一种超临界法制备氧化锡纳米微球的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种超临界法制备氧化锡纳米微球的制备方法。
【背景技术】
[0002]半导体金属氧化物纳米材料，被广泛应用于传感、催化、光电、能源存储等领域。其中，二氧化锡Sn02是一种重要的η型半导体过渡金属氧化物材料，具有较宽的禁带宽度、较高的气体敏感性和较好的光学性能，因而备受科学家们的关注，并可广泛应用于锂离子电池、超级电容器、传感器及作为催化剂等方面。
[0003]目前，制备二氧化锡Sn02的方法主要有:水热法、共沉淀法、气相沉积法等。气相法需要昂贵的设备，因而成本较高。而且合成的具有可控形貌和结构的纳米晶，基于形貌和结构的改变使纳米材料在众多应用领域的性能提高，也是是纳米科学技术领域的基本挑战。本发明将超临界法制备纳米颗粒的技术引入二氧化锡材料的制备中，得到新的结构形貌，具有技术与应用的新颖性和创造性。
【发明内容】
[0004]为克服现有技术的不足，本发明提供了一种超临界法制备氧化锡纳米微球的方法，提供了一种由二氧化锡纳米晶自组装成氧化锡纳米微球的制备方法，并且得到该形貌的材料具有比表面积大等特点。
[0005]一种超临界法制备氧化锡纳米微球的方法，其特征在于，该方法的具体步骤为:
(1)配置浓度为0.008-0.02 mol/L的锡溶液，并加入表面活性剂，表面活性剂质量分数为6%，形成混合溶液；
(2)配置碱溶液，其中氢氧根:锡离子的摩尔比为4:1;
(3)在搅拌过程中，把步骤(1)制得的碱溶液加入步骤(2)制得的锡和表面活性剂的混合溶液中，并持续搅拌30 min ；
(4)将上述溶液置入超临界的反应器一提篮中进行反应，控制压力15-22MPa和温度110-150°C，并保压 3-8 h ；
(5)打开泄压口将超临界反应釜中的压力降到常压，得到前驱体粉体，在400-600°C温度下煅烧，即得到由氧化锡Sn02纳米晶粒自组装成的SnO 2纳米微球。
[0006]步骤(1)所述的锡溶液，锡源是氯化亚锡SnCl2.2H20或无水四氯化锡SnCl#的一种，并且浓度为0.008-0.02 mol/L。
[0007]步骤(2)所述的碱溶液，碱源为氢氧化钠NaOH或氢氧化钾Κ0Η中的一种。采用本发明所述方法制备的纳米Sn02微球形貌的材料具有比表面积大等特点，大大提高了 Sn0d9功能与应用，极大的扩展了其潜在的应用价值。
【附图说明】
[0008]图1为本发明实施例1合成的氧化锡纳米微球的扫描电镜图。
[0009]图2为本发明实施例1合成的氧化锡纳米微球单球表面放大的扫描电镜图。
[0010]图3为本发明实施例2合成的氧化锡纳米微球的扫描电镜图。
【具体实施方式】
[0011]本发明通过下面的具体实例进行详细描述，但本发明的保护范围不受限于这些实施例。
[0012]实施例1:
(1)配置浓度为0.017 mol/L的四氯化锡SnCl4溶液，并加入十六烷基三甲基溴化铵(表面活性剂质量分数为6%)；
(2)配置一定浓度的氢氧化钾溶液，其中氢氧根:锡离子的摩尔比为4:1；
(3 )在搅拌过程中，把氢氧化钾溶液加入四氯化锡和十六烧基三甲基溴化钱的混合溶液中，并持续揽摔30 min ；
(4)将上述溶液置入超临界的反应器一提篮中进行反应，控制一定的压力(15MPa)和温度(110°C)，并保压一定时间(8 h);
(5)打开泄压口将超临界反应釜中的压力降到常压，得到前驱体粉体，在600°C温度下煅烧，即得到由氧化锡Sn02纳米晶粒自组装成的SnO 2纳米微球。
[0013]图1为本次实施例合成的氧化锡纳米微球的扫描电镜图，图2为本次实施例合成的氧化锡纳米微球单球表面放大的扫描电镜图。
[0014]实施例2:
(1)配置浓度为0.008 mol/L的氯化亚锡SnCl2.2H20溶液，并加入十六烷基三甲基溴化铵(表面活性剂质量分数为6%)；
(2)配置一定浓度的氢氧化钠溶液，其中氢氧根:锡离子的摩尔比为4:1；
(3 )在搅拌过程中，把氢氧化钠溶液加入氯化亚锡和十六烧基三甲基溴化钱的混合溶液中，并持续揽摔30 min ；
(4)将上述溶液置入超临界的反应器一提篮中进行反应，控制一定的压力(19MPa)和温度(150°C)，并保压一定时间(6 h);
(5)打开泄压口将超临界反应釜中的压力降到常压，得到前驱体粉体，在550°C温度下煅烧，即得到由氧化锡Sn02纳米晶粒自组装成的SnO 2纳米微球。
[0015]图3为本次实施例合成的氧化锡纳米微球的扫描电镜图。
[0016]实施例3:
(1)配置浓度为0.02 mol/L的氯化亚锡SnCl2.2H20溶液，并加入十二烷基苯磺酸钠SDBS (表面活性剂质量分数为6%);
(2)配置一定浓度的氢氧化钠溶液，其中氢氧根:锡离子的摩尔比为4:1；
(3)在搅拌过程中，把氢氧化钠溶液加入氯化亚锡和十二烷基苯磺酸钠SDBS的混合溶液中，并持续揽摔30 min ；
(4)将上述溶液置入超临界的反应器一提篮中进行反应，控制一定的压力(22MPa)和温度(125°C)，并保压一定时间(3 h);
(5)打开泄压口将超临界反应釜中的压力降到常压，得到前驱体粉体，在400°C温度下煅烧，即得到由氧化锡Sn02纳米晶粒自组装成的SnO 2纳米微球。
【主权项】
1.一种超临界法制备氧化锡纳米微球的方法，其特征在于，该方法的具体步骤为: (1)配置浓度为0.008-0.02 mol/L的锡溶液，并加入表面活性剂，表面活性剂质量分数为6%，形成混合溶液； (2)配置碱溶液，其中氢氧根:锡离子的摩尔比为4:1; (3)在搅拌过程中，把步骤(I)制得的碱溶液加入步骤(2)制得的锡和表面活性剂的混合溶液中，并持续搅拌30 min ； (4)将上述溶液置入超临界的反应器一提篮中进行反应，控制压力15-22MPa和温度110-150°C，并保压 3-8 h ； (5)打开泄压口将超临界反应釜中的压力降到常压，得到前驱体粉体，在400-600°C温度下煅烧，即得到由氧化锡SnO2纳米晶粒自组装成的SnO 2纳米微球。2.根据权利要求1所述的一种超临界法制备氧化锡纳米微球的方法，其特征在于，步骤(I)所述的锡溶液，锡源是氯化亚锡SnCl2.2Η20或无水四氯化锡SnCl4*的一种，并且浓度为 0.008-0.02 mol/L。3.根据权利要求1所述的一种超临界法制备氧化锡纳米微球的方法，其特征在于，步骤(2)所述的碱溶液，碱源为氢氧化钠NaOH或氢氧化钾KOH中的一种。
【专利摘要】本发明提出了一种超临界法制备氧化锡SnO2纳米晶粒自组装成纳米微球的方法。首先，配置锡溶液0.008~0.02mol/L，并加入表面活性剂；其次，配置一定浓度的碱溶液，其中氢氧根的物质的量:锡离子的物质的量=4:1；在搅拌过程中，把碱溶液加入锡源和表面活性剂的混合溶液中；将上述溶液置入超临界的反应器—提篮中进行反应，控制压力和温度，打开泄压口将超临界反应釜中的压力降到常压，得到前驱体粉体，并在400-600℃温度下煅烧，即得到由氧化锡SnO2纳米晶粒自组装成的SnO2纳米微球。该方法制备的SnO2纳米微球产出比高，制备方法简单，过程不使用有毒有机溶剂，对环境无污染，制备的SnO2材料比表面积大，可广泛应用与传感、催化、能源存储等领域。
【IPC分类】B82Y30/00, C01G19/02
【公开号】CN105329937
【申请号】CN201510753180
【发明人】何丹农, 王艳丽, 林琳, 陈超, 王岩岩, 张现, 张春明
【申请人】上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年11月9日