CN105457572B - 一种二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料及其制备方法、分散体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料，所述材料为核壳结构，外层为二氧化硅包覆层，核为金属掺杂氧化锡；所述金属为以下金属中的一种或两种以上混合物：Mg、Mn、W、Cd、Al、Ti、Cs、Sb、F、Zn、P。本发明还公开了该材料的制备方法、含该材料的分散体及分散体的制备方法。本发明合成的原料容易得到，价格低廉，生产成本低；制备的颗粒同时具有较强的红外阻隔率和分散性，其分散体具有良好的稳定性和一定的透明性。
Description
技术领域
本发明属于分散体制备技术领域。更具体地，涉及一种二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料及其制备方法、分散体及其制备方法。
背景技术
金属掺杂纳米氧化锡具有独特的光电性能和气敏特性，其对近红外光区具有很高的阻隔作用，对可见光区透明，是一种极具发展潜力的新型纳米功能材料。
将掺杂纳米氧化锡的材料作为功能材料应用到透明涂料或透明膜材料中，制备出具有高可见光透过率的功能复合材料，它可应用于特殊的光学材料、导电和防静电器件或容器中。但是纳米颗粒的表面能很大，处于高度的热力学不稳定状态，颗粒之间易团聚。将其添加到透明有机体系中时容易导致材料透明度明显下降，不能发挥其纳米功效。因此，如何攻克掺杂纳米氧化锡在应用过程中的分散难题，如何制备分散性良好且稳定的掺杂纳米氧化锡透明分散体，以发挥其应用时的功能特性，已经成为材料领域人们研究的热点之一。
金属掺杂纳米氧化锡常见的制备方法有机械粉碎法、溶胶-凝胶法、微乳液法、水热法和溶剂热法。其中，水热法和溶剂热法可以直接制备得到分散性良好的、具有良好光学性能的掺杂纳米氧化锡颗粒，而不需要经过高温灼烧处理，从而避免了颗粒在煅烧过程中形成的硬团聚，是制备具有良好光学性能的透明掺杂纳米氧化锡分散体的有效方法。
Yu等(Rare Metal Materials And Engineering,2010,39(2),142-144)通过水热法制备了单分散的锑掺杂氧化锡(ATO)纳米材料，制备的ATO纳米材料分散性好、粒径小、粒度分布窄。在使用特定表面活性剂的情况下，ATO纳米材料表现出一些自组装的行为，颗粒组装成规则的高分散的纳米球体。尽管水热法合成的ATO纳米材料的颗粒的晶型比较完整、颗粒粒径小、分散性能好、无需高温煅烧处理，但是如果没有经过高温煅烧处理，制备出的颗粒的光学性能较差。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料。
本发明要解决的第二个技术问题是提供上述二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的制备方法。
本发明要解决的第三个技术问题是提供含上述二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的透明纳米分散体。
本发明要解决的第四个技术问题是提供上述透明纳米分散体的制备方法。
一种二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料，所述材料为核壳结构，外层为二氧化硅包覆层，核为金属掺杂氧化锡；所述金属为以下金属中的一种或两种以上混合物：Mg、Mn、W、Cd、Al、Ti、Cs、Sb、Zn。
该二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料具有红外阻隔效果。
优选地，所述金属元素与锡元素的摩尔比为5-20：100；所述锡元素与硅元素的摩尔比为0.01-0.5：100。
优选地，该二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的平均粒径为5-50nm。
上述二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将锡盐、金属盐溶解在酸中，形成混合盐溶液，之后向其中加入碱，生成氢氧化物沉淀；
2)将氢氧化物沉淀分散到有机溶剂中，之后向其中加入含硅化合物，反应得到二氧化硅包覆的氢氧化物；
3)将二氧化硅包覆的氢氧化物进行回流，得到前驱体；
4)将前驱体分散到水中，之后进行水热反应，得到二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料；
其中，所述金属盐为以下金属的盐中的一种或两种以上混合物：Mg、Mn、W、Cd、Al、Ti、Cs、Sb、F、Zn、P。
该制备方法得到的是二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的水溶液，也即为含二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的水相分散体。向其中加入粘合剂后，即可直接应用于涂料领域。
步骤1)中，所述锡盐可以是锡的任何盐，可以是一种或者两种以上锡盐的混合物。优选选自锡的硝酸盐、乙酸盐、硫酸盐、氯化物。
步骤1)中，所述金属盐可以是上述金属的任意盐。优选选自金属的硝酸盐、乙酸盐、硫酸盐、氯化物。优选地，步骤1)中，所述锡盐中锡的离子浓度为0.1-2.0M；所述金属盐中金属的离子浓度为0.015-0.03M。浓度在此范围时，产物的光学性能最佳。
步骤1)中，所述酸可以是任意酸。优选地，步骤1)中，所述酸为硝酸、乙酸、硫酸、盐酸中一种或两种以上混合物。所述酸的浓度无需限定。
步骤1)中，优选地，所述锡盐、金属盐和酸的类型相对应。本文中，“相对应”指，例如，当所述锡盐为硝酸盐时，所述金属盐为硝酸盐，酸为硝酸；当所述锡盐为氯化物时，所述金属盐为氯化物，酸为盐酸。这种相对应能减少杂质离子的产生。
优选地，步骤1)中，所述碱为氢氧化钠或氨水。
优选地，步骤1)中，所述碱的浓度为0.1-12.0M。碱的浓度在此范围时，更易控制体系的pH值。
优选地，步骤1)中，加入碱至反应体系的pH值为4-10。
优选地，步骤1)中，反应温度为0-10℃，反应时间为1-10h。浓度在此范围时，产物的光学性能最佳。
优选地，步骤2)中，所述有机溶剂选自下列物质中的一种或多种：乙醇、正丙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷。有机溶剂的浓度无需限定。
优选地，步骤2)中，所述含硅化合物为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯或硅酸乙酯。
优选地，步骤2)中，所述含硅化合物与氢氧化物沉淀的重量比为0.2-2：100。重量比不在此范围时，容易导致产物纳米颗粒的尺寸偏大。
优选地，步骤2)中，反应温度为20-80℃，反应时间为1-24h。浓度在此范围时，产物的光学性能最佳。
将二氧化硅包覆的氢氧化物在一定温度下进行回流，在回流过程中，氢氧化物开始脱水生成氧化物，这一过程降低了水热过程晶型转变的温度，在较低的水热温度和压力下制备出了光学性能较好的金属掺杂氧化锡材料。优选地，步骤3)中，回流温度70-150℃，回流时间3-8h。回流时间过短，反应不完全；时间过长，易造成颗粒团聚。
本发明通过使用水热法来实现纳米材料的晶型转变，相比目前采用的直接将氢氧化物沉淀煅烧实现晶型转变的方法，避免了煅烧后难分散的问题。优选地，步骤4)中，水热反应的反应温度140℃-350℃，反应压力0.36Mpa-3.34Mpa，反应时间1-24h。水热反应的温度过低，产物的粒径过大；温度过高，易造成颗粒团聚。水热反应的压力过低，无法有足够的反应速率，导致反应不完全；压力过高，则容易引发事故。
优选地，步骤4)中，所述前驱体与水的重量比为10-80：100。前驱体和水的重量比会影响将上述材料制备成分散体时的分散体中金属掺杂氧化锡材料的固含量。
含上述二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的分散体，它包括：
水或有机溶剂，以及
分散在水或有机溶剂中的二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料。
优选地，所述二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的固含量在2-50％。
优选地，所述有机溶剂为乙醇、正丙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷中的一种或多种。
该分散体为透明纳米颗粒分散体。
前述的“二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的制备方法”中得到的是二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的水溶液，也即为含二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的水相分散体。向其中加入粘合剂后，即可直接应用于涂料领域。
含上述二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的油相分散体的制备方法，包括以下步骤：
将上述制得的二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料分散到有机溶剂中；
向其中加入表面活性剂进行改性，得到改性产物；
将改性产物分散到有机溶剂中，得到含二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的油相分散体。
优选地，所述有机溶剂选自下列物质中的一种或多种：乙醇、正丙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷。
优选地，所述表面活性剂选自下列物质中的一种或多种：十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、十八胺、油酸钠、油酸、乙烯基三乙酰氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、苯乙烯乙基三甲氧基硅烷、二甲基乙烯基乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷。
优选地，所述表面活性剂与二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的重量比为5-30：100。
优选地，所述改性的温度为20-100℃，时间为1-10h。
本发明的有益效果如下：
1、本发明的原料容易得到，价格低廉，方法简单，生产成本低，对环境友好，适合于工业化生产；
2、本发明通过调节二氧化硅的用量和加入碱的用量可以控制氧化锡核的粒径、形貌，产物的核壳结构明显、壳层连续完整、分散性好；
3、本发明的产物同时具有较强红外阻隔率和分散性，且其分散体具有良好的稳定性和一定的透明性。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为实施例2制备的二氧化硅包覆锑掺杂氧化锡透明纳米分散体的XRD图谱。
图2为实施例2制备的二氧化硅包覆锑掺杂氧化锡透明纳米分散体的TEM图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
一种二氧化硅包覆掺杂氧化锡透明纳米分散体材料的制备方法，包括如下步骤：
1)称取35.06g SnCl4·5H2O、1.85g MgCl2·5H2O和2.16g MnCl2·4H2O，溶于100mL、质量分数为3.6wt％的盐酸中，得到混合金属盐溶液；逐滴向所述混合金属盐溶液中滴加3mol/L的氨水溶液至体系的pH值为10，温度控制在5℃左右，得到氢氧化物沉淀，将沉淀用蒸馏水和乙醇洗涤数次，直至检测不到氯离子；
2)将生成的氢氧化物分散在150ml乙醇中，加入25ml去离子水，用氨水调节pH在7，将温度控制在20℃，在搅拌条件下缓慢加入0.140g正硅酸乙酯反应4h，得到二氧化硅包覆的氢氧化物沉淀；
3)将二氧化硅包覆的氢氧化物沉淀在90℃下回流4h，得到前驱体；
4)将前驱体分散到蒸馏水中，转移到0.36Mpa-3.34Mpa反应釜中，在240℃水热16h，得到固含量为15wt％的二氧化硅包覆的镁锰复合掺杂纳米氧化锡透明水相分散体，二次粒径为15nm；其中，所述二氧化硅包覆的氢氧化物沉淀与水的重量比为15：100。
材料中，镁与锰元素的摩尔比为1：1，镁、锰与锡元素的摩尔比为1：10，二氧化硅与五水四氯化锡的重量比为1：100。
将该分散体稀释100倍，置于两面透光的石英比色皿中，用紫外可见近红外分光光度计测得红外阻隔率为95％。
实施例2
一种二氧化硅包覆掺杂氧化锡材料的制备方法，包括如下步骤：
1)称取24.87g Sn(NO3)2·和2.28g Sb(NO3)3溶于100mL质量分数为3.5wt％的硝酸中，得到混合金属盐溶液；逐滴向所述混合金属盐溶液中滴加3mol/L氨水溶液至体系的pH值为10，温度控制在5℃左右，得到氢氧化物沉淀，将沉淀用蒸馏水和乙醇洗涤数次，直至检测不到氯离子；
2)将生成的氢氧化物分散在120ml乙醇中，加入15ml去离子水，用氨水调节pH在8，将温度控制在25℃，在搅拌条件下缓慢加入0.093g正硅酸乙酯反应4h，得到二氧化硅包覆的氢氧化物沉淀；
3)将二氧化硅包覆的氢氧化物沉淀在98℃下回流3h，得到前驱体；
4)将前驱体分散到蒸馏水中，转移到0.36Mpa-3.34Mpa反应釜中，240℃水热12h后，即得到二氧化硅包覆掺杂氧化锡材料，为固含量为20wt％的二氧化硅包覆的锑掺杂纳米氧化锡透明水相分散体，二次粒径为12nm；其中，所述二氧化硅包覆的氢氧化物沉淀与水的重量比为30：100。
将该分散体稀释100倍，置于两面透光的石英比色皿中，用紫外可见近红外分光光度计测得红外阻隔率为96％。
图1为实施例2制备的二氧化硅包覆锑掺杂氧化锡透明纳米水相分散体的XRD图谱。
图2为实施例2制备的二氧化硅包覆锑掺杂氧化锡透明纳米水相分散体的TEM图。
实施例3
一种含二氧化硅包覆掺杂氧化锡的油相分散体的制备方法，包括如下步骤：
1)称取21.47g SnSO4和1.61g ZnSO4，溶于100mL质量分数为3.5wt％的硫酸中，得到混合金属盐溶液；逐滴向所述混合金属盐溶液中滴加3mol/L氢氧化钠溶液至体系的pH值为8，温度控制在5℃左右，得到氢氧化物沉淀，将沉淀用蒸馏水和乙醇洗涤数次，直至检测不到氯离子；
2)将生成的氢氧化物分散在100ml乙醇中，加入10ml去离子水，用氨水调节pH在7.5，将温度控制在25℃，在搅拌条件下缓慢加入0.084g正硅酸甲酯反应6h，得到二氧化硅包覆的氢氧化物沉淀；
3)将二氧化硅包覆的氢氧化物沉淀在98℃下进行回流3h，得到前驱体；
4)将前驱体分散到蒸馏水中，转移到0.36Mpa-3.34Mpa反应釜中，200℃水热14h后，得到水热法反应产物；所述二氧化硅包覆的氢氧化物沉淀与水的重量比为40：100；
5)将水热法反应产物干燥后，之后分散在正己烷中，滴加1.31g十八胺，将温度控制在120℃，回流6h，得到十八胺包覆的生成物沉淀，将其分散在甲苯中，得到固含量为25wt％的锌掺杂纳米氧化锡透明油相分散体，二次粒径为10nm。
将该分散体稀释100倍，置于两面透光的石英比色皿中，用紫外可见近红外分光光度计测得红外阻隔率为90％。
实施例4
一种含二氧化硅包覆掺杂氧化锡的透明油相分散体材料的制备方法，包括如下步骤：
1)称取23.68g C4H6O4Sn和2.68g的(C2H3O2)2Cd·2H2O溶于100mL质量分数为3.5wt％的乙酸中，得到混合金属盐溶液；逐滴向所述混合金属盐溶液中滴加3mol/L氨水溶液至体系的pH值为9，温度控制在5℃左右，得到氢氧化物沉淀,将沉淀用蒸馏水和乙醇洗涤数次，直至检测不到氯离子；
2)将生成的氢氧化物沉淀分散在120ml乙醇中，加入20ml去离子水，用氨水调节pH在10，将温度控制在25℃，在搅拌条件下缓慢加入0.128g正硅酸甲酯反应4h，得到二氧化硅包覆的氢氧化物沉淀；
3)将二氧化硅包覆的氢氧化物沉淀在98℃下进行回流3h，得到前驱体；
4)将前驱体分散到蒸馏水中，转移到0.36Mpa-3.34Mpa反应釜中，180℃水热18h后，得到水热法反应产物；所述二氧化硅包覆的氢氧化物沉淀与水的重量比为70：100；
5)将水热法反应产物干燥，之后分散在正丙醇中，滴加1.3gγ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷，将温度控制在100℃，回流4h，得到1.3gγ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷包覆的生成物沉淀，将其再次分散在乙酸丁酯中，得到固含量为30wt％的镉掺杂纳米氧化锡透明油相分散体，二次粒径为15nm。
将该分散体稀释100倍，置于两面透光的石英比色皿中，用紫外可见近红外分光光度计测得红外阻隔率为96％。
实施例5
一种二氧化硅包覆掺杂氧化锡透明纳米水相分散体材料的制备方法，包括如下步骤：
1)称取35.06g SnCl4·5H2O和1.89g的TiCl4溶于100mL质量分数为3.5wt％的盐酸中，得到混合金属盐溶液；逐滴向所述混合金属盐溶液中滴加6mol/L氢氧化钠溶液至体系的pH值为10，温度控制在5℃左右，得到氢氧化物沉淀，将沉淀用蒸馏水和乙醇洗涤数次，直至检测不到氯离子；
2)将生成的氢氧化物分散在150ml乙醇中，加入25ml去离子水，用氨水调节pH在8，将温度控制在30℃，在搅拌条件下缓慢加入0.142g硅酸乙酯反应10h，得到二氧化硅包覆的氢氧化物沉淀；
3)将二氧化硅包覆的氢氧化物沉淀在98℃下进行回流3h，得到前驱体；
4)将前驱体分散到蒸馏水中，转移到0.36Mpa-3.34Mpa反应釜中，160℃水热20h后，即得到固含量为20wt％的钛掺杂纳米氧化锡透明分散体，二次粒径约为13nm；其中，所述二氧化硅包覆的氢氧化物与水的重量比为80：100。
将该分散体稀释100倍，置于两面透光的石英比色皿中，用紫外可见近红外分光光度计测得红外阻隔率为96％。
实施例6
重复实施例5，其不同之处仅在于，所述金属盐为：1.68g CsCl+0.44g AlCl3+0.60g CdCl2，得到的产物效果和实施例5接近。
实施例7
重复实施例5，其不同之处仅在于，所述金属盐为：1.37g PCl3+3.97g WCl6，得到的产物效果和实施例5接近。
实施例8
重复实施例1，其不同之处仅在于，所述金属盐为：氟硅酸钠。
实施例9
重复实施例1，其不同之处仅在于，步骤1)中，氨水溶液浓度为1mol/L。产物效果和实施例1接近。
实施例10
重复实施例1，其不同之处仅在于，步骤1)中，氨水溶液浓度为12mol/L。产物效果和实施例1接近。
实施例11
重复实施例1，其不同之处仅在于，步骤1)中，调节体系的pH值为4。产物效果和实施例1接近。
实施例12
重复实施例1，其不同之处仅在于，步骤1)中，反应温度为10℃，反应1h。产物效果和实施例1接近。
实施例13
重复实施例1，其不同之处仅在于，步骤1)中，反应温度为0℃，反应10h。产物效果和实施例1接近。
实施例14
重复实施例1，其不同之处仅在于，步骤2)中，用正丙醇替换乙醇。产物效果和实施例1接近。
实施例15
重复实施例1，其不同之处仅在于，步骤2)中，用丙酮和乙酸乙酯(用量比1：1)替换乙醇。产物效果和实施例1接近。
实施例16
重复实施例1，其不同之处仅在于，步骤2)中，用乙酸丁酯、甲苯和二甲苯(用量比1：1：2)替换乙醇。产物效果和实施例1接近。
实施例17
重复实施例1，其不同之处仅在于，步骤2)中，用正己烷和环己烷(用量比2：1)替换乙醇。产物效果和实施例1接近。
实施例18
重复实施例1，其不同之处仅在于，步骤2)中，用硅酸乙酯替换正硅酸乙酯。产物效果和实施例1接近。
实施例19
重复实施例1，其不同之处仅在于，步骤2)中，所述含硅化合物与氢氧化物沉淀的重量比为0.2：100。产物效果和实施例1接近。
实施例20
重复实施例1，其不同之处仅在于，步骤2)中，所述含硅化合物与氢氧化物沉淀的重量比为2：100。产物效果和实施例1接近。
实施例21
重复实施例1，其不同之处仅在于，步骤2)中，反应温度为20℃，反应时间为24h。产物效果和实施例1接近。
实施例22
重复实施例1，其不同之处仅在于，步骤2)中，反应温度为80℃，反应时间为1-h。产物效果和实施例1接近。
实施例23
重复实施例1，其不同之处仅在于，步骤3)中，回流时间3h。产物效果和实施例1接近。
实施例24
重复实施例1，其不同之处仅在于，步骤3)中，回流时间8h。产物效果和实施例1接近。
实施例25
重复实施例1，其不同之处仅在于，步骤4)中，水热反应的反应温度140℃，反应压力0.36Mpa，反应时间1h；所述前驱体与水的重量比为10：100。产物效果和实施例1接近。
实施例26
重复实施例1，其不同之处仅在于，步骤4)中，水热反应的反应温度350℃，反应压力3.34Mpa，反应时间24h；所述前驱体与水的重量比为80：100。产物效果和实施例1接近。
实施例27
重复实施例3，其不同之处仅在于，步骤5)中，用乙醇替换正己烷和甲苯；用十二烷基硫酸钠替换十八胺。产物效果和实施例3接近。
实施例28
重复实施例3，其不同之处仅在于，步骤5)中，用正丙醇和丙酮分别替换正己烷和甲苯；用聚乙烯吡咯烷酮和十六烷基三甲基溴化铵(用量比1：1)替换十八胺。产物效果和实施例3接近。
实施例29
重复实施例3，其不同之处仅在于，步骤5)中，用乙酸丁酯和乙酸乙酯(用量比1：1)、和丙酮分别替换正己烷和甲苯；用油酸钠、油酸、乙烯基三乙酰氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(用量比1：2：1：1)替换十八胺；所述表面活性剂与二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的重量比为30：100。产物效果和实施例3接近。
实施例30
重复实施例3，其不同之处仅在于，步骤5)中，用二甲苯和环己烷(用量比1：1)、和丙酮分别替换正己烷和甲苯；用十六烷基三甲氧基硅烷、苯乙烯乙基三甲氧基硅烷、二甲基乙烯基乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷(用量比1：2：1：1)替换十八胺；所述表面活性剂与二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的重量比为5：100。产物效果和实施例3接近。
实施例31
重复实施例3，其不同之处仅在于，步骤5)中，所述温度为20℃，时间为10h。产物效果和实施例3接近。
实施例32
重复实施例3，其不同之处仅在于，步骤5)中，所述温度为100℃，时间为1h。产物效果和实施例3接近。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (24)
1.一种二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料，其特征在于，所述材料为核壳结构，外层由二氧化硅包覆层组成，核为金属掺杂氧化锡；所述金属为以下金属中的一种或两种以上混合物：Mg、Mn、W、Cd、Al、Ti、Cs、Sb、Zn；
所述二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将锡盐、金属盐溶解在酸中，形成混合盐溶液，之后向其中加入碱，生成氢氧化物沉淀；
2)将氢氧化物沉淀分散到有机溶剂中，之后向其中加入含硅化合物，反应得到二氧化硅包覆的氢氧化物；
3)将二氧化硅包覆的氢氧化物进行回流，得到前驱体；
4)将前驱体分散到水中，之后进行水热反应，得到二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料，其特征在于，金属元素与锡元素的摩尔比为5-20：100；锡元素与硅元素的摩尔比为0.01-0.5：100。
3.根据权利要求1所述的一种二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料，其特征在于，所述二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的平均粒径为5-50nm。
4.如权利要求1-3任一所述的二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将锡盐、金属盐溶解在酸中，形成混合盐溶液，之后向其中加入碱，生成氢氧化物沉淀；
2)将氢氧化物沉淀分散到有机溶剂中，之后向其中加入含硅化合物，反应得到二氧化硅包覆的氢氧化物；
3)将二氧化硅包覆的氢氧化物进行回流，得到前驱体；
4)将前驱体分散到水中，之后进行水热反应，得到二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料。
5.根据权利要求4所述的二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述锡盐中锡的离子浓度为0.1-2.0M；所述金属盐中金属的离子浓度为0.015-0.03M。
6.根据权利要求4所述的二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述碱为氢氧化钠或氨水。
7.根据权利要求4所述的二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述碱的浓度为0.1-12.0M。
8.根据权利要求4所述的二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，加入碱至反应体系的pH值为4-10。
9.根据权利要求4所述的二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，反应温度为0-10℃，反应时间为1-10h。
10.根据权利要求4所述的二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述有机溶剂选自下列物质中的一种或多种：乙醇、正丙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷。
11.根据权利要求4所述的二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述含硅化合物为正硅酸甲酯或硅酸乙酯。
12.根据权利要求4所述的二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述含硅化合物与氢氧化物沉淀的重量比为0.2-2：100。
13.根据权利要求4所述的二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，反应温度为20-80℃，反应时间为1-24h。
14.根据权利要求4所述的二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中，回流温度70-150℃，回流时间3-8h。
15.根据权利要求4所述的二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的制备方法，其特征在于，步骤4)中，水热反应的反应温度140℃-350℃，反应压力0.36Mpa-3.34Mpa，反应时间1-24h。
16.根据权利要求4所述的二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述前驱体与水的重量比为10-80：100。
17.含权利要求1-3任一所述的二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的分散体，其特征在于，它包括：
水或有机溶剂，以及
分散在水或有机溶剂中的二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料。
18.根据权利要求17所述的含二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的分散体，其特征在于，所述二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的固含量在2-50％。
19.根据权利要求17所述的含二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的分散体，其特征在于，所述有机溶剂为乙醇、正丙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷中的一种或多种。
20.含权利要求1-3任一所述的二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的油相分散体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将上述制得的二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料分散到有机溶剂中；
向其中加入表面活性剂进行改性，得到改性产物；
将改性产物分散到有机溶剂中，得到含二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的油相分散体。
21.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自下列物质中的一种或多种：乙醇、正丙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷。
22.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂选自下列物质中的一种或多种：十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、十八胺、油酸钠、油酸、乙烯基三乙酰氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、苯乙烯乙基三甲氧基硅烷、二甲基乙烯基乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷。
23.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂与二氧化硅包覆金属掺杂氧化锡材料的重量比为5-30：100。
24.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述改性的温度为20-100℃，时间为1-10h。
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