[发明专利]一种浅色掺杂纳米导电氧化锌粉体的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于氧化锌导电粉体材料技术领域，具体涉及一种浅色掺杂纳米氧化锌导电粉体的制备方法。

背景技术

随着电子工业的迅速发展和人们生活水平的提高，导电粉体作为主要以导电填料的形式应用于高分子材料、塑料、涂料、纤维等制备过程中的一种功能性填料，具有导电性、抗静电、抗电磁屏蔽等性能，已经开始引起人们的广泛关注。目前常用的导电性粉体主要有：金属粉体如银、镍等，非金属粉体如石墨、碳黑等，金属氧化物如氧化锌、氧化锑等，另外还有复合型粉末和碘化物如SnO₂-In₂O₃包覆云母或无机矿物粉体、碘化铜等。碳黑和金属材料的导电性能优异，但颜色深或比重较大，不易分散；碘化铜掺杂的聚合物的化学稳定性很差；掺锑的氧化锡有很好的导电性，但是锑掺杂使得聚合物带有蓝黑色调，此外锑掺杂也产生毒性。因上述原因，这些材料的应用受到了很大的限制，使得人们的目光逐渐转向于分散性能良好、无毒、白度高、物理化学稳定性好且生产成本低的氧化锌粉体的研究开发。

氧化锌是一种应用范围极广的半导体材料,其室温下带隙为3.37eV,激子束缚能高达60meV。掺铝/镓或稀土元素的氧化锌导电粉体，具有颜色浅、可见光透过率高、导电性好等特点。

目前，虽然导电氧化锌粉体的制备方法已有共沉淀法，超声模板法、固相法等，但这些方法都需要关键的一步-烧结，而且烧结是在高温还原气氛下进行，使得氧化锌带有灰色而没有足够的白度，高温下锻烧还会导致晶粒长大。气相法制备氧化锌导电粉成本较低，但是颗粒尺寸基本上处于微米级，不能应用于纳米功能材料领域。以上制备方法普遍工艺复杂，限制了进一步的生产应用。但在无机材料制备领域中被广泛使用、获得产物分散性能较好的湿化学法法，却从未被应用于导电氧化锌粉体的制备。

该方法最大的优势是不需要烧结，既节约成本，又提高产品白度，减少晶粒长大。本发明采用的制备方法具有设备简单、合成效率高、生产成本低、产物分散性好、导电性佳和对环境友好等特点，因此，具有很强的工业可行性。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种浅色掺杂纳米氧化锌导电粉体的制备方法。

一种浅色掺杂纳米氧化锌导电粉体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）配置0.1mol/L的锌盐溶液；

（2）向步骤（1）形成的溶液中加入0.1-0.5wt%的铝、镓或稀土盐，形成溶液A；

（3）配置0.1mol/L的氨水、尿素或乌洛托品溶液B；

（4）将溶液A与溶液B混合均匀，搅拌0.5-2小时；

（5）将步骤（4）得到的混合溶液转移至放入聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压釜中，在120-200℃下水热反应6-12小时；反应结束后将沉淀产物用去离子水洗涤三次，直然后进行干燥处理，干燥温度为60-80℃，得到目标物浅色掺杂纳米氧化锌导电粉体。

步骤（1）中所述加入的锌盐为硫酸锌、硝酸锌、氯化锌、醋酸锌中的两种或多种组合。

步骤（2）中所述加入的铝源为硫酸铝、硝酸铝、氯化铝中的一种或其组合。

步骤（2）中所述加入的镓源为硝酸镓或氯化镓。

步骤（2）中所述加入的稀土元素硝酸盐为水合或非水合的硝酸铈、硝酸镧、硝酸钕、硝酸钇、硝酸钆、硝酸铕、硝酸铽、硝酸钐、硝酸铥、硝酸铒、硝酸镱中的两种或多种组合。

步骤（4）中所述的溶液A与溶液B的体积比为1：（1-4）。

本发明具有如下优点：

湿化学法制备掺杂氧化锌纳米导电粉体材料，方法简单，生产成本低廉，适用于批量生产。此方法不需要烧结过程，因此产品中无粗大颗粒生成，纳米颗粒而且分布均匀，也大大节约成本。制备的产品同共沉淀等其它方法相比，具有纯度高，颜色浅，粒径小且均一，分散性好、导电性佳等优点。

附图说明

图1：由实施例2制得的铝掺杂氧化锌导电粉体的SEM图谱。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步阐述，其目的仅在于更好理解本发明的内容。因此，所举之例并不限制本发明的保护范围。

实施例1：

配置0.1mol/L的硝酸锌溶液100ml；

向溶液中加入0.1wt%的硫酸铝，形成溶液A；

配置0.1mol/L的氨水溶液B100ml；

将溶液A与溶液B混合均匀，搅拌0.5；