一種氧化銦錫納米晶的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及納米材料技術領域，尤其是指一種晶粒尺寸可調的納米晶材料制備方法。
【背景技術】
[0002]氧化銦錫，又名為ΙΤ0，是一種具有廣泛應用價值的透明導電材料，其主要以薄膜形式被使用。氧化銦錫傳統的制備技術是采用真空鍍膜方法。隨著納米材料的發展，氧化銦錫可以被制備成納米粉體，并被分散于多種溶劑中，利用這種分散液就可以通過各種涂布或印刷方法在各種襯底上制備ITO薄膜，這樣既簡化了工藝又節省了材料。
[0003]溶液法制備納米氧化銦錫晶體顆粒適合大批量、廉價的合成制備，而且可以避免煅燒方法造成的硬團聚，利于后期的分散，因此被廣泛的研究。多種溶液法制備納米氧化銦錫晶體也隨之被發展起來。其中一種方法是溶劑熱法:即以新鮮制備的銦、錫氫氧化物為原料，在醇溶劑中外加高溫高壓的反應條件合成納米氧化銦錫晶體。這種方法簡單，原材料常見易得，可大量制備。但是，溶劑熱法所得的納米晶粒尺寸較大，一般不低于50nm，而實際應用中，往往需要特定尺寸的納米晶粒，特別是尺寸更小的晶粒，這就需要發展簡單有效的方法來減小和控制納米顆粒尺寸。
【發明內容】
[0004]為解決上述問題，本發明提供一種氧化銦錫納米晶的制備方法，可獲得50nm以下的納米晶尺寸，并可通過反應參數的調整控制目標納米晶的尺寸大小。
[0005]這種氧化銦錫納米晶的制備方法包括如下步驟:
[0006]步驟一:在含有銦化物、錫化物的混合水溶液中加入堿，調節pH值為8.0?9.0，使所述銦化物、錫化物轉化為銦氫氧化物、錫氫氧化物沉淀；
[0007]步驟二:分別用去離子水、醇溶劑反復清洗所述銦氫氧化物、錫氫氧化物沉淀，然后固液分離，得到銦氫氧化物、錫氫氧化物的前驅體；
[0008]步驟三:將所述前驅體與乙醇混合，加入乙醇胺，超聲分散成懸浮液；
[0009]所述前驅體、乙醇、乙醇胺比例為0.03?0.3mol:1L:0.007?7mol ；
[0010]步驟四:將所述懸浮液置入高壓釜中熱處理，得到藍色沉淀；分別用水、醇溶劑反復清洗所述藍色沉淀后得到氧化銦錫納米晶。
[0011]其中，所述前驅體、乙醇與乙醇胺的比例為0.03?0.3mol:1L:0.007?0.7mol。
[0012]其中，所述銦化物、錫化物的混合水溶液中錫元素的物質的量占銦、錫元素總物質的量之和的I?10%。
[0013]其中，所述銦化物包括氯化銦、硝酸銦及它們的水合物中的一種或多種。
[0014]其中，所述錫化合物包括四氯化錫及其的水合物中的一種或多種。
[0015]其中，所述高壓釜的熱處理溫度是240?260°C，時間為6?48小時。
[0016]其中,所述堿為氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液或氨水。
[0017]有益效果:
[0018]本發明通過在氧化銦錫納米晶的制備過程中引入乙醇胺，有效地減少氧化銦錫納米晶粒子的尺寸至50nm以下。并通過調節乙醇胺的使用比例，可控制目標產品的氧化銦錫納米晶所需的尺寸大小。進一步地，乙醇胺的引入不會造成含堿金屬的一類表面活性劑所帶入的污染。
【附圖說明】
[0019]圖1a為本發明對照實驗獲得的氧化銦錫納米晶的X射線衍射圖；圖1b?e分別為實施例1中乙醇胺不同加入量所獲得的氧化銦錫納米晶的X射線衍射圖。
[0020]圖2為本發明對照實驗獲得的氧化銦錫納米晶的透射電鏡圖；
[0021]圖3(a)?(d)分別為本發明實施例1中乙醇胺不同加入量所獲得的氧化銦錫納米晶的透射電鏡圖。
[0022]圖4為本發明實施例2獲得的氧化銦錫納米晶的透射電鏡圖。
[0023]圖5為本發明實施例3獲得的氧化銦錫納米晶的透射電鏡圖。
【具體實施方式】
[0024]下面，將結合附圖對本發明實施例做詳細說明。
[0025]實施例1:
[0026]原材料的配制:
[0027]按銦、錫元素的物質的量之比為9:1，稱取一定量的氯化銦(InCl3)和四氯化錫(SnCl4),加蒸餾水混合后，獲得銦、錫元素總物質的量濃度為0.3mol/L的InCl3、SnCl4混合水溶液。
[0028]其他試劑如濃氨水、無水乙醇(分析純)、乙醇胺(分析純)，備用。
[0029]本實施例的氧化銦錫納米晶制備步驟具體如下:
[0030]步驟一:在所述InCl3、SnCl4混合水溶液中加入濃氨水，調節pH值約為9，使銦離子、錫離子完全轉化為氫氧化銦(In(OH)3)、氫氧化錫(Sn(OH)4)沉淀。
[0031]步驟二:將步驟一的銦氫氧化物、錫氫氧化物沉淀離心分離后，用去離子水反復清洗5次去除雜質離子，再用無水乙醇反復洗滌3次去除沉淀中的殘留水分，獲得銦氫氧化物、錫氫氧化物的前驅體。
[0032]步驟三:將所述前驅體、乙醇按照比例為0.07mol:1L攪拌成混合液，平行配制四份所述混合液A、B、C、D。然后按照乙醇胺與乙醇的比例分別為0.007mol:1L、0.07mol:1L、0.7mol:1L和7mol: 1L，分別往四份混合液A、B、C、D中加入乙醇胺。超聲分散，混合均勻后獲得A、B、C、D四份銦、錫氫氧化物的懸浮液。
[0033]步驟四:在A、B、C、D四份懸浮液中各取30ml分別放入50ml的高壓釜中經250°C熱處理24小時，分別得到A、B、C、D四份藍色沉淀。經過水、乙醇溶劑清洗后得到A、B、C、D四份藍色晶體。參見圖1的曲線b、c、d、e (分別對應A、B、C、D四份藍色晶體)可證實，四份藍色晶體均為氧化銦錫納米晶粒。圖3 (a)、(b)、(c)、(d)分別展示樣品A、B、C、D藍色晶體的微觀結構，可知A、B、C、D四份藍色晶體的尺寸均在50nm以下。
[0034]對照試驗:
[0035]該對照試驗的步驟一、步驟二參照上述實施例1所示。
[0036]步驟三中不添加乙醇胺，其他操作步驟一致。
[0037]步驟四:取30ml前驅體和乙醇超聲分散后形成的懸浮液，放入50ml的高壓釜中經250°C熱處理24小時，得到藍色沉淀，沉淀經過水、乙醇溶劑清洗后得到藍色晶粒。參見圖1的曲線a所示，對照實驗所獲得的