[发明专利]一种采用均匀沉淀-热处理法制备Sm2O3/SnO2纳米复合物的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及纳米半导体复合材料制备领域，具体涉及一种制备Sm₂O₃/SnO₂纳米复合物的方法。

【背景技术】

Sm₂O₃是一种具有4f电子结构的宽禁带金属氧化物，常温下禁带宽度为4-6eV，Sm₂O₃晶体具有三种晶型，当温度高于850℃时，单斜晶相转变为立方晶相，在2000℃左右转变为六方晶相，属于多晶相转化的氧化物，Sm₂O₃具有高的电阻率，高的介电常数，高的化学稳定性和热稳定性等性能，具有优越的电学、光学和磁学性能，广泛应用于陶瓷电容器、汽车尾气处理、催化剂和医学等方面；另外，纳米Sm₂O₃还具有核性质，可用作原子能反应堆的结构材料、屏蔽材料和控制材料等领域。

SnO₂具有四方晶系(金红石结构)和正交晶系两种晶体结构，其中正交相极不稳定，只能在高温条件下存在,正常情况下的SnO₂晶体都是属于金红石结构。纯SnO₂晶体无色透明，是一种重要的宽带隙的n型半导体材料。禁带宽度为3.65eV，由于Sn的电子亲和力较小,，SnO₂晶体中存在较多的氧空位，因而具有n型半导体特性。纳米SnO₂具有量子尺寸效应，因而可以具有更宽的禁带宽度，Senthilkumar等人证明纳米SnO₂颗粒尺寸越小，禁带宽度越大，最高可高达4.26eV。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种采用均匀沉淀-热处理法制备Sm₂O₃/SnO₂纳米复合物的方法，该方法的反应介质为水溶液，所得产物的纳米粒径分布较窄、分散性好、成本较低，易于实现工业化生产。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种采用均匀沉淀-热处理法制备Sm₂O₃/SnO₂纳米复合物的方法，包括以下步骤：

1)将分析纯SmCl₃和SnCl₄·5H₂O以1:0.2～1:2的摩尔比溶于溶剂中，制得Sn⁴⁺摩尔浓度为0.020～0.026mol/L的溶液A；

2)调节溶液A的pH至7～13，充分搅拌至均匀形成反应前驱液；

3)将反应前驱液放入60～80℃恒温水浴箱中陈化2～3h，反应结束后自然冷却至室温；

4)产物进行洗涤、干燥的前驱体；

5)将所得前驱体放入马弗炉中，在700～900℃下煅烧1～3h，随炉冷却至室温，即得Sm₂O₃/SnO₂纳米复合物。

所用溶剂为蒸馏水。

步骤2)中采用分析纯的有机碱二乙烯三胺调节反应体系的pH。

所述洗涤具体为依次用蒸馏水和无水乙醇离心洗涤4～6次。

所述干燥为：收集洗涤完产物于70～90℃下的电热真空干燥箱中真空干燥2～5h。

步骤2)中充分搅拌至均匀的时间为0.5～5h。

相对于现有技术，本发明具有以下有意效果：

本发明以均匀沉淀-热处理法制备的Sm₂O₃/SnO₂纳米复合物，其最大优点在于利用有机碱二乙烯三胺调节反应体系的pH，制得的前驱体，再经过马弗炉的煅烧所得的Sm₂O₃/SnO₂纳米复合物的纯度高，结晶性强，形貌均匀且分散性好。该反应的原料易得且成本低，工艺设备简单，能耗低，且该反应在常压下进行，以水做为反应溶剂，安全性好，可行性强，所以非常经济、实用，具有很好的工业化前景。

【附图说明】

图1是本发明所制备Sm₂O₃/SnO₂纳米复合物的SEM图。

【具体实施方式】

实施例1：