一种复合核壳结构纳米粉体制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合核壳结构纳米粉体制备方法，包括以下步骤：将五水氯化锡和三氯化锑溶于盐酸溶液中，添加氨水形成第一溶液；将第一溶液在恒温水浴条件下反应，形成第一沉淀物，煅烧后得到锑掺杂二氧化锡纳米粉体；将所述锑掺杂二氧化锡纳米粉体分散于无水乙醇中，添加氨水形成第二溶液；向所述第二溶液加入正硅酸乙酯反应形成第二沉淀物，煅烧后得到中间粉体；将五水氯化锡和三氯化锑溶解到含有乙酰丙酮的无水乙醇中，搅拌反应，形成第三溶液，滴加蒸馏水搅拌后，陈放老化得到锑掺杂氢氧化锡溶胶；将所述中间粉体加入到所述锑掺杂氢氧化锡溶胶中并进行分散，然后密封静置，形成第三沉淀物，煅烧后，得到复合核壳结构纳米粉体。

Preparation method of composite core-shell structure nano powder

The invention discloses a preparation method of nano composite core-shell powder, which comprises the following steps: five water three tin chloride and antimony chloride dissolved in hydrochloric acid solution, adding ammonia to form the first solution; the first reaction in a constant temperature water bath conditions, the formation of the first precipitate obtained after calcination, two antimony doped tin oxide nano powder; the two antimony doped tin oxide nano powder dispersed in ethanol, adding ammonia to form second solution; adding to the second solution of TEOS reacted to form second precipitate obtained after calcination, intermediate powder; five water tin chloride and three antimony chloride dissolved into the ethanol containing acetylacetone in the reaction, the formation of a third solution, adding distilled water after mixing, some aging antimony doped tin hydroxide sol; the intermediate powder is added to the antimony doped hydrogen The tin oxide sol is dispersed, sealed and placed to form a third precipitate, and a composite core-shell structure nanometer powder is obtained after calcination.

【技术实现步骤摘要】
一种复合核壳结构纳米粉体制备方法
本专利技术涉及一种纳米粉体制备方法，尤其是一种复合核壳结构纳米粉体制备方法。
技术介绍
近年来，核壳型异质纳米结构材料由于具有不同于任何单一物质性质而在材料化学和纳米
起了广泛的关注。核壳异质纳米结构材料可由不同组成功能的材料构成，通过材料复合、互补和优化可以构建更优质的复合功能材料与器件，满足发展的需求。在颗粒表面包覆壳层物质形成核壳结构材料，可以很好的控制粒子之间的相互作用，通过改变包覆物的尺寸、结构以及粒子的组成能够赋予颗粒以特殊的功能特性，从而使其得到更加广泛的潜在的应用。锑掺杂二氧化锡(Antimonytinoxide，简称ATO)纳米材料，同时兼顾了ATO材料和纳米材料的优点，它具有独特的光电性能、抗电离辐射、良好的减反射、红外吸收、热稳定性以及对某些元素有很高的离子选择性交换能力，可用于隔热涂料、建筑用低辐射率玻璃、红外吸收隔热材料、抗静电塑料、防辐射抗静电涂层材料、纤维、电极材料、气敏元件等。在国外，特别是在日本、美国，ATO纳米材料的制备及应用研究，已经进入大规模生产的阶段。而我国在这方面的研究起步较晚，产品主要依靠进口。所以，ATO纳米材料的自主研究，已经成为了目前相当重要的科研项目。这其中牵涉到了巨大的经济效益和社会效益，因此，ATO纳米材料其制备与应用越来越受到重视。ATO纳米材料是一种优异的透明隔热填料，具有优良的浅色透明性和红外吸收特性，且耐腐蚀、热稳定性高。然而，想要进一步提高隔热性能，在隔热涂料中，研究者通过添加一定量的无机纳米粒子来对涂料性能进行改性。例如，公开号为CN1563231A的中国专利技术专利公开了一种用纳米ATO湿浆和纳米氧化铟锡(IndiumTinOxide,简称ITO)湿浆作为改性填料添加到玻璃涂料中使得涂料具有良好的可见光透过率和很高的红外屏蔽效果。并且纳米玻璃隔热涂料只需涂刷几个微米的厚度，就可以达到非常优良的隔热效果，操作方便且价格低廉。ATO纳米粒子本身具有很好的减反射，抗辐射和红外吸收等功能，且其良好的透光率，耐候性和稳定性，以及其低廉的成本，使得其成为现在主流的纳米隔热涂料的纳米填料。公开号为CN106118287A的中国专利技术专利公开了一种纳米ATO/CuS填料水性丙烯酸透明隔热，利用纳米ATO/CuS混合填充，达到提升性能的目的。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提出一种隔热性能好的复合核壳结构纳米粉体制备方法。为达此目的，本专利技术提供的一种复合核壳结构纳米粉体制备方法，包括以下步骤：S10：将按锑摩尔掺杂浓度为1％～10％称取的五水氯化锡和三氯化锑溶于盐酸溶液中，通过添加氨水，形成pH值为9～11的第一溶液；S11：将所述第一溶液在大于等于50℃的恒温水浴条件下反应20～60分钟，形成成分为锑掺杂氢氧化锡的第一沉淀物；S15：煅烧所述第一沉淀物，得到锑掺杂二氧化锡纳米粉体；S20：将所述锑掺杂二氧化锡纳米粉体超声分散于无水乙醇中，通过加入氨水形成pH值为9～11的第二溶液；S21：在搅拌条件下，向所述第二溶液中加入正硅酸乙酯，充分反应，形成以所述锑掺杂二氧化锡纳米粉体作为第一内核，外层包覆二氧化硅水合物的第二沉淀物；S25：煅烧所述第二沉淀物，得到二氧化硅包覆所述第一内核的中间粉体；S30：按锑摩尔掺杂浓度为5％～15％将五水氯化锡和三氯化锑溶解到含有乙酰丙酮的无水乙醇中，搅拌充分反应，形成第三溶液，再向所述第三溶液中缓慢滴加蒸馏水,所述蒸馏水用量与所述无水乙醇用量的体积比为1.4～1.8:100，继续搅拌1～2小时后，陈放老化得到锑掺杂氢氧化锡溶胶；S31：将所述中间粉体按2g/100ml的质量体积比加入到所述锑掺杂氢氧化锡溶胶中并进行超声分散，然后密封静置，形成以所述中间粉体作为第二内核，外层包覆锑掺杂氢氧化锡的第三沉淀物；S35：烘干、煅烧所述第三沉淀物得到纳米锑掺杂二氧化锡包覆所述第二内核形成的复合核壳结构纳米粉体。优选的，在步骤S10中，所述盐酸溶液的摩尔浓度为1～3mol/L。优选的，在步骤S10和S20中，所述氨水的体积浓度为10％～30％。优选的，在步骤S30中按锑摩尔掺杂浓度为5％、7％、10％或者15％将五水氯化锡和三氯化锑溶解到含有乙酰丙酮的无水乙醇中。优选的，在步骤S31中所述中间粉体与所述锑掺杂氢氧化锡溶胶的用量配比为1.0g中间粉体对应50ml锑掺杂氢氧化锡溶胶。优选的，步骤S31中，所述超声分散时间为15～30分钟，密封静置时间为16～32小时。优选的，在步骤S15、S25和S35中，所述煅烧的温度为500～800℃，煅烧时间为1～3小时。优选的，在步骤S11和S15之间，还包括在煅烧前对所述第一沉淀物进行过滤、洗涤和烘干的步骤。优选的，在步骤S21和S25之间，还包括在煅烧前对所述第二沉淀物进行过滤、洗涤和烘干的步骤。优选的，在步骤S31和S35之间，还包括在煅烧前对所述第三沉淀物进行过滤、洗涤和烘干的步骤。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的复合核壳结构纳米粉体制备方法采用化学共沉淀法与溶胶凝胶法相结合的方法，通过在纳米锑掺杂二氧化锡颗粒表面包覆一层二氧化硅作为中间介质，然后再包覆一层纳米锑掺杂二氧化锡，制备出新型复合核壳结构纳米粉体复合材料，实验设备及工艺方法简单，经济成本低。该方法制备出的复合核壳结构纳米粉体应用于隔热涂料，粉体的分散性比单纯使用锑掺杂二氧化锡纳米材料的隔热涂料好，隔热效果也更佳。附图说明图1为1号纳米材料样品的六千倍SEM照片；图2为1号纳米材料样品的一万倍SEM照片；图3为2号纳米材料样品的六千倍SEM照片；图4为2号纳米材料样品的一万倍SEM照片；图5为3号纳米材料样品的六千倍SEM照片；图6为3号纳米材料样品的一万倍SEM照片；图7为1至6号纳米材料样品的衍射强度曲线对比图；图8为使用涂有0至6号涂料样品的铝板覆盖泡沫箱后进行隔热测试的箱内温度变化曲线对比图。具体实施方式下面通过具体实施例来进一步说明本专利技术的技术方案。实施例一本实施例提供的一种复合核壳结构纳米粉体制备方法，包括以下步骤：S10：将按锑摩尔掺杂浓度为8.5％称取33g五水氯化锡和2g三氯化锑溶于2mol/L的盐酸溶液中，通过添加体积浓度为10％氨水，形成pH＝9的第一溶液；S11：将所述第一溶液在60℃的恒温水浴条件下反应30分钟，形成成分为锑掺杂氢氧化锡(Sn(OH)4·Sb(OH)3)的黄色第一沉淀物，反应式如下:SnCl4·5H2O+SbCl3+NH3·H2O→Sn(OH)4·Sb(OH)3↓+NH4Cl；S12：抽滤所述第一溶液得到所述第一沉淀物；S13：将抽滤得到的所述第一沉淀物用乙醇和去离子水分别清洗5次；S14：将清洗后的所述第一沉淀物在80℃烘干12小时；S15：将清洗后的所述第一沉淀物放入马弗炉在650℃煅烧2小时，对所述锑掺杂氢氧化锡进行脱水，自然冷却后，得到深蓝色的锑掺杂二氧化锡纳米粉体，将所述锑掺杂二氧化锡纳米粉体做为1号纳米材料样品进行扫描电子显微镜(SEM)拍摄，其中六千倍SEM照片如图1所示，一万倍SEM照片如图2所示，由图1～2可知，采用上述化学共沉淀法合成的锑掺杂二氧化锡纳米粉体的形貌为大小不均的块体；S20：将所述深蓝色的锑掺杂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合核壳结构纳米粉体制备方法，其特征在于包括以下步骤：S10：将按锑摩尔掺杂浓度为1％～10％称取的五水氯化锡和三氯化锑溶于盐酸溶液中，通过添加氨水，形成pH值为9～11的第一溶液；S11：将所述第一溶液在大于等于50℃的恒温水浴条件下反应20～60分钟，形成成分为锑掺杂氢氧化锡的第一沉淀物；S15：煅烧所述第一沉淀物，得到锑掺杂二氧化锡纳米粉体；S20：将所述锑掺杂二氧化锡纳米粉体超声分散于无水乙醇中，通过加入氨水形成pH值为9～11的第二溶液；S21：在搅拌条件下，向所述第二溶液中加入正硅酸乙酯，充分反应，形成以所述锑掺杂二氧化锡纳米粉体作为第一内核，外层包覆二氧化硅水合物的第二沉淀物；S25：煅烧所述第二沉淀物，得到二氧化硅包覆所述第一内核的中间粉体；S30：按锑摩尔掺杂浓度为5％～15％将五水氯化锡和三氯化锑溶解到含有乙酰丙酮的无水乙醇中，搅拌充分反应，形成第三溶液，再向所述第三溶液中缓慢滴加蒸馏水,所述蒸馏水用量与所述无水乙醇用量的体积比为1.4～1.8:100，继续搅拌1～2小时后，陈放老化得到锑掺杂氢氧化锡溶胶；S31：将所述中间粉体按2g/100ml的质量体积比加入到所述锑掺杂氢氧化锡溶胶中并进行超声分散，然后密封静置，形成以所述中间粉体作为第二内核，外层包覆锑掺杂氢氧化锡的第三沉淀物；S35：烘干、煅烧所述第三沉淀物得到纳米锑掺杂二氧化锡包覆所述第二内核形成的复合核壳结构纳米粉体。...

【技术特征摘要】
1.一种复合核壳结构纳米粉体制备方法，其特征在于包括以下步骤：S10：将按锑摩尔掺杂浓度为1％～10％称取的五水氯化锡和三氯化锑溶于盐酸溶液中，通过添加氨水，形成pH值为9～11的第一溶液；S11：将所述第一溶液在大于等于50℃的恒温水浴条件下反应20～60分钟，形成成分为锑掺杂氢氧化锡的第一沉淀物；S15：煅烧所述第一沉淀物，得到锑掺杂二氧化锡纳米粉体；S20：将所述锑掺杂二氧化锡纳米粉体超声分散于无水乙醇中，通过加入氨水形成pH值为9～11的第二溶液；S21：在搅拌条件下，向所述第二溶液中加入正硅酸乙酯，充分反应，形成以所述锑掺杂二氧化锡纳米粉体作为第一内核，外层包覆二氧化硅水合物的第二沉淀物；S25：煅烧所述第二沉淀物，得到二氧化硅包覆所述第一内核的中间粉体；S30：按锑摩尔掺杂浓度为5％～15％将五水氯化锡和三氯化锑溶解到含有乙酰丙酮的无水乙醇中，搅拌充分反应，形成第三溶液，再向所述第三溶液中缓慢滴加蒸馏水,所述蒸馏水用量与所述无水乙醇用量的体积比为1.4～1.8:100，继续搅拌1～2小时后，陈放老化得到锑掺杂氢氧化锡溶胶；S31：将所述中间粉体按2g/100ml的质量体积比加入到所述锑掺杂氢氧化锡溶胶中并进行超声分散，然后密封静置，形成以所述中间粉体作为第二内核，外层包覆锑掺杂氢氧化锡的第三沉淀物；S35：烘干、煅烧所述第三沉淀物得到纳米锑掺杂二氧化锡包覆所述第二内核形成的复合核壳结构纳米粉体。2.根据权利要求1所述的一种复合核壳结构纳米粉体制备方法，其特征在于：在步骤S10中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨波，常萌蕾，李茂东，陈东初，黄国家，叶秀芳，张双红，张玉媛，李仕平，翟伟，王志刚，潘莹，
申请(专利权)人：广州特种承压设备检测研究院，佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44