一种二氧化锡中空微球的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种二氧化锡中空微球的制备方法，属于纳米材料制备技术领域。包括以下步骤：1)按1：(0.1～20)的摩尔比，取NaOH和SnCl2·2H2O，溶于有机溶剂中，混匀得到混合溶液，将该混合溶液充分搅拌均匀，得到反应前驱液；其中，所述有机溶剂的加入量为每0.1mmoL NaOH加入0.1～1mL有机溶剂；2)将反应前驱液在120～200℃下，水热反应12～48h，冷却后离心；3)将离心得到的沉淀清洗后进行干燥，制得二氧化锡中空微球。本发明专利技术采用水热法制备二氧化锡中空微球，制备工艺流程简单，条件适中，不需要特殊的工艺设备，易于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米材料制备
，具体涉及。
技术介绍
二氧化锡(SnO2)是一种重要的半导体传感器材料 Sensors and Actuators A:Physical, 139 (2007) 7-11]，用它制备的气敏传感器灵敏度高，被广泛用于各种可燃气体、环境污染气体、工业废气以及有害气体的检测和预报。同时，SnO2也可以用做锂离子/钠离子电池的电极材料，其具有良好的电化学性會泛Materials Characterizat1n 76(2013) 1 - 5]。目前，国内外提出的二氧化锡的制备方法主要有固相化学合成法，溶胶-凝胶法，化学沉淀法和水热合成法。固相合成方法虽然工艺简单，但是其烧结温度较高，保温时间较长，产物形貌不易控制。溶胶-凝胶法所需设备简单，操作易于控制，但处理时间较长，得到的凝胶不易洗涤。沉淀法设备和工艺简单，成本低，易于工业化生产，但制备过程中存在的最大问题是SnO2超细粉末的团聚。而水热合成反应在高温高压下进行，水热处理后可以有效抑制粉末在干燥焙烧等热处理中的热增长，制备的粒子粒度均匀，结晶度高，晶态完整，形貌比较规则，具有较高的烧结活性。然而，现有技术以氯化物为原材料制备SnO2，最大的困难是难以除去前驱体中的氯离子，导致了产物纯度的降低，对其性能造成一定影响电子元件与材料12(2006)57-62]。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该方法操作简单、生产成本低，重复性高，适合工业化生产，经本方法制得的二氧化锡中空微球结晶性能好，纯度高，形貌和尺寸可控。本专利技术是通过以下技术方案来实现:，包括以下步骤:I)按1: (0.1?20)的摩尔比，取NaOH和SnCl2.2Η20，溶于有机溶剂中，混匀得到混合溶液，将该混合溶液充分搅拌均匀，得到反应前驱液；其中，所述有机溶剂的加入量为每0.1mmoL NaOH加入0.1?ImL有机溶剂；2)将反应前驱液在120?200°C下，水热反应12?48h，冷却后离心；3)将离心得到的沉淀清洗后进行干燥，制得二氧化锡中空微球。混合溶液中NaOH的浓度为0.01?lmol/L ；SnCl2.2H20的浓度为0.05?2mol/L0所述的有机溶剂为乙醇、乙二醇或丙三醇。步骤I)所述的充分搅拌均匀是将混合溶液磁力搅拌10?120min。步骤2)所述的水热反应是将反应前驱液置于以聚四氟乙烯作为内衬的水热反应釜中进行，所用的水热反应釜的填充比为30%?70%。步骤3)所述的清洗是将离心得到的沉淀依次经去离子水清洗I?5次，无水乙醇清洗I?3次。步骤3)所述的干燥是将清洗后的沉淀在50?90°C下干燥I?5h。制得的二氧化锡中空微球是由直径为10?50nm纳米棒构成的直径为5?8 μπι的中空微球。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果:本专利技术以NaOH和SnCl2.2Η20为原料，采用水热法制备了二氧化锡中空微球，有效地避免了产物中难溶氯化物的出现。且本专利技术能够通过控制反应过程中的SnCl2 = NaOH的摩尔比、水热反应的时间和温度来调节产物的形貌和尺寸，使得制备出的产品具有较高的纯度。本专利技术方法制备工艺流程简单，条件适中，不需要特殊的工艺设备，易于工业化生产，经本专利技术制得的二氧化锡中空微球结晶性能好，纯度高，形貌和尺寸可控，避免了高温焙烧引起的粒子团聚。【附图说明】图1为本专利技术制备的SnO2X射线衍射图。图2为本专利技术制备的SnO2场发射形貌图；其中，(a)为11.0k下的场发射形貌图；(b)为22.0k下的场发射形貌图。【具体实施方式】下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。实施例1，包括以下步骤:I)配制 50mL 0.05mol/L NaOH，称取 0.06mol SnCl2.2Η20 溶入其中，加入 1ml 乙二醇，混匀得到混合溶液，将混合溶液在常温下，磁力搅拌lOmin，得到反应前驱液；2)将反应前驱液在150°C下，水热反应12h，自然冷却后离心；所述的水热反应是将反应前驱液置于以聚四氟乙烯作为内衬的水热反应釜中进行，所用的水热反应釜的填充比为30%?70% ;3)将离心得到的沉淀依次经去离子水清洗I?5次，无水乙醇清洗I?3次，之后在60°C下干燥4h，得到二氧化锡中空微球；通过图1可以反映出由本专利技术制得的产物为二氧化锡，产物结晶性较好。从图2可以看出该二氧化锡微球为中空结构，是由直径为50nm纳米线构成的直径为7 μ m的微球。实施例2，包括以下步骤:I)配制 30mL 0.04mol/L NaOH，称取 0.02mol SnCl2.2Η20 溶入其中，加入 18ml 乙醇，混匀得到混合溶液，将混合溶液在常温下，磁力搅拌20min，得到反应前驱液；2)将反应前驱液在170°C下，水热反应18h，自然冷却后离心；所述的水热反应是将反应前驱液置于以聚四氟乙烯作为内衬的水热反应釜中进行，所用的水热反应釜的填充比为30%?70% ;3)将离心得到的沉淀依次经去离子水清洗3次，无水乙醇清洗2次，之后在70V下干燥4h，得到二氧化锡中空微球；本实例所得到的二氧化锡中空微球是由直径为25nm纳米线构成的直径为5 μ m的微球。实施例3，包括以下步骤:I)配制 35mL 0.07mol/L NaOH，称取 0.03mol SnCl2.2Η20 溶入其中，加入 25ml 丙三醇，混匀得到混合溶液，将混合溶液在常温下，磁力搅拌30min，得到反应前驱液；2)将反应前驱液在160°C下，水热反应28h，自然冷却后离心；所述的水热反应是将反应前驱液置于以聚四氟乙烯作为内衬的水热反应釜中进行，所用的水热反应釜的填充比为30%?70% ;3)将离心得到的沉淀依次经去离子水清洗2次，无水乙醇清洗I次，之后在50°C下干燥5h，得到二氧化锡中空微球；本实例所得到的二氧化锡中空微球是由直径为40nm纳米线构成的直径为6 μ m的微球。实施例4，包括以下步骤:I)配制 40mL 0.03mol/L NaOH，称取 0.04mol SnCl2.2Η20 溶入其中，加入 15ml 乙醇，混匀得到混合溶液，将混合溶液在常温下，磁力搅拌80min，得到反应前驱液；2)将反应前驱液在160°C下，水热反应12h，自然冷却后离心；所述的水热反应是将反应前驱液置于以聚四氟乙烯作为内衬的水热反应釜中进行，所用的水热反应釜的填充比为30%?70% ;3)将离心得到的沉淀依次经去离子水清洗2次，无水乙醇清洗I次，之后在50°C下干燥4h，得到二氧化锡中空微球；本实例所得到的二氧化锡中空微球是由直径为30nm纳米线构成的直径为8 μ m的微球。实施例5，包括以下步骤:I)配制 50mL 0.09mol/L NaOH，称取 0.1mol SnCl2.2H20 溶入其中，加入 25ml 乙二醇，混匀得到混合溶液，将混合溶液在常温下，磁力搅拌120min，得到反应前驱液；2)将反应前驱液在190°C下，水热反应18h，自然冷却后离心；所述的水热反应是将反应前驱液置于以聚四氟乙烯作为内衬的水热反应釜中进行，所用的水热反应釜的填充比为30%?70% ;3)将离心得到的沉淀依次经去离子水清洗I次，无水乙醇清洗3次，之后在90°C下干本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二氧化锡中空微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)按1：(0.1～20)的摩尔比，取NaOH和SnCl2·2H2O，溶于有机溶剂中，混匀得到混合溶液，将该混合溶液充分搅拌均匀，得到反应前驱液；其中，所述有机溶剂的加入量为每0.1mmoL NaOH加入0.1～1mL有机溶剂；2)将反应前驱液在120～200℃下，水热反应12～48h，冷却后离心；3)将离心得到的沉淀清洗后进行干燥，制得二氧化锡中空微球。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹丽云，惠亚妮，黄剑锋，许占位，李嘉胤，欧阳海波，费杰，李翠艳，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61