一种生产纳米锡基材料的方法
【专利摘要】一种生产纳米锡基材料的方法，该方法以草酸亚锡及草酸亚锡的混合物为原料，在温度为60—150℃环境下与氧化剂溶液反应，原料与过氧化氢溶液的固液质量比为（5—50）：（95—50），反应产生的锡基材前驱体与混合溶剂混均匀，经分离的滤泥在50—150的温度下干燥，干燥品经600—1000℃焙烧0.5—3小时制得纳米锡基材料。本发明利用易于洗涤除去氯的草酸亚锡为原料，在过氧化氢溶液中热分解生成锡基材料的前驱体（β—锡酸及其掺杂物），β—锡酸为非胶状物，不易团聚。利用本方法生产的纳米二氧化锡、纳米掺锑氧化锡（ATO）、纳米氧化铟锡（ITO）颗粒均匀，直径全部小于100mm的颗粒，松装密度小（0.3—0.6g/cm3），纳米材料产品纯度高、性能优良。
【专利说明】一种生产纳米锡基材料的方法
【技术领域】
[0001]本发明技术涉及一种生产纳米锡基材料的方法。尤其是一种以草酸亚锡、草酸亚锡与锑的混合物、草酸亚锡与铟的草酸盐为原料，生产纳米锡基材料的方法。
【背景技术】
[0002]草酸亚锡经分解可得超细氧化物、掺锑氧化锡、氧化铟锡产品，在热的含氧气体中热分解后可得的超细锡基材料有一个缺陷，即产品中会残留有单质碳，要除去残留的碳增加了处理难度和成本，影响产品的质量。
[0003]传统的液相法生产纳米锡基材料大都以四氯化锡为锡基原料，以碱中和生成氢氧化锡胶状沉淀，除去氯离子后经干燥焙烧制得纳米锡基材料。这种方法除氯难度极大，且除不干净(氯的残留量>0.2%)造成纳米产品的硬团聚，同时此法生产的前驱体为α -锡酸，α -锡酸为胶状物，干燥过程易硬团聚。这是市面上难以见到全部粒径小于10nm的锡基纳米材料的重要原因。
【发明内容】
[0004]为了克服现有生产纳米锡基材料技术的不足，本发明提供一种生产纳米锡基材料的方法。
[0005]本发明的技术方案是:
一种生产纳米锡基材料的方法1:以草酸亚锡为原料，在温度为60— 150°C环境下与氧化剂溶液反应，原料与过氧化氢溶液的固液质量比为(5— 50):(95— 50)，反应产生的锡基材前驱体为为β -锡酸。锡基材料前驱体与混合溶剂混均匀，经过滤或沉淀后分离的滤泥在50—150的温度下干燥，干燥品经600— 1000°C焙烧0.5—3小时制得纳米二氧化锡粉体。
[0006]一种生产纳米锡基材料的方法2:超细锑粉、三氧化二锑、五氧化二锑、草酸锑、草酸锑铵、铟的草酸盐中的至少一种，与草酸亚锡组成的混合物为原料，在温度为60— 150°C环境下与氧化剂溶液反应，原料与过氧化氢溶液的固液质量比为(5— 50):(95— 50)，反应产生的锡基材前驱体为为β -锡酸及其掺杂物，锡基材料前驱体与混合溶剂混均匀，经过滤或沉淀后分离的滤泥在50— 150°C的温度下干燥，干燥品经600— 1000°C焙烧0.5—3小时即得纳米锡基掺杂材料。
[0007]氧化剂溶液为过氧化氢、硝酸、碱金属过氧化物溶液中的至少一种，氧化剂溶液的质量百分比浓度为5 — 30%。氧化剂溶液为硝酸、碱金属过氧化物溶液时，反应生成物要用水洗涤干净。
[0008]混合溶剂为甲醇、乙醇或丙醇与液态酯或醇醚酯多官能团溶剂混合，甲醇、乙醇或丙醇与液态酯或醇醚酯多官能团溶剂的体积比为(20— 80): (80— 20)。
[0009]混合溶剂为乙醇与丙二醇甲醚乙酸酯(PMA)，按体积比为(20— 80):(80— 20)混八口 ο
[0010]混合物为超细锑粉、三氧化二锑、五氧化二锑、草酸锑、草酸锑铵中的至少一种，与草酸亚锡混合组成，混合物中锡与锑的质量比为(98— 75): (2— 25)，所得纳米锡基材料为纳米掺锑氧化锡粉体。
[0011]混合物为铟的草酸盐与草酸亚锡混合组成，混合物中锡与铟的的质量比为(2—25): (98— 75)，所得纳米锡基材料为纳米氧化铟锡的粉体。
[0012]本发明的有益效果是:利用易于洗涤除去氯的草酸亚锡为原料，在过氧化氢溶液中热分解生成锡基材料的前驱体(β—锡酸及其掺杂物)，β—锡酸为非胶状物，不易团聚。利用本方法生产的纳米二氧化锡、纳米掺锑氧化锡(ΑΤ0)、纳米氧化铟锡(ITO)颗粒均匀，直径全部小于10mm的颗粒，松装密度小(0.3—0.6g/cm3 )，纳米材料产品纯度高、性能优良。
【具体实施方式】
[0013]以下结合实施例对本发明做进一步详细描述。
[0014]实施例1:
过氧化氢10g溶于200 ml水中，加热至100°C，搅拌中加入草酸亚锡100g。反应后静置冷却，反应产生的锡基材前驱体为为β-锡酸，搅拌中加入甲醇和丙二酸甲醚乙酸酯(PMA)混合溶液1000ml，甲醇和丙二醇甲醚乙酸酯(PMA)的体积比为(5— I):(1.5— 1)，过滤，滤泥在100—1201:烘干，600—9001:焙烧2小时，得疏松的纳米二氧化锡。纳米二氧化锡直径全部小于10mm的颗粒，松装密度为0.3—0.6g/cm3。
[0015]实施例2:
过氧化氢10g溶于200 ml水中，加热至100°C，搅拌中加入草酸亚锡100g。反应后静置冷却，反应产生的锡基材前驱体为为β -锡酸，搅拌中加入乙醇或丙醇与液态酯或醇醚酯多官能团溶剂的混合溶液1000ml，乙醇或丙醇与液态酯或醇醚酯多官能团溶剂的体积比为(5— I): (1.5— I)，过滤，滤泥在100— 120°C烘干，600— 900°C焙烧2小时，得疏松的纳米二氧化锡。纳米二氧化锡直径全部小于10mm的颗粒，松装密度为0.3—0.6g/cm3。
[0016]实施例3:
过氧化氢10g溶于150ml水中，加热至80°C，搅拌中加入按草酸亚锡120g、三氧化三铺1g混合均匀的混合物。反应后静置冷却，反应产生的锡基材前驱体为为β-锡酸掺杂物，搅拌中加入甲醇和丙二醇甲醚乙酸酯(PMA)混合溶液900ml，甲醇和丙二酸甲醚乙酸酯(PMA)的体积比为(0.8—1.0):(1.2—1.0)，静置沉淀10小时，倾去上清液，沉淀滤泥110°C干燥，焙烧I一2小时，得疏松的纳米掺锑氧化锡。纳米掺锑氧化锡直径全部小于100_的颗粒，松装密度为0.3—0.6g/cm3。
[0017]实施例4:
取草酸亚锡120g，与超细锑粉、五氧化二锑、草酸锑、草酸锑铵中的至少一种混合，混合比例保持混合物中锡与锑的质量比为(98— 75): (2— 25)，备用。取过氧化氢10g溶于150ml水中，加热至80°C，搅拌中加入混合物。反应后静置冷却，反应产生的锡基材前驱体为为β -锡酸掺杂物，搅拌中加入乙醇或丙醇与液态酯或醇醚酯多官能团溶剂的混合溶液900ml,乙醇或丙醇与液态酯或醇醚酯多官能团溶剂的体积比为(0.8—1.0):(1.2—1.0)，静置沉淀10小时，倾去上清液，沉淀滤泥110°c干燥，焙烧I一2小时，得疏松的纳米掺锑氧化锡。纳米掺锑氧化锡直径全部小于10mm的颗粒，松装密度为0.3—0.6g/cm3。
[0018]实施例5:
过氧化氢150g溶于150 ml水中，加热至90°C，搅拌中加入按草酸铟160g、草酸亚锡13.8g混合均匀的混合物。反应后静置冷却，反应产生的锡基材前驱体为为β-锡酸掺杂物，搅拌中加入甲醇和丙二醇甲醚乙酸酯(PMA)混合溶液1100ml，甲醇和丙二酸甲醚乙酸酯(PMA)的体积比为1: 1，搅拌均匀过滤，滤泥110°C干燥，850°C焙烧2小时，得疏松的纳米氧化铟锡。纳米氧化铟锡直径全部小于10mm的颗粒，松装密度为0.3—0.6g/cm3。
[0019]实施例6:
取质量百分比浓度为5 — 30%得硝酸、碱金属过氧化物溶液中的至少一种150 ml，加热至90°C，搅拌中加入按草酸铟160g、草酸亚锡13.8g混合均匀的混合物。反应后静置冷却，反应产生的锡基材前驱体为为β_锡酸掺杂物，锡基材前驱体用水洗涤干净，搅拌中加入甲醇和丙二醇甲醚乙酸酯(PMA)混合溶液1100ml，甲醇和丙二酸甲醚乙酸酯(PMA)的体积比为1: 1，搅拌均匀过滤，滤泥110°C干燥，850°C焙烧2小时，得疏松的纳米氧化铟锡。纳米氧化铟锡直径全部小于10mm的颗粒，松装密度为0.3—0.6g/cm3。
【权利要求】
1.一种生产纳米锡基材料的方法，其特征在于:以草酸亚锡为原料，在温度为60—150°C环境下与氧化剂溶液反应，原料与过氧化氢溶液的固液质量比为(5—50 ): (95—50 )，反应产生的锡基材料前驱体与混合溶剂混均匀，经分离的滤泥在50—150的温度下干燥，干燥品经600— 1000°C焙烧0.5—3小时制得纳米二氧化锡粉体。
2.—种生产纳米锡基材料的方法，其特征在于:超细锑粉、三氧化二锑、五氧化二锑、草酸锑、草酸锑铵、铟的草酸盐中的至少一种，与草酸亚锡组成的混合物为原料，在温度为60—150°C环境下与氧化剂溶液反应，原料与过氧化氢溶液的固液质量比为(5—50 ): (95—50)，反应产生的锡基材料前驱体与混合溶剂混均匀，经分离的滤泥在50— 150°C的温度下干燥，干燥品经600— 1000°C焙烧0.5—3小时即得纳米掺杂氧化物。
3.根据权利要求1、2所述的一种生产纳米锡基材料的方法，其特征在于:氧化剂溶液为过氧化氢、硝酸、碱金属过氧化物溶液中的至少一种，氧化剂溶液的质量百分比浓度为5—30% ο
4.根据权利要求1、2所述的一种生产纳米锡基材料的方法，其特征在于:混合溶剂为甲醇、乙醇或丙醇与液态酯或醇醚酯多官能团溶剂的混合溶剂，甲醇、乙醇或丙醇与液态酯或醇醚酯多官能团溶剂的体积比为(20— 80):(80— 20)。
5.根据权利要求1、2、4所述的一种生产纳米锡基材料的方法，其特征在于:混合溶剂为乙醇与丙二醇甲醚乙酸酯按体积比为(20— 80):(80— 20)混合。
6.根据权利要求2所述的一种生产纳米锡基材料的方法，其特征在于:混合物为超细锑粉、三氧化二锑、五氧化二锑、草酸锑、草酸锑铵中的至少一种，与草酸亚锡混合组成，混合物中锡与锑的质量比 为(98— 75): (2— 25)，所得纳米锡基材料为纳米掺锑氧化锡粉体。
7.根据权利要求2所述的一种生产纳米锡基材料的方法，其特征在于:混合物为铟的草酸盐与草酸亚锡混合组成，混合物中锡与铟的的质量比为(2— 25):(98— 75)，所得纳米锡基材料为纳米氧化铟锡的粉体。
【文档编号】B82Y30/00GK104163451SQ201410330702
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】易鹤翔 申请人:赣州瑞德化工有限公司