107803170A (zh) | 一种二氧化钛/氧化镍双壳空心球的制备方法 | |
| CN104227017B (zh) | 一种粒径可控银纳米粒子的制备方法 | |
| CN107452865B (zh) | 一种金纳米颗粒包覆纳米片结构Sb2Te3热电材料的制作方法 | |
| CN103771533A (zh) | 一种花状分级结构α-Fe2O3微球的制备方法 | |
| CN104817107B (zh) | 一种制备黑色二氧化钛b相和锐钛矿相纳米粒子的方法 | |
| CN105712401A (zh) | 钒酸钙微米球材料及其制备方法和应用 | |
| CN103159252B (zh) | 掺铝氧化锌导电粉体及其制备方法 | |
| CN105819496B (zh) | 一种中空纳米硫化银微球的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |