异相共沉淀法制备纳米氧化锡锑及其导电性能
2021-11-08何喜春张海洋黄萍马钰芸姚尹超尹作栋
广西大学学报(自然科学版) 2021年4期
何喜春,张海洋,黄萍,马钰芸,姚尹超,尹作栋
(广西大学 化学化工学院, 广西 南宁 530004)
0 引言
ATO纳米粉体是一种具有宽能隙的n型半导体材料,具有宏观尺寸物体所没有的光学性能和电学性质[1]。将其分散添加到各类涂层之中,能够制得透明隔热导电的多功能型薄膜材料[2-7],广泛应用于建筑、电子通讯和包装材料等节能环保领域。
以锡盐、锑盐为反应原料制备ATO纳米粉体的方法主要包括共沉淀法[8-12]、水热合成法[13-16]、溶胶-凝胶法[17-19]等。其中,液相共沉淀法因其操作简单和成本相对较低而成为制备ATO纳米粉体最常用和最成熟的方法。但是,液相共沉淀方法的反应条件不易控制,其生产的纳米粉体纯度不高,且多数工艺以水为反应介质,导致纳米粉体粒子间易团聚。一方面,由于水的表面张力等因素,使得前驱体粒子间存在氢键和毛细管作用,加之大量的OH-吸附于粒子表面,使得粒子间容易发生团聚;另一方面,为了保证锡、锑均以离子形式存在于溶液介质中,在配制混合溶液时须加入一定量的配合剂或分散剂,虽然可以减少Sn4+、Sb3+的水解,但同时引入了大量的杂质,影响了产品使用性能。
本文以锑盐和锡盐为反应原料,碳酸氢铵(NH4HCO3)为沉淀剂,醋酸(CH3COOH)为助溶剂,乙醇(CH3CH2OH)作为反应介质,通过固-液异相共沉淀反应,经过过滤、洗涤、脱水、干燥和煅烧,制得团聚少、掺杂均匀、粒径小且分布范围窄,比表面积高,电学性能好的浅蓝灰色ATO纳米粉体。该制备方法以CH3CH2OH代替水作为反应溶剂,避免了前驱体粒子间的相互作用,极大地改善了纳米粉体的团聚现象;……
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