CN105540650A - 一种钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶及其制备方法 - Google Patents

一种钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105540650A
CN105540650A CN201610103044.6A CN201610103044A CN105540650A CN 105540650 A CN105540650 A CN 105540650A CN 201610103044 A CN201610103044 A CN 201610103044A CN 105540650 A CN105540650 A CN 105540650A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nanocrystalline
colloidal sol
witch culture
preparation
tindioxide
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.)
Pending
Application number
CN201610103044.6A
Other languages
English (en)
Inventor
李玉峰
周才龙
陈依文
张毅
万书权
陈伦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panzhihua University
Original Assignee
Panzhihua University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panzhihua University filed Critical Panzhihua University
Priority to CN201610103044.6A priority Critical patent/CN105540650A/zh
Publication of CN105540650A publication Critical patent/CN105540650A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram

Abstract

本发明属于纳米材料领域，尤其涉及一种钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶及其制备方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法，包括以下步骤：将草酸亚锡、草酸加入水中，再加入双氧水，反应体系形成透明溶液后加入钨掺杂剂，通过水热处理、洗涤、溶剂置换得到钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶。本发明方法无需高温煅烧即可得到粒径均匀、分散性好、固含量高、纯度高的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶，且本工艺原料易得、流程极其简单、高效、重现性好，有利于产业化。

Description

一种钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶及其制备方法
技术领域
本发明属于纳米材料领域，尤其涉及一种钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶及其制备方法。
背景技术
二氧化锡是一种n型半导体材料，具有良好的化学稳定性、光学各向异性等优点，被广泛应用于气敏材料、光电材料、锂离子电池材料等领域，通过掺杂可以使其变成半导体或导体，改善其导电性和光谱选择性，进而扩大其应用范围。
对二氧化锡的掺杂研究较多，掺杂物主要是一些金属及非金属，包括氟、氮、锑、铟、镍、铬、锌等，但钨掺杂的二氧化锡研究报道较少，专利CN103449508A公开了一种钨掺杂二氧化锡纳米粉体的方法：以水溶性锡盐和钨酸盐为原料，加入含有分散剂的溶液中，搅拌至充分溶解，形成透明溶液；再加入脲，搅拌至脲完全溶解，调节反应体系终点的pH值，将溶液用氩气洗涤，在氩气保护下，插入超声波探管进行超声波辐射，得到胶状沉淀物，将胶状沉淀物经过陈化后，经过滤洗涤得到前驱体，将所述前驱体经干燥、研磨、煅烧得到所述钨掺杂二氧化锡纳米粉体。该方法制得的钨掺杂二氧化锡纳米隔热涂层的可见光透过率高、隔热性能好，具有良好的红外线阻隔率和紫外线阻隔率，但该方法过程复杂繁琐，不利于生产应用。另一方面，高固含量、高分散性的纳米晶不易获得，通过高温煅烧获得的纳米粉体分散性较差，容易团聚，且不易在玻璃等基底形成均匀薄膜。高分散性、高固含量的溶胶态纳米晶由于其分散性好，易于在各种基底形成均匀薄膜，是一种优良的涂膜材料。专利CN101580270A公开了一种纳米掺杂氧化锡溶胶的制备方法，掺杂物为氟或锑。该专利制备二氧化锡纳米材料主要采用了SnCl4、SnCl2等原料，这会引入了难以除去的氯离子杂质，氯离子的存在对掺杂二氧化锡纳米材料有着不利的影响。
所以，本领域急需寻找一种更为有效的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明主要提供一种钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶及其制备方法。该方法制备的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶具有稳定性高、分散性好等优点，能很好地涂覆于基底上作为汽车、飞机、建筑物等窗口节能材料；且本发明方法具有原料易得、流程简单、高效、重现性好等优点，有利于产业化。
本发明所要解决的技术问题是提供一种掺钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法。该方法包括以下步骤：
将草酸亚锡、草酸加入水中，再加入双氧水，当体系反应形成透明溶液后加入钨掺杂剂，通过水热处理、洗涤、溶剂置换、超声处理即得到钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶体。
具体的，上述掺钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法中，草酸与草酸亚锡摩尔比为0.5～1.5︰1。
具体的，上述掺钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法中，双氧水与草酸亚锡摩尔比为0.8～3︰1。
具体的，上述掺钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法中，所述双氧水的质量浓度为10～35％。
具体的，上述掺钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法中，所述反应时间为40～180min。
具体的，上述掺钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法中，所述草酸亚锡加入水中后的浓度为0.05～0.5mol/L。
具体的，上述掺钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法中，所述钨掺杂剂为钨粉。
具体的，上述掺钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法中，所述钨掺杂剂与草酸亚锡的摩尔比为0.1～15︰100。
优选的，上述掺钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法中，所述水热处理温度为160～220℃，时间为12～120h。
优选的，上述掺钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法中，所述溶剂置换所使用的溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、四氯化碳、乙酸乙酯、丙酮、丁酮、四氢呋喃、正丙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、正己烷、乙醚、苯、甲苯、邻二甲苯、N,N-二甲基乙酰胺、1,2-二甲氧基乙烷或二甲基亚砜中至少一种。
具体的，上述掺钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法中，所述超声处理的时间为1～720min。
本发明还提供了上述方法制备得到的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶。
本发明方法所用的原材料本身以及后处理过程中不会对环境造成污染，该工艺原料易得、流程简单、高效、重现性好，有利于产业化。并且，本发明方法制备得到的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶具有高分散性、高固含量的优点，能很好地涂覆于基底上作为汽车、飞机、建筑物等窗口的节能材料。
附图说明
图1实施例1制备的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的丁达尔现象图；
图2实施例1制备的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶与二氧化锡的X射线衍射图。
具体实施方式
草酸亚锡本身微溶于水，但只有在稳定的溶液环境下才有利于掺杂。草酸亚锡与双氧水及草酸反应络合生成草酸锡，能很好的溶于水中，形成透明溶液，从而有利于钨的掺杂，反应机理见下式所示。
加入钨掺杂剂后，在水热条件下，掺杂剂将进行有效掺杂，由于钨原子半径和锡原子半径相差不大，钨原子以替位离子的形式占据锡离子位置，形成掺杂。
水热过程生成掺杂二氧化锡机理：四价锡离子水解生成氢氧化锡，氢氧化锡脱水形成二氧化锡，同时掺杂剂进行掺杂。一般来说，溶液中合成纳米粒子，成核速度非常快，随后晶体长大主要通过两个的增长机制：(1)奥氏熟化，(2)团聚作用。奥氏熟化过程是较小的晶体生长到更大的晶体。团聚作用是小粒子在一个定向的方式产生更大的单晶，或小晶体随即团聚、重结晶然后经过相变形成更大的单晶。
实施例1
称取0.02mol草酸亚锡和0.02mol草酸于100mL烧杯中，加入60mL去离子水，在搅拌环境下加入0.02mol浓度为30％的双氧水，反应40min后形成透明溶液；向溶液中加入0.0002mol钨粉；充分溶解后将上述溶液置于100mL高压反应釜中，将反应釜放于180℃环境下反应48h；反应完成后取出反应釜放至室温，产物经洗涤、用乙醇溶剂置换后即得到草绿色钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶，超声30min后形成极为稳定的溶胶态。本实施例制备的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶Zeta电位值为-44.7mV，说明产品分散性良好。样品实测固含量为5％，说明获得了高分散性、高固含量的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶。
表1
元素 质量百分比 原子百分比
C 5.25 13.73
N 0.00 0.00
O 36.29 71.18
Sn 54.63 14.44
W 3.82 0.65
总量 100.00 100.00
表1显示实施例1制备的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的钨与锡质量比为3.82︰54.63，证明钨能很好的进行掺杂。
图1为本实施例1钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的丁达尔现象图。丁达尔现象明显，证明产品具有很好的溶胶稳定性。
图2为本实施例1制备的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶与二氧化锡的XRD图对比。该图表明制备的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶为金红石型，且结晶度较高，掺杂并未影响二氧化锡晶格结构。
实施例2
称取0.01mol草酸亚锡和0.008mol草酸于100mL烧杯中，加入50mL去离子水，在搅拌环境下加入0.01mol浓度为30％的双氧水，反应30min后形成透明溶液；向溶液中加入0.00012mol钨粉；充分溶解后将上述溶液置于100mL高压反应釜中，将反应釜放于200℃环境下反应24h；反应完成后取出反应釜放至室温，产物经洗涤、用甲醇溶剂置换后即得到草绿色钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶，经超声20min后形成极为稳定的溶胶态，在甲醇中固含量达到6％。本实施例制备的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶Zeta电位值为-37.4mV，说明产品分散性良好。
实施例3
称取0.025mol草酸亚锡和0.03mol草酸于100mL烧杯中，加入60mL去离子水，在搅拌环境下加入0.02mol浓度为30％的双氧水，反应60min后形成透明溶液；向溶液中加入0.003mol钨粉；充分溶解后将上述溶液置于100mL高压反应釜中，将反应釜放于210℃环境下反应72h；反应完成后取出反应釜放至室温，产物经洗涤、用异丙醇溶剂置换后即得到草绿色钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶，经超声30min后形成极为稳定的溶胶态，在异丙醇中固含量达到4.5％。本实施例制备的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶Zeta电位值为-38.3mV，说明产品分散性良好。
综上所述，本发明方法能够更加快速、有效地制备钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶，不污染环境，不腐蚀设备，同时制备的纳米晶分散性好、固含量高，能够很好地满足工业需要，该材料涂覆于基底上可作为汽车、飞机、建筑物等窗口节能材料。

Claims (10)

1.一种钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将草酸亚锡、草酸加入水中，再加入双氧水，当体系反应形成透明溶液后加入钨掺杂剂，通过水热处理、洗涤、溶剂置换、超声处理即得到钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶。
2.根据权利要求1所述的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法，其特征在于：草酸与草酸亚锡摩尔比为0.5～1.5︰1。
3.根据权利要求1所述的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法，其特征在于：双氧水与草酸亚锡摩尔比为0.8～3︰1。
4.根据权利要求1所述的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法，其特征在于：所述双氧水的质量浓度为10～35％。
5.根据权利要求1所述的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法，其特征在于：所述反应时间为40～180min。
6.根据权利要求1所述的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法，其特征在于：所述草酸亚锡加入水中后的浓度为0.05～0.5mol/L。
7.根据权利要求1所述的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法，其特征在于：所述钨掺杂剂为钨粉。
8.根据权利要求1所述的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法，其特征在于：所述钨掺杂剂与草酸亚锡的摩尔比为0.1～15︰100。
9.根据权利要求1所述的钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶的制备方法，其特征在于：所述水热处理温度为160～220℃，时间为12～120h。
10.一种钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶，其特征在于：由权利要求1～9任一项制备方法制备得到。
CN201610103044.6A 2016-02-25 2016-02-25 一种钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶及其制备方法 Pending CN105540650A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610103044.6A CN105540650A (zh) 2016-02-25 2016-02-25 一种钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610103044.6A CN105540650A (zh) 2016-02-25 2016-02-25 一种钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105540650A true CN105540650A (zh) 2016-05-04

Family

ID=55820285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610103044.6A Pending CN105540650A (zh) 2016-02-25 2016-02-25 一种钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105540650A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106546702A (zh) * 2016-11-03 2017-03-29 武汉微纳传感技术有限公司 一种可挥发性有机物气体敏感材料及其制造方法
CN108666583A (zh) * 2017-03-31 2018-10-16 浙江工业大学 一种高结合度纳米wc基二元复合材料的制备方法和应用
CN109722653A (zh) * 2019-01-02 2019-05-07 华南理工大学 一种溶液法制备钨掺杂氧化锡透明导电薄膜的方法
CN113880131A (zh) * 2021-10-20 2022-01-04 华南理工大学 一种ato纳米晶溶胶的制备方法
CN115259295A (zh) * 2022-08-12 2022-11-01 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种用于电催化降解间苯二酚的电极制作方法及产品和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102583266A (zh) * 2012-02-13 2012-07-18 山东大学 一种纳米级二氧化锡空心球的制备方法
CN104150528A (zh) * 2014-08-28 2014-11-19 攀枝花学院 一种掺杂二氧化锡导电纳米粉体的制备方法
CN105324338A (zh) * 2013-05-14 2016-02-10 埃西勒国际通用光学公司 氟掺杂的氧化锡胶体以及用于制备其的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102583266A (zh) * 2012-02-13 2012-07-18 山东大学 一种纳米级二氧化锡空心球的制备方法
CN105324338A (zh) * 2013-05-14 2016-02-10 埃西勒国际通用光学公司 氟掺杂的氧化锡胶体以及用于制备其的方法
CN104150528A (zh) * 2014-08-28 2014-11-19 攀枝花学院 一种掺杂二氧化锡导电纳米粉体的制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106546702A (zh) * 2016-11-03 2017-03-29 武汉微纳传感技术有限公司 一种可挥发性有机物气体敏感材料及其制造方法
CN108666583A (zh) * 2017-03-31 2018-10-16 浙江工业大学 一种高结合度纳米wc基二元复合材料的制备方法和应用
CN108666583B (zh) * 2017-03-31 2020-08-21 浙江工业大学 一种高结合度纳米wc基二元复合材料的制备方法和应用
CN109722653A (zh) * 2019-01-02 2019-05-07 华南理工大学 一种溶液法制备钨掺杂氧化锡透明导电薄膜的方法
CN113880131A (zh) * 2021-10-20 2022-01-04 华南理工大学 一种ato纳米晶溶胶的制备方法
CN115259295A (zh) * 2022-08-12 2022-11-01 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种用于电催化降解间苯二酚的电极制作方法及产品和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105540650A (zh) 一种钨掺杂二氧化锡溶胶纳米晶及其制备方法
CN104150528B (zh) 一种掺杂二氧化锡导电纳米粉体的制备方法
CN108726583B (zh) 一种稳定无铅低带隙的全无机钙钛矿A2PdX6纳米晶及其制备方法
CN107935039B (zh) 一种二氧化钛水性溶胶的制备方法
CN101624209B (zh) 一种ZnO纳米棒的制备方法
CN104528810A (zh) 一步水热法制备二氧化锡纳米棒簇的制备方法
CN112255855B (zh) 一种安全环保高性能的电致变色薄膜及其制备方法
CN105664808A (zh) 一种低温制备稳定纳米锐钛矿型二氧化钛醇相溶胶的方法
CN104925867A (zh) 一种纳米钨酸铯粉体及其制备方法与应用
CN100593019C (zh) 一种锑掺杂二氧化锡纳米粉体及其制备方法
CN112341859A (zh) 一种聚多巴胺改性钨掺杂二氧化钒纳米粒子复合智能控温涂料及其制备方法
CN105439555A (zh) 一种高比表面积纳米锡酸钡的制备方法
CN103787405A (zh) 一种金红石相二氧化锡溶胶的制备方法
CN103449508A (zh) 一种钨掺杂二氧化锡纳米粉体及其制备方法
CN110860299B (zh) 一种硫铟锌/钛酸钡复合光催化剂的制备方法
CN103881136B (zh) 一种全波段吸收紫外线的高透明掺杂金属氧化物分散体及制备方法
CN107126953B (zh) 一种铋/非化学计量比奥里维里斯化合物纳米复合材料及其制备方法和应用
US11034590B2 (en) BaSnO3 thin flim and low-temperature preparation method therefor
CN108083340A (zh) 复合wo3溶胶的制备方法及其制备的复合wo3溶胶
CN110272070B (zh) 一种优化纳米m相二氧化钒稳定性的方法
CN103387263B (zh) 一种钼酸铅纳米晶体材料及其制备方法
CN102951673B (zh) 一种纳米氧化锌棒的制备方法
CN103700503B (zh) 一种形貌可控的染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法
CN103880079B (zh) 一种层状结构钒酸钾板状粒子及其制备方法
CN114751456A (zh) 一种纳米晶钨青铜的制备方法及应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160504