SnO2纳米粉体制备条件的优化选择
2012-01-29高延敏季燕青李思莹代仕梅
高延敏,季燕青,李思莹,代仕梅
(江苏科技大学材料科学与工程学院,江苏镇江,212003)
Sn O2是N型半导体材料[1]。随着太阳能薄膜技术、LED和电子技术的发展,Sn O2良好的导电、透明等特性引起科学界的广泛关注。Sn O2原料价格低廉、资源丰富[2],可实现大规模工业生产,在太阳能电池、气敏元件等领域具有广阔的商业应用前景。溶胶-凝胶法是制备SnO2纳米粉体的重要方法。在Sn O2纳米粉体制备过程中,盐溶液起始反应浓度、反应温度、p H值、洗涤方式以及焙烧温度等因素均对Sn O2纳米粉体的粒径大小、表面形貌等产生重要影响。在SnO2纳米粉体制备工艺参数控制方面,陆凡等[3]认为盐溶液的p H值为1.0~2.0时胶溶效果最好;索辉等[4]认为Sn(OH)4最佳胶溶温度为40~70℃;李青山等[5]认为反应温度在600℃以下制备的纳米颗粒粒径比较小。为优化Sn O2纳米粉体制备条件,本文采用溶胶-凝胶法制备Sn O2纳米粉体,研究盐溶液起始反应浓度、反应温度、洗涤方式、焙烧温度等因素对Sn O2纳米粉体性能的影响,以期寻求性能优异、成本低廉的Sn O2纳米粉体制备方法。
1 实验
1.1 试剂与分析仪器
本实验所用试剂为SnCl4·5 H2O、NH3·H2O、CH3CH2OH和Ag NO3,以上试剂均为化学纯。所用分析仪器为TG-DTA型热分析仪、XRD-6000型X射线衍射仪、U-4100型紫外-可见近红外分光光度计和JSM-6480型扫描电镜。
1.2 实验方法
1.2.1 SnO2纳米粉体的制备
将一定量的SnCl4·5H2O溶入无水乙醇中,于70℃恒温水浴搅拌回流2 h,超声波分散2 h;然后在搅拌条件下,以无水乙醇为沉淀剂滴入SnC14溶液中,控制反应温度和终点溶液p H值,制得SnO2前驱体胶状沉淀;将所得SnO2前驱体溶胶在室温下放置老化成凝胶,用蒸馏水和无水乙醇对凝胶进行反复抽滤洗涤,直至滤液中加入Ag NO3(0.l mol/L)溶液无沉淀产生、Cl-完全洗去后,得到含大量自由水的湿凝胶;……
