CN102602986A - 一种形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法 - Google Patents
一种形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102602986A CN102602986A CN2012101087395A CN201210108739A CN102602986A CN 102602986 A CN102602986 A CN 102602986A CN 2012101087395 A CN2012101087395 A CN 2012101087395A CN 201210108739 A CN201210108739 A CN 201210108739A CN 102602986 A CN102602986 A CN 102602986A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- preparation
- porous rod
- nano
- tindioxide
- oxalic acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
本发明公开了一种形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法，是将原料可溶性锡盐和草酸按一定的比例溶于乙二醇和水的混合溶剂中，聚乙二醇作为添加剂，在室温下进行搅拌反应，收集沉淀，得到了棒状草酸亚锡前驱体，然后在一定温度下煅烧，即得到微纳二氧化锡多孔棒。本发明公开的制备方法，对设备、技术要求不太苛刻，不易引入其他杂质，而且成本较低，与其他方法相比，这种方法调控产物的结构较为简便易行，更易于大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法，属于纳米材料制备技术领域。
背景技术
二氧化锡(SnO2)是一种重要的宽能级n-型半导体金属氧化物，禁带宽度约为3.6eV，在可见光区具有很高的透射率及较低的电阻率。因此二氧化锡具有优异的光电和气敏性能，使得它在发光材料、吸光材料、催化剂、气敏元件、传感器、锂离子电池负极材料等领域具有广泛应用。此外，二氧化锡还具有以下特性：材料的物理、化学稳定性好，耐腐蚀性强；对气体检测是可逆的，吸附、脱附时间短，可连续长时间使用；可靠性较高，机械性能良好；电阻随浓度变化一般呈抛物线变化趋势；禁带宽度虽较宽，但容易获得适宜的电特性。目前二氧化锡作为一种高新技术材料而备受关注，而二氧化锡的形貌和尺寸影响其特定的性能，所以如何制备特定结构的纳米二氧化锡是材料研究领域的热点之一。
作为一种非常重要的半导体材料，SnO2的形貌和尺寸对纳米半导体材料性质如发光、导电、催化、电化学活性等有重要影响，因此纳米结构SnO2的可控合成显得非常重要，这也是SnO2纳米器件应用领域的关键技术。而作为一维多孔棒状SnO2纳米材料，因其特殊的一维纳米结构，如微结构具有尽可能多的贯通气孔、较光滑气孔表面、较大比表面积、较小低湿电阻等，呈现出一系列优异的光、电、磁、热、吸波等性质，在未来纳米领域具有广阔的应用前景。近十年来，人们利用各种方法又陆续合成了多种一维SnO2纳米材料，如纳米管、纳米棒、纳米线、纳米带和纳米线阵列等，使一维SnO2纳米结构材料的设计和合成迅速成为纳米材料科学领域新的研究热点。
目前，制备二氧化锡的方法主要包括固相法、液相法和气相法等，在液相法中，常见的有沉淀法、水热法、微乳液法和溶胶-凝胶法等。李亚栋(Mater.Lett.，1999，1，23-26)采用双氧水在硫酸存在的条件下通过氧化锡粉的方法制备二氧化锡纳米颗粒，但是该法腐蚀性大，不利于规模化生产；侯德东(J.Inorg.Mater.，2002，17，691-695)通过微乳液模板法制备了二氧化锡纳米棒，但是该方法需要消耗大量的原料且污染环境；薛新宇(J.Phys.Chem.C.，2010，114，3968-3972)利用微乳液模板法及水热法合成均一载铂二氧化锡纳米棒，但该法所需原料比较昂贵且同样污染环境。与上述方法相比，利用前驱体热解法制备二氧化锡多孔纳米棒有自身的优点，通过液相沉淀可以容易控制前驱体的结构，然后一步煅烧可以得到结晶性较好的纯相目标产物。该过程操作简单，对设备、技术要求不太苛刻，对环境污染小，不易引入其他杂质，且原料成本低，调控产物的结构较为方便，是一种简便、易行的材料制备方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种设计合理，工艺简单，形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法。
本发明的技术方案是设计了一种简单的前驱体热解法，以乙二醇与蒸馏水的混合液作为溶剂，可溶性锡盐和草酸为原料，聚乙二醇作为添加剂，首先合成棒状SnC2O4前驱体，然后经过煅烧处理得到微纳多孔棒状二氧化锡。
本发明所述形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法，步骤是：
(1)将乙二醇与蒸馏水按体积比为1∶9～9∶1的比例混合作为溶剂，按聚乙二醇与溶剂以0.1～8克∶30mL的比例量向溶剂中加入聚乙二醇，置磁力搅拌器上搅拌10～30分钟，使得聚乙二醇完全溶解，备用；
(2)将可溶性锡盐和草酸分别加入步骤(1)制得的溶液中，在磁力搅拌器上搅拌10-30分钟，使其完全溶解，得到锡盐溶液和草酸溶液；
(3)按锡盐与草酸摩尔比为1∶5～1∶60的比例将步骤(2)制得的草酸溶液加入步骤(2)制得的锡盐溶液中，搅拌，室温保持1～5小时后，将反应后的混合物以1000～4000转/分条件离心分离，沉淀物分别用去离子水和乙醇洗涤3～5次，然后置100±10℃的烘箱中干燥，得到白色棒状SnC2O4前驱体；
(4)将步骤(3)得到的SnC2O4前驱体在400～700℃马弗炉中煅烧1～6小时，制得微纳二氧化锡多孔棒。
上述形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法中，步骤(1)所述乙二醇与蒸馏水优选按体积比为1∶5～5∶1的比例混合。
上述形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法中，步骤(1)所述聚乙二醇与溶剂优选以0.1～4克∶30mL的比例量向溶剂中加入聚乙二醇。
上述形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法中，步骤(2)所述可溶性锡盐优选氯化亚锡。
上述形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法中，步骤(3)所述锡盐与草酸的摩尔比优选为1∶20～1∶50。
上述形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法中，步骤(3)所述室温保持时间优选2～4小时。
上述形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法中，步骤(4)所述煅烧温度优选为450～600℃。
上述形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法中，步骤(4)所述煅烧时间优选为2.5～4.5小时。
与现在技术相比，本发明所述形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法中，采用前驱体热解法，反应简单易控；所得产物物相单纯，制备的SnO2为尺寸可调控的微纳多孔棒结构。通过控制所加聚乙二醇的量，可调控微纳多孔棒的尺寸和形貌。由于其具有大比表面积和高表面活性，以及特殊的晶体结构、表面特性和吸附特性，从而能够广泛用于半导体、太阳能电池、气敏传感器以及光学技术中。
现有二氧化锡一维纳米结构材料制备方法和路线或多或少存在着过程复杂，使用昂贵的试剂，毒性较大，尺寸不均一等问题。本发明提供了一种金红石相微纳二氧化锡多孔棒的前驱体热解法制备方法，该方法工艺简单，所得的二氧化锡多孔棒尺寸可控，分 布均匀。
附图说明
图1 XRD图，其中：a所制备的SnC2O4前驱体的XRD图；b所制备的SnO2的XRD图。
图2 SnO2多孔棒的TEM图片。
具体实施方式
实施例1：
(1)量取5mL乙二醇和25mL蒸馏水于100mL烧杯中混合均匀，加入0.1克聚乙二醇，置磁力搅拌器上搅拌20分钟，使得聚乙二醇完全溶解，备用；
(2)将氯化亚锡和草酸分别加入步骤(1)制得的溶液中，在磁力搅拌器上搅拌10分钟，使其完全溶解，得到氯化亚锡溶液和草酸溶液；
(3)按氯化亚锡与草酸摩尔比为1∶20的比例将步骤(2)制得的草酸溶液加入步骤(2)制得的氯化亚锡溶液中，搅拌，室温保持2小时后，将烧杯内反应后的混合物以2000转/分条件离心分离，沉淀物分别用去离子水和乙醇洗涤3次，然后置100℃的烘箱中干燥，得到白色棒状SnC2O4前驱体；
(4)将步骤(3)得到的SnC2O4前驱体在500℃马弗炉中煅烧3小时，制得微纳二氧化锡多孔棒。
实施例2：
(1)量取10mL乙二醇和20mL蒸馏水于100mL烧杯中混合均匀，加入3克聚乙二醇，置磁力搅拌器上搅拌20分钟，使得聚乙二醇完全溶解，备用；
(2)将氯化亚锡和草酸分别加入步骤(1)制得的溶液中，在磁力搅拌器上搅拌20分钟，使其完全溶解，得到氯化亚锡溶液和草酸溶液；
(3)按氯化亚锡与草酸摩尔比为1∶25的比例将步骤(2)制得的草酸溶液加入步骤(2)制得的氯化亚锡溶液中，搅拌，室温保持3小时后，将烧杯内反应后的混合物以3000转/分条件离心分离，沉淀物分别用去离子水和乙醇洗涤4次，然后置100℃的烘箱中干燥，得到白色棒状SnC2O4前驱体；
(4)将步骤(3)得到的SnC2O4前驱体在450℃马弗炉中煅烧3小时，制得微纳二氧化锡多孔棒。
实施例3：
(1)量取25mL乙二醇和5mL蒸馏水于100mL烧杯中混合均匀，加入4克聚乙二醇，置磁力搅拌器上搅拌20分钟，使得聚乙二醇完全溶解，备用；
(2)将氯化亚锡和草酸分别加入步骤(1)制得的溶液中，在磁力搅拌器上搅拌30分钟，使其完全溶解，得到氯化亚锡溶液和草酸溶液；
(3)按氯化亚锡与草酸摩尔比为1∶40的比例将步骤(2)制得的草酸溶液加入步骤(2)制得的氯化亚锡溶液中，搅拌，室温保持3小时后，将烧杯内反应后的混合物以1000转/分条件离心分离，沉淀物分别用去离子水和乙醇洗涤5次，然后置100℃的烘箱中干 燥，得到白色棒状SnC2O4前驱体；
(4)将步骤(3)得到的SnC2O4前驱体在600℃马弗炉中煅烧3.5小时，制得微纳二氧化锡多孔棒。
Claims (8)
1.一种形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法，步骤是：
(1)将乙二醇与蒸馏水按体积比为1∶9～9∶1的比例混合作为溶剂，按聚乙二醇与溶剂以0.1～8克∶30mL的比例量向溶剂中加入聚乙二醇，置磁力搅拌器上搅拌10～30分钟，使得聚乙二醇完全溶解，备用；
(2)将可溶性锡盐和草酸分别加入步骤(1)制得的溶液中，在磁力搅拌器上搅拌10～30分钟，使其完全溶解，得到锡盐溶液和草酸溶液；
(3)按锡盐与草酸摩尔比为1∶5～1∶60的比例将步骤(2)制得的草酸溶液加入步骤(2)制得的锡盐溶液中，搅拌，室温保持1～5小时后，将反应后的混合物以1000～4000转/分条件离心分离，沉淀物分别用去离子水和乙醇洗涤3～5次，然后置100±10℃的烘箱中干燥，得到白色棒状SnC2O4前驱体；
(4)将步骤(3)得到的SnC2O4前驱体在400～700℃马弗炉中煅烧1～6小时，制得微纳二氧化锡多孔棒。
2.如权利要求1所述形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述乙二醇与蒸馏水按体积比为1∶5～5∶1的比例混合。
3.如权利要求1所述形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述聚乙二醇与溶剂以0.1～4克∶30mL的比例量向溶剂中加入聚乙二醇。
4.如权利要求1所述形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述可溶性锡盐为氯化亚锡。
5.如权利要求1所述形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述锡盐与草酸的摩尔比为1∶20～1∶50。
6.如权利要求1所述形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述室温保持时间为2～4小时。
7.如权利要求1所述形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述煅烧温度为450～600℃。
8.如权利要求1所述形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述煅烧时间为2.5～4.5小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012101087395A CN102602986A (zh) | 2012-04-13 | 2012-04-13 | 一种形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012101087395A CN102602986A (zh) | 2012-04-13 | 2012-04-13 | 一种形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102602986A true CN102602986A (zh) | 2012-07-25 |
Family
ID=46520857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012101087395A Pending CN102602986A (zh) | 2012-04-13 | 2012-04-13 | 一种形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102602986A (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102774879A (zh) * | 2012-08-24 | 2012-11-14 | 云南大学 | 一种双相共存的一维结构二氧化锡制备方法 |
| CN105734481A (zh) * | 2014-12-10 | 2016-07-06 | 辽宁法库陶瓷工程技术研究中心 | 一种耐高温纳米吸波剂及吸波涂层的制备方法 |
| CN105948106A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-09-21 | 渤海大学 | 一种窄带隙二氧化锡半导体纳米材料的制备方法 |
| CN106966426A (zh) * | 2017-04-21 | 2017-07-21 | 常州市好利莱光电科技有限公司 | 一种纳米多孔氧化亚锡的制备方法 |
| CN110467217A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-19 | 西安工程大学 | 一种珊瑚状纳米二氧化锡粉体的制备方法 |
| CN112479272A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-12 | 苏州麦茂思传感技术有限公司 | 多孔NiO/SnO2纳米复合气敏材料的制备方法 |
| CN113008946A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-06-22 | 南开大学 | 一种Ag掺杂的SnO2气敏材料的制备方法 |
| CN114082978A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-02-25 | 大连大学 | 一种纳米AgSn-SnO2针状复合粉体的制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101046459A (zh) * | 2007-04-26 | 2007-10-03 | 华东师范大学 | 多孔二氧化锡多层纳米薄膜及其合成方法 |
| CN101323463A (zh) * | 2007-06-12 | 2008-12-17 | 赣州瑞德化工有限公司 | 一种高纯超细氧化锡的生产方法 |
| CN102080261A (zh) * | 2010-12-15 | 2011-06-01 | 哈尔滨师范大学 | 一种多孔SnO2纳米线束的合成方法 |
-
2012
- 2012-04-13 CN CN2012101087395A patent/CN102602986A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101046459A (zh) * | 2007-04-26 | 2007-10-03 | 华东师范大学 | 多孔二氧化锡多层纳米薄膜及其合成方法 |
| CN101323463A (zh) * | 2007-06-12 | 2008-12-17 | 赣州瑞德化工有限公司 | 一种高纯超细氧化锡的生产方法 |
| CN102080261A (zh) * | 2010-12-15 | 2011-06-01 | 哈尔滨师范大学 | 一种多孔SnO2纳米线束的合成方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| YUTAO HAN ET AL.: "Porous SnO2 nanowire bundles for photocatalyst and Li ion battery applications", 《CRYSTENGCOMM》 * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102774879A (zh) * | 2012-08-24 | 2012-11-14 | 云南大学 | 一种双相共存的一维结构二氧化锡制备方法 |
| CN105734481A (zh) * | 2014-12-10 | 2016-07-06 | 辽宁法库陶瓷工程技术研究中心 | 一种耐高温纳米吸波剂及吸波涂层的制备方法 |
| CN105734481B (zh) * | 2014-12-10 | 2018-02-27 | 辽宁法库陶瓷工程技术研究中心 | 一种耐高温纳米吸波剂及吸波涂层的制备方法 |
| CN105948106A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-09-21 | 渤海大学 | 一种窄带隙二氧化锡半导体纳米材料的制备方法 |
| CN106966426A (zh) * | 2017-04-21 | 2017-07-21 | 常州市好利莱光电科技有限公司 | 一种纳米多孔氧化亚锡的制备方法 |
| CN106966426B (zh) * | 2017-04-21 | 2018-11-16 | 浙江百传网络科技有限公司 | 一种纳米多孔氧化亚锡的制备方法 |
| CN110467217A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-19 | 西安工程大学 | 一种珊瑚状纳米二氧化锡粉体的制备方法 |
| CN110467217B (zh) * | 2019-08-29 | 2021-12-28 | 西安工程大学 | 一种珊瑚状纳米二氧化锡粉体的制备方法 |
| CN112479272A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-12 | 苏州麦茂思传感技术有限公司 | 多孔NiO/SnO2纳米复合气敏材料的制备方法 |
| CN113008946A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-06-22 | 南开大学 | 一种Ag掺杂的SnO2气敏材料的制备方法 |
| CN114082978A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-02-25 | 大连大学 | 一种纳米AgSn-SnO2针状复合粉体的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102602986A (zh) | 一种形貌可控的微纳二氧化锡多孔棒的制备方法 | |
| Sun et al. | Morphological zinc stannate: synthesis, fundamental properties and applications | |
| Xu et al. | Porous In2O3: RE (RE= Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb) nanotubes: electrospinning preparation and room gas-sensing properties | |
| Dong et al. | Hydrothermal synthesis and structure evolution of hierarchical cobalt sulfide nanostructures | |
| Salehabadi et al. | Sol-Gel auto-combustion synthesis and physicochemical properties of BaAl2O4 nanoparticles; electrochemical hydrogen storage performance and density functional theory | |
| Li et al. | VO2 (B) nanospheres: hydrothermal synthesis and electrochemical properties | |
| Li et al. | Niobium pentoxide hollow nanospheres with enhanced visible light photocatalytic activity | |
| CN102275981B (zh) | 一种自基底的SnO2纳米棒阵列的制备方法 | |
| Singh et al. | Efficient synthesis of BiFeO3 by the microwave-assisted sol-gel method:“A” site influence on the photoelectrochemical activity of perovskites | |
| Sun et al. | A general synthesis strategy for one-dimensional Bi 2 MO 6 (M= Mo, W) photocatalysts using an electrospinning method | |
| Li et al. | FeMnO3 porous nanocubes/Mn2O3 nanotubes hybrids derived from Mn3 [Fe (CN) 6] 2· nH2O Prussian Blue Analogues as an anode material for lithium-ion batteries | |
| Zhu et al. | CuO nanocrystals with controllable shapes grown from solution without any surfactants | |
| Wu et al. | Hydrothermal synthesis of SnO2 nanocorals, nanofragments and nanograss and their formaldehyde gas-sensing properties | |
| CN104528810A (zh) | 一步水热法制备二氧化锡纳米棒簇的制备方法 | |
| CN101311376A (zh) | 一种一维结构钛酸锶纳米粉体的制备方法 | |
| Wang et al. | Family of multifunctional layered-lanthanum crystalline nanowires with hierarchical pores: hydrothermal synthesis and applications | |
| CN102259929A (zh) | 一种制备具有多孔纳米或亚微米棒状氧化锰的方法 | |
| Qiao et al. | Novel two-dimensional Bi 4 V 2 O 11 nanosheets: controllable synthesis, characterization and insight into the band structure | |
| CN101092244A (zh) | 一种钛酸锶多孔球的制备方法 | |
| Dhananjaya et al. | Intertwining network structured VnO2n+ 1-CNT/GO nanocomposite electrodes for supercapacitors | |
| Liu et al. | Single-crystalline indium hydroxide and indium oxide microcubes: synthesis and characterization | |
| CN103691438B (zh) | 一种Ag-一氧化锰纳米棒的可控制备方法 | |
| CN102219263B (zh) | 一种制备γ-MnOOH纳米棒的方法 | |
| CN105883910A (zh) | 一种钙钛矿SrTiO3多孔纳米颗粒的制备方法及产物 | |
| CN103833080B (zh) | 一种钼酸镉多孔球的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120725 |