专利名称：一种纳米掺锑氧化锡的生产方法
一种纳米掺锑氧化锡的生产方法技术领域
本发明属于无机纳米功能材料领域，尤其是一种纳米掺锑氧化锡的生产方法。 技术背景
纳米掺锑氧化锡(ATO)是一种N型半导体材料，纳米掺锑氧化锡具有良好的导电性，浅色透明性，良好的耐侯性，稳定性和低红外发射率，是一种极具潜力的多功能导电材料，主要用于导电涂料，抗静电涂料，导电纤维和塑料，隔热涂料等方面。国内外许多科研人员都致力于该材料的研究开发，制备方法有溶胶-凝胶法，金属醇盐水解法，化学共沉淀法，水热法等。大都以四氯化锡，三氯化锑为原料，并使用了氯气(四氯化锡的生产要使用氯气)、硝酸和无水乙醇、丁醇、异戊醇等有机溶剂。生产过程使用剧毒危险化学品-氯气、 硝酸和易燃易爆有机溶剂使生产具有不安全性和成本高的缺点。
利用草酸亚锡热分解制备掺锑氧化锡也有相关报道，如美国专利(US4M6143A) 中披露的一种掺锑杂氧化锡的制备方法，利用草酸亚锡与氟化锑混合物在陶瓷坩锅中经热分解、氧化焙烧可生产平均粒子1. 1 μ m或3. 4 μ m的掺锑氧化锡颗粒。受技术条件限制该方法只能生产粒径分布广，导电性能差的低掺锑量微米级的产品(低掺锑量氧化锡导电性差，草酸亚锡热分解产物残留有碳，除碳温度高于锑挥发温度，故氧化焙烧过程中锑易挥发)。
纳米掺锑氧化锡是一种新的功能材料，是指粒径在I-IOOnm的微尺度粒子，由于其尺寸小而具有微米级粒子的许多不可能有的优异性能，具有浅色透明、耐候性和稳定性好、导电性佳，广泛应用于透明玻璃隔热涂料、塑料、橡胶、涂料，化学纤维抗静电剂等，在国民经济的各个方面市场广大，能产生巨大的经济和社会效益，是国内外新材料发展的重要基础材料之一，美国专利(US4M6143A)中披露的一种掺锑氧化锡的制备方法显然存在不足。发明内容
本发明提供的技术方案摈弃了剧毒危险化学品-氯气、硝酸和易燃易爆的有机溶剂，克服了已有制备工艺的缺点和不足，由于采用了草酸亚锡和含锑物质混合物充分分散热分解和加压氧化焙烧(可抑制锑挥发)的新的技术方法，取得了很好的技术效果，为安全低成本的工业化生产纳米掺锑氧化锡创造了一种新的技术方法。
本发明解决技术问题提供的技术方案是
1、一种纳米掺锑氧化锡的生产方法，其特征在于不使用有机溶剂，将草酸亚锡和含锑物质混合并将该混合物在250°C -800°C的温度下进行充分热分解，热分解后的掺锑氧化锡初制品经搅拌均勻后在800°C -1500°C的温度下进行加压氧化焙烧，得蓝色纳米掺锑氧化锡粉末；其中所述含锑物质为选自金属锑粉、草酸锑、草酸锑铵、醋酸锑、柠檬酸锑、酒石酸锑铵、羧酸锑、三氧化二锑、五氧化二锑中的至少一种；充分热分解是指草酸亚锡或草酸亚锡与含锑物质的混合物分散至微粒粒径小于200微米，分散后的微粒于250-800°C的含氧气体中进行充分热分解。
2、根据特征1所述的一种纳米掺锑氧化锡的生产方法，其特征在于充分热分解采用的分散工艺为气流分散、离心分散中的至少一种，热分解时间为0. 1-240秒。
3、根据特征1所述的一种纳米掺锑氧化锡的生产方法，其特征在于加压氧化焙烧是在有氧气体中进行，气体总压力0. l-6MPa,氧气分压大于5 %，氧化焙烧时间为15-90 分钟。
4、根据特征1所述的一种纳米掺锑氧化锡的生产方法，其特征在于草酸亚锡与含锑物质，其质量百分比按化学计算量为Sn02 60% -99% ；Sb203 :1^-40 ^含锑物质可在草酸亚锡热分解后加入。
5、根据特征1所述的一种纳米掺锑氧化锡的生产方法，其特征在于氧化焙烧后的掺锑氧化锡粉体，其一次粒径小于100纳米。
6、根据特征1所述的一种纳米掺锑氧化锡的生产方法，其特征在于氧化焙烧后的掺锑氧化锡粉体产品为粒度较均勻的类球状粉体。
本发明的有益效果是本方法摈弃了剧毒危险化学品氯气、硝酸和易燃易爆的有机溶剂，整个生产过程无污染物排放。工艺和设备较简单，生产过程安全环保，生产成本较低，由于采用了前驱物充分分散热分解和加压氧化焙烧(可抑制锑的挥发)的新的技术方法，工业化生产中能准确的生产出不同含锑量以满足不同导电需要的粒径分布窄的纳米级掺锑氧化锡，同时由于无锑的挥发浪费，进一步降低了成本。
为进一步说明本发明技术方案，下列实例加以说明
实例一
草酸亚锡100g、三氧化二锑8. Ig混合均勻，混合物经离心分散至微粒粒径小于 200微米，于500°C的空气中充分热分解，热分解时间5秒，热分解后的初制品充分混合均勻后于1100°C，0. 5MPa空气中氧化焙烧40分钟，得浅蓝色纳米掺锑氧化锡粉末。产品经电镜分析为粒度均勻的球状粉体，其XRD图谱与二氧化锡标准图谱吻合，经粒度分析仪分析其一次粒径100%小于100纳米。
实例二
草酸亚锡100g、草酸锑10. 5g，混合均勻经气流分散至微粒粒径小于200微米， 于600°C热空气中充分热分解，热分解时间3秒，热分解后的初制品，充分搅拌均勻后于 1150°C，0. 3MPa空气中氧化焙烧40分钟，得浅蓝色纳米掺锑氧化锡。产品经电镜分析为粒度均勻的球状粉体，其XRD图谱与二氧化锡标准图谱吻合，经粒度分析仪分析其一次粒径 100%小于100纳米。
权利要求
1.一种纳米掺锑氧化锡的生产方法，其特征在于不使用有机溶剂，将草酸亚锡和含锑物质混合并将该混合物在250°c -800°C的温度下进行充分热分解，热分解后的掺锑氧化锡初制品经搅拌均勻后在800°C -1500°C的温度下进行加压氧化焙烧，得蓝色纳米掺锑氧化锡粉末；其中所述含锑物质为选自金属锑粉、草酸锑、草酸锑铵、醋酸锑、柠檬酸锑、酒石酸锑铵、羧酸锑、三氧化二锑、五氧化二锑中的至少一种；充分热分解是指草酸亚锡或草酸亚锡与含锑物质的混合物分散至微粒粒径小于200微米，分散后的微粒于250-800°C的含氧气体中进行充分热分解。
2.根据权利要求1所述的一种纳米掺锑氧化锡的生产方法，其特征在于充分热分解采用的分散工艺为气流分散、离心分散中的至少一种，热分解时间为0. 1-240秒。
3.根据权利要求1所述的一种纳米掺锑氧化锡的生产方法，其特征在于加压氧化焙烧是在有氧气体中进行，气体总压力0. l_6MPa，氧气分压大于5%，氧化焙烧时间为15-90 分钟。
4.根据权利要求1所述的一种纳米掺锑氧化锡的生产方法，其特征在于草酸亚锡与含锑物质，其质量百分比按化学计算量为Sn02 60% -99% ；Sb203 :1^-40 ^含锑物质可在草酸亚锡热分解后加入。
5.根据权利要求1所述的一种纳米掺锑氧化锡的生产方法，其特征在于氧化焙烧后的掺锑氧化锡粉体，其一次粒径小于100纳米。
6.根据权利要求1所述的一种纳米掺锑氧化锡的生产方法，其特征在于氧化焙烧后的掺锑氧化锡粉体产品为粒度较均勻的类球状粉体。
全文摘要
一种纳米掺锑氧化锡的生产方法，是将草酸亚锡和含锑物质混合物充分分散成小于200微米的微粒并在250℃-800℃的温度下进行热分解，热分解后的粗制品在加压的含氧气体中并在温度800℃-1500℃下进行氧化焙烧，得较均匀的纳米级掺锑氧化锡。本方法摈弃了剧毒危险化学品氯气、硝酸和易燃易爆的有机溶剂，整个生产过程无污染物排放。工艺和设备较简单，生产过程安全环保，生产成本较低，由于采用了前驱物充分分散热分解和加压氧化焙烧的新的技术方法，工业化生产中能准确的生产出不同含锑量以满足不同导电需要的粒径分布窄的纳米级掺锑氧化锡，同时由于无锑的挥发浪费，进一步降低了成本。
文档编号B82Y40/00GK102515260SQ20111031893
公开日2012年6月27日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者易鹤翔 申请人:易鹤翔