静电纺丝法制备纳米氧化铟锡及其导电性能
2021-03-12任鑫川刘苏婷李志慧宋承堃代云茜孙岳明
无机化学学报 2021年3期
任鑫川 刘苏婷 李志慧 宋承堃 代云茜 孙岳明
(东南大学化学化工学院,南京 211189)
静电纺丝(电纺),是一种简单易行、连续制备一维(1D)纳米纤维的方法。近年来,采用静电纺丝技术,可以大规模地制备并工业化生产一维纳米材料,目前商业化的日产量已高达2.0×107m2[1]。预计到2021年底,全球纳米纤维的市场可达到10亿美元[2]。近年来,将静电纺丝技术和溶胶-凝胶法结合起来可以制备各类氧化物纳米纤维。通过静电纺丝法制备的氧化物纳米纤维具有一系列独有的特征和性质,比如特有的一维结构、长径比大、高比表面积、多孔、分等级的结构等[3-5]。为了获得高质量、可控的氧化物纳米纤维,合成步骤主要为:选配适宜的高分子和氧化物前驱物及易挥发溶剂,配制为均匀、可纺的溶液;在适合的温度、湿度、电压下,进行电纺,获得高分子/氧化物前驱物复合纳米纤维;选择适宜的温度煅烧上述复合纳米纤维,去除高分子载体,获得理想的氧化物晶型[1]。至今,文献已报道超过100多种组分、尺寸不同的氧化物纳米纤维[6-8]。
氧化铟锡(indium tin oxide,简称ITO)作为重要的半导体,因具有良好的化学稳定性[1]、宽带隙(3.5~4.3 eV)、对酸碱的耐腐蚀性能,被广泛应用于传感、电子、信息领域[9-10]。此外,因在可见光区具有较高的透明度和较低的方阻,ITO常用于太阳能电池[11]等各类光伏器件。通常,借助昂贵的磁控溅射、蒸镀等设备,传统的ITO可通过如直流溅射、射频溅射、电子束蒸发等高耗能工艺获得[12]。然而ITO中的铟(In)作为一种稀有金属元素,在地壳中的含量非常少,而靶材的利用率较低,只有20%[13],产率低。……
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