一種超臨界法制備氧化錫納米微球的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于納米材料制備技術領域，具體涉及一種超臨界法制備氧化錫納米微球的制備方法。
【背景技術】
[0002]半導體金屬氧化物納米材料，被廣泛應用于傳感、催化、光電、能源存儲等領域。其中，二氧化錫Sn02是一種重要的η型半導體過渡金屬氧化物材料，具有較寬的禁帶寬度、較高的氣體敏感性和較好的光學性能，因而備受科學家們的關注，并可廣泛應用于鋰離子電池、超級電容器、傳感器及作為催化劑等方面。
[0003]目前，制備二氧化錫Sn02的方法主要有:水熱法、共沉淀法、氣相沉積法等。氣相法需要昂貴的設備，因而成本較高。而且合成的具有可控形貌和結構的納米晶，基于形貌和結構的改變使納米材料在眾多應用領域的性能提高，也是是納米科學技術領域的基本挑戰。本發明將超臨界法制備納米顆粒的技術引入二氧化錫材料的制備中，得到新的結構形貌，具有技術與應用的新穎性和創造性。
【發明內容】
[0004]為克服現有技術的不足，本發明提供了一種超臨界法制備氧化錫納米微球的方法，提供了一種由二氧化錫納米晶自組裝成氧化錫納米微球的制備方法，并且得到該形貌的材料具有比表面積大等特點。
[0005]一種超臨界法制備氧化錫納米微球的方法，其特征在于，該方法的具體步驟為:
(1)配置濃度為0.008-0.02 mol/L的錫溶液，并加入表面活性劑，表面活性劑質量分數為6%，形成混合溶液；
(2)配置堿溶液，其中氫氧根:錫離子的摩爾比為4:1;
(3)在攪拌過程中，把步驟(1)制得的堿溶液加入步驟(2)制得的錫和表面活性劑的混合溶液中，并持續攪拌30 min ；
(4)將上述溶液置入超臨界的反應器一提籃中進行反應，控制壓力15-22MPa和溫度110-150°C，并保壓 3-8 h ；
(5)打開泄壓口將超臨界反應釜中的壓力降到常壓，得到前驅體粉體，在400-600°C溫度下煅燒，即得到由氧化錫Sn02納米晶粒自組裝成的SnO 2納米微球。
[0006]步驟(1)所述的錫溶液，錫源是氯化亞錫SnCl2.2H20或無水四氯化錫SnCl#的一種，并且濃度為0.008-0.02 mol/L。
[0007]步驟(2)所述的堿溶液，堿源為氫氧化鈉NaOH或氫氧化鉀Κ0Η中的一種。采用本發明所述方法制備的納米Sn02微球形貌的材料具有比表面積大等特點，大大提高了 Sn0d9功能與應用，極大的擴展了其潛在的應用價值。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發明實施例1合成的氧化錫納米微球的掃描電鏡圖。
[0009]圖2為本發明實施例1合成的氧化錫納米微球單球表面放大的掃描電鏡圖。
[0010]圖3為本發明實施例2合成的氧化錫納米微球的掃描電鏡圖。
【具體實施方式】
[0011]本發明通過下面的具體實例進行詳細描述，但本發明的保護范圍不受限于這些實施例。
[0012]實施例1:
(1)配置濃度為0.017 mol/L的四氯化錫SnCl4溶液，并加入十六烷基三甲基溴化銨(表面活性劑質量分數為6%)；
(2)配置一定濃度的氫氧化鉀溶液，其中氫氧根:錫離子的摩爾比為4:1；
(3 )在攪拌過程中，把氫氧化鉀溶液加入四氯化錫和十六燒基三甲基溴化錢的混合溶液中，并持續攬摔30 min ；
(4)將上述溶液置入超臨界的反應器一提籃中進行反應，控制一定的壓力(15MPa)和溫度(110°C)，并保壓一定時間(8 h);
(5)打開泄壓口將超臨界反應釜中的壓力降到常壓，得到前驅體粉體，在600°C溫度下煅燒，即得到由氧化錫Sn02納米晶粒自組裝成的SnO 2納米微球。
[0013]圖1為本次實施例合成的氧化錫納米微球的掃描電鏡圖，圖2為本次實施例合成的氧化錫納米微球單球表面放大的掃描電鏡圖。
[0014]實施例2:
(1)配置濃度為0.008 mol/L的氯化亞錫SnCl2.2H20溶液，并加入十六烷基三甲基溴化銨(表面活性劑質量分數為6%)；
(2)配置一定濃度的氫氧化鈉溶液，其中氫氧根:錫離子的摩爾比為4:1；
(3 )在攪拌過程中，把氫氧化鈉溶液加入氯化亞錫和十六燒基三甲基溴化錢的混合溶液中，并持續攬摔30 min ；
(4)將上述溶液置入超臨界的反應器一提籃中進行反應，控制一定的壓力(19MPa)和溫度(150°C)，并保壓一定時間(6 h);
(5)打開泄壓口將超臨界反應釜中的壓力降到常壓，得到前驅體粉體，在550°C溫度下煅燒，即得到由氧化錫Sn02納米晶粒自組裝成的SnO 2納米微球。
[0015]圖3為本次實施例合成的氧化錫納米微球的掃描電鏡圖。
[0016]實施例3:
(1)配置濃度為0.02 mol/L的氯化亞錫SnCl2.2H20溶液，并加入十二烷基苯磺酸鈉SDBS (表面活性劑質量分數為6%);
(2)配置一定濃度的氫氧化鈉溶液，其中氫氧根:錫離子的摩爾比為4:1；
(3)在攪拌過程中，把氫氧化鈉溶液加入氯化亞錫和十二烷基苯磺酸鈉SDBS的混合溶液中，并持續攬摔30 min ；
(4)將上述溶液置入超臨界的反應器一提籃中進行反應，控制一定的壓力(22MPa)和溫度(125°C)，并保壓一定時間(3 h);
(5)打開泄壓口將超臨界反應釜中的壓力降到常壓，得到前驅體粉體，在400°C溫度下煅燒，即得到由氧化錫Sn02納米晶粒自組裝成的SnO 2納米微球。
【主權項】
1.一種超臨界法制備氧化錫納米微球的方法，其特征在于，該方法的具體步驟為: (1)配置濃度為0.008-0.02 mol/L的錫溶液，并加入表面活性劑，表面活性劑質量分數為6%，形成混合溶液； (2)配置堿溶液，其中氫氧根:錫離子的摩爾比為4:1; (3)在攪拌過程中，把步驟(I)制得的堿溶液加入步驟(2)制得的錫和表面活性劑的混合溶液中，并持續攪拌30 min ； (4)將上述溶液置入超臨界的反應器一提籃中進行反應，控制壓力15-22MPa和溫度110-150°C，并保壓 3-8 h ； (5)打開泄壓口將超臨界反應釜中的壓力降到常壓，得到前驅體粉體，在400-600°C溫度下煅燒，即得到由氧化錫SnO2納米晶粒自組裝成的SnO 2納米微球。2.根據權利要求1所述的一種超臨界法制備氧化錫納米微球的方法，其特征在于，步驟(I)所述的錫溶液，錫源是氯化亞錫SnCl2.2Η20或無水四氯化錫SnCl4*的一種，并且濃度為 0.008-0.02 mol/L。3.根據權利要求1所述的一種超臨界法制備氧化錫納米微球的方法，其特征在于，步驟(2)所述的堿溶液，堿源為氫氧化鈉NaOH或氫氧化鉀KOH中的一種。
【專利摘要】本發明提出了一種超臨界法制備氧化錫SnO2納米晶粒自組裝成納米微球的方法。首先，配置錫溶液0.008~0.02mol/L，并加入表面活性劑；其次，配置一定濃度的堿溶液，其中氫氧根的物質的量:錫離子的物質的量=4:1；在攪拌過程中，把堿溶液加入錫源和表面活性劑的混合溶液中；將上述溶液置入超臨界的反應器—提籃中進行反應，控制壓力和溫度，打開泄壓口將超臨界反應釜中的壓力降到常壓，得到前驅體粉體，并在400-600℃溫度下煅燒，即得到由氧化錫SnO2納米晶粒自組裝成的SnO2納米微球。該方法制備的SnO2納米微球產出比高，制備方法簡單，過程不使用有毒有機溶劑，對環境無污染，制備的SnO2材料比表面積大，可廣泛應用與傳感、催化、能源存儲等領域。
【IPC分類】B82Y30/00, C01G19/02
【公開號】CN105329937
【申請號】CN201510753180
【發明人】何丹農, 王艷麗, 林琳, 陳超, 王巖巖, 張現, 張春明
【申請人】上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年11月9日