附图，对本发明进行详细说明。
[0045]实施例1
[0046]二氧化锡介孔球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0047]第一步，分别称取五水四氯化锡0.35g、尿素2g和聚乙烯吡咯酮0.5g，分别加入至60mL的无水甲醇中，搅拌，直至得到澄清溶液；
[0048]第二步，将上述澄清溶液倾倒入容积为10mL的带聚四氟内衬不锈钢反应釜中；将反应釜的盖拧紧后，置于烘箱中，在200°C下溶剂热反应3h;
[0049]将溶剂热反应釜取出、开盖，将其中的固液混合物倾倒出来，并进行分离，得到白色沉淀物，即为前驱体；
[0050]第三步，将所得前驱体置于马弗炉中，在500°C下煅烧2h，即得。
[0051 ] 实施例2
[0052]除五水四氯化锡为0.175g、尿素Ig和聚乙烯吡咯酮0.25g之外，其余均同实施例1。
[0053]实施例3
[0054]除五水四氯化锡为0.525g、尿素3g和聚乙烯吡咯酮2g之外，其余均同实施例1。
[0055]实施例4
[0056]为实施例1的对比实施例。除在反应体系中不加入聚乙烯吡咯烷酮之外，其余均同实施例1。
[0057]产品的检验与检测:
[0058]将实施例1所制得的二氧化锡介孔球分别进行X射线分析、低倍扫描电镜观测、高倍扫描电镜观测、粒径分布统计分析、氮气吸附脱附检测，以及二氧化锡介孔球的粒径分布曲线绘制，所得结果分别如图1至图6所示。其中:
[0059]图1为实施例1所制得的二氧化锡介孔球的X射线衍射图。如图1所示，所制得的产物(二氧化锡介孔球)的衍射峰与二氧化锡的标准峰位一致，没有出现其他峰。
[0060]说明:所制得产物为物相单一的二氧化锡。
[0061]图2为实施例1所制得的二氧化锡介孔球的低倍扫描电镜图。从低倍扫描电镜图中可知，产物的微观形貌为球状，直径约为400-600nm，球与球之间互不粘连，说明产物具有很好的分散性。
[0062]图3为实施例1所制得的二氧化锡介孔球的高倍扫描电镜图。从高倍电镜可知，产物的表面粗糙，有很多孔状结构，说明产物为多孔结构的二氧化锡。
[0063]图4为实施例1所制得的二氧化锡介孔球的粒径分布图。由粒径分布图可知，实施例I所制得的产物粒径主要集中在400-600nm，平均尺寸为505nm，说明产物的尺寸均匀。
[0064]图5为实施例1所制得的二氧化锡介孔球的氮气吸附脱附曲线。由氮气吸附脱附曲线可知，产物符合介孔材料的特征。说明所制得的产物为介孔二氧化锡。
[0065]上述氮气吸附-脱附测试结果表明，实施例1所制得的产物，其比表面积高达104.lm2/g。远远高于现有技术所制得的多孔二氧化锡的比表面积(如:1、文献中报道的SnO2多孔花(70.5m2/g) (Sensors and Actuators B，2010，147 ,467-474); 2、Sn02多孔纳米片(48.82m2/g)(Journal of Physics and Chemistry of Solids，2011,72,630-636)。
[0066]图6为实施例1所制得的二氧化锡介孔球的粒径分布曲线。如图6所示，所制得的二氧化锡的孔径小于20nm，平均孔径为10nm。说明所制得的二氧化锡小球为介孔结构。
[0067]将实施例2与实施例3各自所制得的二氧化锡介孔球分别进行扫描电镜观测，所得结果如下:
[0068]图7为实施例2所制得的二氧化锡介孔球的扫描电镜图。如图7所示，实施例2所制得的二氧化锡介孔球尺寸约为750nm;与实施例1对比，二氧化锡介孔球直径有所增大。
[0069]图8为实施例3所制得的二氧化锡介孔球的扫描电镜图。如图8所示，所制得的二氧化锡介孔球尺寸约为300nm ；与实施例1对比，产物直径有所减小。
[0070]将对比实施例4所制得的产物进行扫描电镜观测，结果见图9。如图9所示，在反应体系中，不添加聚乙烯吡咯烷酮时，所制得的产物形貌为不规则颗粒的聚集体。
[0071]这进一步印证了:聚乙烯吡咯烷酮对球状结构的形成起到关键作用。
[0072]将上述实施例1、实施例2和实施例3各自所制得的二氧化锡介孔球进行对比分析，我们不难发现:
[0073]随着体系中加入聚乙烯吡咯烷酮的质量增加，产物的直径逐渐减小。因此，通过控制反应体系中聚乙烯吡咯烷酮的用量，可以实现对产物直径的控制。原因在于:
[0074]聚乙烯吡咯烷酮是一种非离子型表面活性剂，在甲醇中具有很好的溶解性，在溶剂热反应过程中，聚乙烯吡咯烷酮的浓度影响Sn4+与0H—反应速率；
[0075]当聚乙烯吡咯烷酮浓度较低时，反应体系中Sn(OH)4生长速率高于成核速率，有利于前驱体生长；
[0076]而当聚乙烯吡咯烷酮浓度较高时，反应体系中Sn(OH)4生长速率较低，有利于成核。
[0077]因此，在聚乙烯吡咯烷酮浓度较低时，产物直径较大，而聚乙烯吡咯烷酮浓度较高时产物直径较小。
[0078]在溶剂热反应过程中，聚乙烯吡咯烷酮与Sn4+之间存在络合作用，这种络合作用使得产物具有一定的形貌，为了提高反应产物的稳定性和降低产物的表面能，产物生长成为球状，因此，球状结构的形成受聚乙烯吡咯烷酮和反应体系共同作用的结果。
【主权项】
1.一种二氧化锡介孔球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 第一步，按质量比0.175-0.525:1-3:0.25-2，分别称取五水四氯化锡、尿素和聚乙烯吡咯酮，分别加入至足量的无水甲醇中，搅拌，直至得到澄清溶液； 第二步，将上述澄清溶液倾倒入溶剂热反应釜中；将溶剂热反应釜的盖拧紧后，置于烘箱中，在160-200°C下溶剂热反应3-20h; 将溶剂热反应釜取出、开盖，将其中的固液混合物倾倒出来，并进行分离，得到白色沉淀物，即为前驱体； 第三步，将所得前驱体置于马弗炉中，在500°C下煅烧2h，即得。2.根据权利要求1所述的二氧化锡介孔球的制备方法，其特征在于，所述反应釜为聚四氟内衬不锈钢反应釜。3.根据权利要求1或2所述的二氧化锡介孔球的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应温度为180°C。4.根据权利要求3所述的二氧化锡介孔球的制备方法，其特征在于，所述四氯化锡、尿素和聚乙烯吡咯酮均为分析纯。
【专利摘要】本发明公开了一种二氧化锡介孔球的制备方法，其以无水甲醇为溶剂、尿素作为沉淀剂、聚乙烯吡咯酮为形貌控制剂，采用溶剂热反应方法进行二氧化锡介孔球制备。本发明相对于现有技术，具有制备工艺环保、流程短、工艺控制简便；所制得的氧化锡介孔球比表面积大、质量稳定、品质好、粒径均匀等有益效果。本发明的制备方法，所制得的氧化锡介孔球产品的直径可有效控制在300-750nm范围内，比表面积可达到104.1m2/g，特别适于光催化、气敏、锂离子电池等工业技术领域使用。
【IPC分类】C01G19/02
【公开号】CN105540648
【申请号】CN201610040633
【发明人】王新震, 刘久荣, 崔洪芝, 田 健, 宋晓杰, 谢想, 李健
【申请人】山东科技大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月21日