[发明专利]一种二氧化锡的制备方法

说明书

本发明公开了一种二氧化锡的制备方法；该方法利用以无水四氯化锡(SnCl₄)液体易挥发、易与水结合生成五水四氯化锡(SnCl₄·5H₂O)固体、五水四氯化锡高温易分解以及二氧化锡不溶于氯化氢的特性，制备二氧化锡；该方法将SnCl₄加热挥发产生蒸气，蒸气经过氮气稀释与水蒸气混合生成SnCl₄·5H₂O烟雾，烟雾经过高温分解生成二氧化锡粉尘，粉尘通过收集获得高纯超细二氧化锡；该方法通过氮气流量稀释调节四氯化锡气体浓度，从而控制生产烟雾直径大小，进而控制二氧化锡微粒直径大小；该制备方法采用无水四氯化锡为原料，辅料为纯水和氮气，不需进行任何备料过程和其它辅料添加，且适于工业化生产和市场推广应用。

技术领域

本发明属于二氧化锡制备领域，具体涉及是一种高纯、超细、粒径可控的二氧化锡微粒的制备方法。

背景技术

SnO₂是一种稳定的化合物，难溶于酸或碱溶液，不易与盐酸反应；SnO₂是一种宽带隙n型半导体材料，禁带宽度为3.6eV，化学稳定性好、电子迁移能力快，并具有高的可见光透过率，在新型太阳能电池、锂离子电池、气体传感器、透明导电以及光催化领域具有广泛应用前景，因此，制备出高纯、超细、形貌、结构可控的二氧化锡材料具有重要意义。

目前，国内外提出的二氧化锡的制备方法主要有气相合成法、硝酸氧化法、喷雾燃烧法、固相化学合成法、溶胶-凝胶法、化学沉淀法和水热合成法。气相合成法粒度较粗且不可控，硝酸法粒度较难控制且存在氮氧化物污染，喷雾燃烧法虽然合成粒度较细，但需要酒精等做燃料，生产成本较高。固相合成方法虽然工艺简单，但是其烧结温度较高，保温时间较长，产物形貌不易控制。溶胶-凝胶法所需设备简单，操作易于控制，但处理时间较长，得到的凝胶不易洗涤。沉淀法设备和工艺简单，成本低，易于工业化生产，但制备过程中存在的最大问题是二氧化锡超细粉末的团聚。水热合成反应在水体系下进行，产品需要洗涤过滤和干燥，洗涤产生大量废水而且难以达到高纯，并且过滤较为困难。

发明内容

为解决目前二氧化锡制备过程中纯度低、粒径粗和环境高污染的问题，本发明提供了一种高纯超细二氧化锡微粒的制备方法，锡是一种在电子、化工行业具有重要应用的有色金属，通过深加工提升材料的附加值，对国家经济建设具有显著的意义。目前ITO靶材制备所使用的二氧化锡原料，要求纯度≥99.99％，粒度集中，结晶度高。而目前已有的工艺，均难以达到ITO靶材原料要求；本发明采用的无水四氯化锡蒸气与水蒸气结合再分解工艺，制得的产品能满足市场ITO靶材上对二氧化锡高纯、超细的特殊需求。

本发明二氧化锡的制备方法，利用以无水四氯化锡(SnCl₄)液体易挥发、易与水结合生成五水四氯化锡(SnCl₄·5H₂O)固体、五水四氯化锡高温易分解、二氧化锡不溶于氯化氢的特性，制备二氧化锡；该方法将SnCl₄加热挥发产生蒸气，蒸气经过氮气稀释与水蒸气混合生成SnCl₄·5H₂O烟雾，烟雾经过高温分解生成二氧化锡粉尘，粉尘通过收集获得高纯超细二氧化锡；步骤如下：

(1)将热分解炉加热到300℃～850℃待用；

(2)将去离子水加热产生水蒸气通入管道；

(3)将SnCl₄装入石英容器，加热使其挥发产生蒸气；

(4)往SnCl₄蒸气中通入氮气，对SnCl₄蒸气浓度进行稀释，混合气体中SnCl₄蒸气的体积浓度为0.01～10％；