本发明涉及纳米材料领域，特别涉及一种纳米二氧化锡空心球的制备方法。
背景技术：
二氧化锡是一种重要的n型宽带隙半导体材料，带隙宽度为3.6ev，在气体传感器、锂离子电池、催化剂和光电子器件等领域有广泛的应用前景。纳米级空心球结构的二氧化锡具有低密度、高比表面积、良好的渗透性等特点，大大提高了二氧化锡的气敏特性、电化学活性及催化活性等，从而引起了人们的广泛关注。
目前，纳米二氧化锡空心球材料通常采用硬模板法制备，该制备方法分为三步：第一步是以葡萄糖为原料，经水热碳化获得直径为100纳米到2微米的碳微球；第二步是以碳微球作为硬模板，将它与可溶性锡盐在水热或溶剂热条件下进行反应，形成纳米二氧化锡包覆碳微球的核壳结构材料；第三步则是采用高温煅烧法去除掉碳微球，从而制备出纳米二氧化锡空心球；此三步法制备纳米二氧化锡空心球的过程过于繁锁、耗时。
有鉴于此，本发明人对上述问题进行深入研究，遂于本案产生。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种制备工艺过程简易，省时，产物纯度高，并易于控制及工业化生产的纳米二氧化锡空心球的硬模板制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种纳米二氧化锡空心球的硬模板制备方法，通过如下步骤制备而成：
1)热反应：将葡萄糖和五水四氯化锡置于水-乙醇混合溶剂中搅拌混合得到混合液，葡萄糖和五水四氯化锡的质量比为0.8-1.5：1，五水四氯化锡与水-乙醇混合溶剂的质量比为0.08-0.20：1，混合液再倒入高压反应釜中，高压反应釜升温至160～200℃，并保温12～48小时，之后冷却卸料，得到产物，该产物再洗涤、真空干燥，得到深棕色的纳米二氧化锡包覆碳微球的核壳材料；
2)去核处理：将步骤1)的纳米二氧化锡包覆碳微球的核壳材料于马弗炉中煅烧，煅烧温度为480～620℃，煅烧时间为2～5个小时，得到纳米二氧化锡空心球。
上述步骤1)中产物采用去离子水或水-乙醇混合溶剂进行洗涤。
上述水-乙醇混合溶剂中去离子水与乙醇的体积比为0.1-0.5：1。
上述步骤1)中真空干燥的干燥温度为75～85℃。
上述干燥温度最佳为80℃。
本发明的一种纳米二氧化锡空心球的硬模板制备方法，利用特定配比的葡萄糖、五水四氯化锡及水-乙醇混合溶剂，使葡萄糖在溶剂热条件下的缩聚交联和碳化作用，形成了碳核，并同步利用葡萄糖上的羟基与五水四氯化锡的四价锡的结合转化为二氧化锡壳层，制备出纳米二氧化锡包覆碳微球核壳材料，无需进行传统硬模板制备方法的水热碳化步骤，使本发明的步骤1)直接替代了传统硬模板制备方法的第一步和第二步操作，从而使制备工艺过程简易，省时，且整个工艺条件适中，易于控制和工业化生产，并能使产物纯度高。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
本发明的一种纳米二氧化锡空心球的硬模板制备方法，通过如下步骤制备而成：
1)热反应：a、配液，量取去离子水和乙醇，去离子水和乙醇的体积比为0.1-0.5：1，混合配合成将水-乙醇混合溶剂，之后将葡萄糖和五水四氯化锡置于水-乙醇混合溶剂中搅拌混合得到透明的混合液，葡萄糖和五水四氯化锡的质量比为0.8-1.5：1，五水四氯化锡与水-乙醇混合溶剂的质量比为0.08-0.20：1；
b、反应，将混合液再倒入高压反应釜中，高压反应釜升温至160～200℃，并保温12～48小时，之后停止反应，自然冷却，冷却后采用离心分离法进行卸料，得到产物；
c、干燥，将产物用去离子水或水-乙醇混合溶剂进行洗涤，洗涤后于75～85℃下进行真空干燥，得到深棕色的纳米二氧化锡包覆碳微球的核壳材料，该干燥温度最佳采用的是80℃；
2)去壳处理：将步骤1)的纳米二氧化锡包覆碳微球的核壳材料于马弗炉中煅烧，煅烧温度为480～620℃，煅烧时间为2～5个小时，得到白色的纳米二氧化锡空心球。
本发明的一种纳米二氧化锡空心球的硬模板制备方法，利用特定配比的葡萄糖、五水四氯化锡及水-乙醇混合溶剂，使葡萄糖在溶剂热条件下的缩聚交联和碳化作用，形成了碳核，并同步利用葡萄糖上的羟基与五水四氯化锡的四价锡的结合转化为二氧化锡壳层，制备出纳米二氧化锡包覆碳微球核壳材料，无需进行传统硬模板制备方法的水热碳化步骤，使本发明的步骤1)直接替代了传统硬模板制备方法的第一步和第二步操作，从而使制备工艺过程简易，省时，且整个工艺条件适中，易于控制和工业化生产，并能使产物纯度高。
实施例一：
采用2立方分米的高压反应釜，制备平均晶粒尺寸为15nm的纳米二氧化锡形成的平均球径为252nm的纳米二氧化锡空心球的步骤为：
(1)量取去离子水0.2立方分米和乙醇1.0立方分米，混合配制成水-乙醇混合溶剂；
(2)称取葡萄糖80克和五水四氯化锡70克，溶解于步骤(1)的水-乙醇混合溶剂中，并搅拌成透明的混合液；
(3)将混合液转移到2立方分米的高压反应釜中，盖紧反应釜；
(4)加热反应釜，升温至180℃，恒温反应24小时；
(5)停止反应，自然冷却，冷却后采用离心分离法卸料，得到产物，此产物采用去离子水或水-乙醇混合溶剂进行洗涤，洗涤后于80℃下真空干燥，即得深棕色的纳米二氧化锡包覆碳微球的核壳材料；
(6)将深棕色的纳米二氧化锡包覆碳微球的核壳材料置于马弗炉中，于550℃下煅烧3个小时，即得到白色的纳米二氧化锡空心球。
实施例二：
采用2立方分米的高压反应釜，制备平均晶粒尺寸为20nm的纳米二氧化锡形成的平均球径为510nm的纳米二氧化锡空心球的步骤为：
(1)量取去离子水0.3立方分米和乙醇0.9立方分米，混合配制成水-乙醇混合溶剂；
(2)称取葡萄糖100克和五水四氯化锡70克，溶解于步骤(1)水-乙醇混合溶剂中，并搅拌成透明的混合液；
(3)将混合液转移到2立方分米的高压反应釜中，盖紧反应釜；
(4)加热反应釜，升温至200℃，恒温反应24小时；
(5)停止反应，自然冷却，冷却后采用离心分离法卸料，得到产物，此产物采用去离子水或水-乙醇混合溶剂进行洗涤，洗涤后于80℃下真空干燥，即得深棕色的纳米二氧化锡包覆碳微球的核壳材料；
(6)将深棕色的纳米二氧化锡包覆碳微球的核壳材料置于马弗炉中，于520℃煅烧4个小时，即得到白色的纳米二氧化锡空心球。
上述实施例并非限定本发明的方法，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。