CN109179491B - 一种快速生长SnO2纳米片的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种快速生长SnO2纳米片的方法，包括以下步骤：S1)、生长溶液的制备，S2)、SnO2纳米片的生长，将制备好的生长溶液和干净的ITO衬底放入高压釜当中，在160‑250℃下保温0.5‑4h；S3)、样品清洗，采用去离子水超声波清洗样品3‑5次，去除残留的试剂；本发明生长周期短，且纳米片的均一性好，可以提升SnO2纳米材料的灵敏度；制备工艺简单，制备成本低，且性能稳定，并且制备的SnO2纳米片具有较好的光催化降解功能；本发明制备SnO2纳米片分布较为规则，有利益增大纳米材料的比表面积；本发明制备SnO2纳米片在锂离子电池、传感器、光催化等领域具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种气敏材料技术领域，尤其是一种快速生长SnO2纳米片的方法。
背景技术
随着气敏传感器的快速发展，气敏材料也得到了快速的发展，目前，气敏传感器主要是基于半导体金属氧化物如ZnO、SnO2、WO3，这些金属氧化物由于有性能优异、环境友善、资源丰富、价格低廉等优点，是研究较为广泛的气敏材料。通过金属氧化物表面修饰、金属/贵金属掺杂等工艺可提升材料的气敏性能，在气敏传感器领域有非常广泛的应用。
决定半导体气敏材料灵敏度的关键因素包括：比表面积，通过化学法构建纳米材料，使材料具有较大的比表面积可以增加材料与目标气体的接触，进而提升材料的灵敏度；空位/缺陷调控，通过控制体系氧空位，可以提升目标气体与敏感材料的反应活性，可以提升材料的灵敏度；构建复合材料，利用纳米材料比表面积大和复合材料电子传输快的诸多优点，可实现高灵敏度气敏材料的构建。
其中，由于纳米尺度的SnO2具有优异的气敏特性，其被作为气敏传感器的主要材料，专利号为ZL201510418603.8，专利名称为一种负载金纳米颗粒的氧化锡多孔纳米片气敏材料的制备方法公开了一下内容，SnO2纳米片主要是五水合四氯化锡、硫脲、去离子水在170-220℃长时间保温(16-24h)，经多次清洗和低温干燥之后，在450-550℃热处理获得。
专利CN201610941668.5，一种Pt纳米粒修饰ZnSnO3纳米片气敏材料的制备方法，公开了通过采用醋酸锌和锡酸钠、乙醇和去离子水，经高压釜180℃下反应24小时，再经600℃处理2h，制备出了ZnSnO3纳米片。上述方法制备SnO2纳米片的时间都很长，而且，纳米片的尺寸均一性较差。因此，亟需要一种能够快速生长尺寸均一的SnO2纳米片的方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种快速生长SnO2纳米片的方法，该方法能够快速制备SnO2纳米片，具有生长速度快、均一性好的优点。
本发明的技术方案为：一种快速生长SnO2纳米片的方法，包括以下步骤：
S1)、生长溶液的制备
S101)、将0.1-0.3质量份数的氯化亚锡、和0.05-0.1质量份数的醋酸钠加入到15-30体积份数的去离子水中磁力搅拌15-30min，得到A溶液；
S102)、将0.05-0.1质量份数的六次甲基四胺加入到15-30体积份数的去离子水中，磁力搅拌15-30min，得到B溶液；
S103)、将上述的A溶液和B溶液混合均匀，并加入20-40体积份数的乙二醇，然后磁力搅拌15-30min，即可配制成均匀的生长溶液；
S2)、SnO2纳米片的生长，将制备好的生长溶液和干净的ITO衬底放入高压釜当中，在 160-250℃下保温0.5-4h；
S3)、样品清洗，采用去离子水超声波清洗样品3-5次，去除残留的试剂。
进一步的，步骤S2)中，干净的ITO衬底是采用去离子水超声清洗5-8次，并烘干后得到。
进一步的，步骤S3)中，为了提高SnO2纳米片的结晶性能，可将清洗干净的SnO2纳米片在大气环境中，200-280℃温度条件下退火1-2h。
本发明提供的SnO2纳米片主要用于光催化降解、光电探测器、气敏探测器和太阳能电池。
本发明的有益效果为：
1、生长周期短，且纳米片的均一性好，可以提升SnO2纳米材料的灵敏度；
2、制备工艺简单，制备成本低，且性能稳定，并且制备的SnO2纳米片具有较好的光催化降解功能；
3、本发明制备SnO2纳米片分布较为规则，有利益增大纳米材料的比表面积；
4、本发明制备SnO2纳米片在锂离子电池、传感器、光催化等领域具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的SnO2纳米片的低倍扫描电子显微镜(SEM)图；
图2为本发明实施例1制备的SnO2纳米片的高倍扫描电子显微镜(SEM)图；
图3为本发明的实施例1制备的SnO2纳米片的光催化降解亚甲基蓝的吸收图谱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
实施例1
一种快速生长SnO2纳米片的方法，包括以下步骤：
S1)、生长溶液的制备
S101)、将0.118g的氯化亚锡、和0.0678g的醋酸钠加入到15mL的去离子水中磁力搅拌 15min，得到A溶液；
S102)、将0.072g的六次甲基四胺加入到15mL的去离子水中，磁力搅拌15min，得到B 溶液；
S103)、将上述的A溶液和B溶液混合均匀，并加入20mL的乙二醇，然后磁力搅拌15min，即可配制成均匀的生长溶液；
S2)、衬底清洗：采用乙醇、去离子水超声波清洗ITO衬底5次，并烘干；
S3)、SnO2纳米片的生长，将制备好的生长溶液和干净的ITO衬底放入高压釜当中，在 160℃下保温1h；
S4)、样品清洗，采用去离子水超声波清洗样品3次，去除残留的试剂200℃温度条件下退火1h。
实施例2
一种快速生长SnO2纳米片的方法，包括以下步骤：
S1)、生长溶液的制备
S101)、将0.15g的氯化亚锡、和0.07g的醋酸钠加入到15mL的去离子水中磁力搅拌15min，得到A溶液；
S102)、将0.08g的六次甲基四胺加入到15mL的去离子水中，磁力搅拌15min，得到B溶液；
S103)、将上述的A溶液和B溶液混合均匀，并加入20mL的乙二醇，然后磁力搅拌15min，即可配制成均匀的生长溶液；
S2)、衬底清洗：采用乙醇、去离子水超声波清洗ITO衬底8次，并烘干；
S3)、SnO2纳米片的生长，将制备好的生长溶液和干净的ITO衬底放入高压釜当中，在 250℃下保温0.5h；
S4)、样品清洗，采用去离子水超声波清洗样品5次，去除残留的试剂250℃温度条件下退火1.5h。
实施例3
如图1所示，SnO2纳米片完全覆盖了衬底，而且分布较均匀，图2是本发明的实施例1 制备的SnO2纳米片的高倍扫描电子显微镜(SEM)照片，如图2所示，SnO2纳米片，具有较好的均一性，其厚度约为10nm。图3是本发明的实施例1制备的SnO2纳米片的光催化降解亚甲基蓝的吸收图谱，如图所示，经过1.5h的光催化降解之后，亚甲基蓝的吸收度由原来的3.06降低至0.25，由此说明，SnO2纳米片具有较好的光催化降解功能。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (3)
1.一种快速生长SnO2纳米片的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1)、生长溶液的制备
S101)、将0.1-0.3质量份数的氯化亚锡、和0.05-0.1质量份数的醋酸钠加入到15-30体积份数的去离子水中磁力搅拌15-30min，得到A溶液；
S102)、将0.05-0.1质量份数的六次甲基四胺加入到15-30体积份数的去离子水中，磁力搅拌15-30min，得到B溶液；
S103)、将上述的A溶液和B溶液混合均匀，并加入20-40体积份数的乙二醇，然后磁力搅拌15-30min，即可配制成均匀的生长溶液；
S2)、SnO2纳米片的生长，将制备好的生长溶液和干净的ITO衬底放入高压釜当中，在160-250℃下保温0.5-4h；
S3)、样品清洗，采用去离子水超声波清洗样品3-5次，去除残留的试剂。
2.根据权利要求1所述的一种快速生长SnO2纳米片的方法，其特征在于：步骤S2)中，干净的ITO衬底是采用去离子水超声清洗5-8次，并烘干后得到。
3.根据权利要求1所述的一种快速生长SnO2纳米片的方法，其特征在于：步骤S3)中，为了提高SnO2纳米片的结晶性能，可将清洗干净的SnO2纳米片在大气环境中，200-280℃温度条件下退火1-2h。
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| CN109179491A (zh) | 2019-01-11 |
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