[发明专利]一种氧化锡锑导电纳米材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料的制备技术领域，具体地说是涉及一种氧化锡锑导电纳米材料的制备方法。

背景技术

氧化锡锑，又叫掺锑二氧化锡、锑锡氧化物，英文简称ATO（Antimony Tin Oxide）。是半导体领域中的非电阻的透明导电性材料，可应用于各种玻璃、塑料及各种树脂中起到透明、导电、防静电辐射、隔紫外及红外作用。氧化锡锑导电纳米材料因其高电导率和浅色透明性，在许多领域有着广阔的应用前景，是近年来迅速发展的一种新型功能材料。

制备氧化锡锑导电纳米材料的化学法主要有沉淀法、水热合成法、溶胶凝胶法、微乳液法等。液相共沉淀法是制备氧化锡锑导电纳米材料最常用和最成熟的方法，该法通常是以水溶液为反应介质，将锡和锑的盐溶液混合，在混合溶液中加入氢氧化钠或氨水等沉淀剂使共存于溶液中的锡、锑阳离子沉淀，沉淀物经洗涤、干燥、煅烧，得到相应的纳米粉体。溶胶凝胶法和微乳液法污染严重，得到的产物纯度低，粒径不可控；水热法能够得到纯度高、粒径分布窄、粒径可控的产物，但是反应过程需要在高温高压的环境下进行，对设备要求更较高，生产过程存在一定的危险性。

虽然上述的方法法都可以制备出氧化锡锑导电纳米材料，但仍具有水解速率不易控制和晶体形状难以控制，收率低，纯度低以及导电率低等缺点。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种制备成本低，易于操作控制，目的产物收率高，均一性好，安全环保且具有较高导电率的氧化锡锑导电纳米材料的制备方法。本发明所得氧化锡锑导电纳米材料产品团聚少、掺杂均匀、粒径小且分布范围窄，具有优异的导电性能。

为达到上述目的，本发明是这样实现的。

一种氧化锡锑导电纳米材料的制备方法，向草酸水溶液中滴加三氯化锑和氯化亚锡混合物的甲醇溶液，在恒温并且搅拌的条件下反应直到前驱物沉淀生成，过滤、水洗、干燥和煅烧后即得目的产物。

作为一种优选方案，本发明所述草酸水溶液的摩尔浓度为0.1～1.0 mol/L；所述氯化亚锡的甲醇溶液，其摩尔浓度为0.1～1.0 mol/L；所述氯化亚锡、三氯化锑及草酸的摩尔比依次为1:0.1～10：5～50。

进一步地，本发明所述滴加溶液的速度为60～180滴/分钟；所述恒温在20～30 °C；所述搅拌速度在100～150 转/分钟；所述搅拌反应时间为10～30分钟。

进一步地，本发明所述干燥时间为1～3小时，干燥温度为60～100 °C，升温速率为2～10 °C/分钟。

更进一步地，本发明所述煅烧时间为2～5小时，煅烧温度为400～600 °C，升温速率为2～20 °C/分钟。

与现有技术相比，本发明具有如下特点。

（1）本发明开发了制备氧化锡锑导电纳米材料新工艺路线，产品粒径在100～150nm之间，禁带宽度为,2.5～2.7 eV。

（2）目的产物收率（99.0%～99.5%），产品纯度高（99.5％～99.8％）。该工艺制备成本低，操作容易控制，具有较高的生产效率，可以实现工业化大量生产。

（3）本发明制备的目的产物氧化锡锑导电纳米材料的电阻率为2.0～3.0 Wcm，可满足工业应用领域对导电氧化锡锑产品的要求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。

图1为本发明的氧化锡锑导电纳米材料SEM图。

图2为本发明的氧化锡锑导电纳米材料SEM图。

图3为本发明的氧化锡锑导电纳米材料SEM图。

图4为本发明的氧化锡锑导电纳米材料SEM图。

图5为本发明的氧化锡锑导电纳米材料SEM图。

图6为本发明的氧化锡锑导电纳米材料SEM图。

图7为本发明的氧化锡锑导电纳米材料X射线衍射图。

图8为本发明的氧化锡锑导电纳米材料紫外可见光谱图。

图9为本发明的氧化锡锑导电纳米材料禁带宽度图。

图10为本发明的氧化锡锑导电纳米材料前驱物的热重分析图。

具体实施方式

本发明设计出一种化学制备方法，通过新的化学途径制备氧化锡锑导电纳米材料。向草酸水溶液中滴加氯化亚锡和三氯化锑的甲醇溶液，在恒温并且搅拌的条件下反应直到前驱物沉淀生成，过滤、水洗、干燥和煅烧后即得目的产物。

本发明制备步骤是。