一種水熱法合成羥基錫酸鹽微晶的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種水熱法合成羥基錫酸鹽微晶的方法，步驟如下：分別稱取1-3mmol分析純的SnCl4·5H2O、25-30mmol分析純的NaOH、0.1-0.3mmol分析純的M2+金屬鹽，溶解得SnCl4·5H2O溶液、NaOH溶液和M2+金屬鹽溶液；在磁力攪拌條件下，將SnCl4·5H2O溶液滴加到NaOH溶液中，形成透明溶液；再滴加M2+鹽溶液，形成懸濁液；將懸濁液轉(zhuǎn)入帶有聚四氟乙烯內(nèi)膽的高壓反應(yīng)釜中，補(bǔ)充蒸餾水，密封后放入電熱烘箱中，在100-180℃下反應(yīng)4-16h；冷卻后，產(chǎn)物分離、洗滌和干燥。本發(fā)明以分析純的SnCl4·5H2O、分析純的NaOH和分析純的M2+金屬鹽為原料，通過(guò)水熱法合成羥基錫酸鹽微晶，產(chǎn)物易分離和純化，合成的羥基錫酸鹽微晶具有良好的形貌，尺度規(guī)整，方法簡(jiǎn)單，綠色環(huán)保。
【專利說(shuō)明】一種水熱法合成羥基錫酸鹽微晶的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及錫酸鹽制備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種水熱法合成羥基錫酸鹽微晶的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)金屬錫酸鹽(0?) 6〕，其中1&')因其在許多領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景而受到關(guān)注，如絕緣陶瓷、傳感器、電極材料、光催化材料等。羥基錫酸鹽是典型的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)關(guān)鍵功能材料羥基化合物，具有優(yōu)異的光催化、阻燃和抑煙、氣敏特性、光催化等性能，在電極與電池材料、光催化劑、氣敏元件、阻燃材料域有著廣泛的用途和應(yīng)用前景，是解決能源和環(huán)境問(wèn)題的關(guān)鍵功能材料之一。材料性能的優(yōu)異與晶體的尺度、形貌及制備方法有關(guān)，其中制備方法是基礎(chǔ)。近年來(lái)1[&1(011)3的制備方法主要有固相法、共沉淀法、均相沉淀法、水熱法。
[0003]其中固相反應(yīng)法是一種傳統(tǒng)的工藝，是把金屬鹽或金屬氧化物按一定的比例充分混合，經(jīng)充分研磨后，再進(jìn)行煅燒，可以直接得到或再研磨后得到超微粉體的工藝方法，此方法工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，產(chǎn)量大，制備的超微粉體顆粒具有成本低、填充性好、無(wú)團(tuán)聚等優(yōu)點(diǎn)。共沉淀法是指在溶有相關(guān)離子溶液中，添加合適的沉淀劑進(jìn)行沉淀反應(yīng)，生成成分均一的沉淀物，沉淀物再經(jīng)過(guò)干燥或焙燒制得高純納米粉體材料的方法，該合成方法易于控制、工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、成本低、設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，這是制備羥基錫酸鋅納米粉體最常用的方法之一。均相沉淀法是指在均相溶液中借助適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)，有計(jì)劃、有控制地產(chǎn)生沉淀反應(yīng)所需的離子，使之在整個(gè)溶液中緩慢地析出密實(shí)較重的無(wú)定形沉淀物或大顆粒的晶態(tài)沉淀方法，均相沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是不僅可以通過(guò)適合的均相沉淀劑制備出結(jié)晶優(yōu)良的大顆粒沉淀，而且可以制備出緊密的較重的無(wú)定形沉淀物。水熱合成是指在特制的密閉高壓反應(yīng)釜中，以水溶液作為反應(yīng)介質(zhì)，在一定的溫度(100?10001 )和水的自生壓強(qiáng)(1?10(--^)下進(jìn)行無(wú)機(jī)合成與材料制備的一種方法，水熱合成法制備的產(chǎn)物具有分散性好、粒度易控制、純度高等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]固相化學(xué)反應(yīng)法、均相沉淀法、水熱合成法和共沉淀法等制備工藝方法各有優(yōu)點(diǎn)，但是由于各種制備方法自身的限制，水熱合成法和沉淀法是目前工業(yè)上制備經(jīng)基錫酸鋅材料的主要方法，但是目前的方法所制得的產(chǎn)品存在著形貌單一、團(tuán)聚嚴(yán)重等缺點(diǎn)。固相化學(xué)反應(yīng)法也存在著能耗大、對(duì)設(shè)備儀器要求高、粉體顆粒不夠細(xì)、生產(chǎn)效率低、易混入雜質(zhì)等難以克服的缺點(diǎn)。均相沉淀法會(huì)引起溶液中其他物質(zhì)的共沉淀，使沉淀玷污，它會(huì)使晶態(tài)沉淀成為細(xì)小顆粒，給過(guò)濾和洗滌帶來(lái)困難；而無(wú)定形沉淀則很蓬松，既難過(guò)濾洗滌，又很容易吸附雜質(zhì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種水熱法合成羥基錫酸鹽微晶的方法，方法簡(jiǎn)單，綠色環(huán)保，成本低廉，產(chǎn)物易于分離和純化，產(chǎn)物形貌和尺度規(guī)整。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種水熱法合成羥基錫酸鹽微晶的方法，包括以下步驟:
[0008](I)反應(yīng)物稱量與溶液的配制:分別稱取l-3mmol分析純的SnCl4.5H20、25-30mmol分析純的Na0H、0.1-0.3mmol分析純的M2+金屬鹽,M為Zn, Ca, Mg, Sr中的一種，分別加入到盛有10-15mL的蒸餾水小燒杯中，在磁力攪拌的條件下溶解，分別得到SnCl4.5Η20溶液、NaOH溶液和M2+金屬鹽溶液；
[0009](2)在磁力攪拌的條件下，將SnCl4.5Η20溶液慢慢滴加到NaOH溶液中，直至形成一個(gè)穩(wěn)定透明的溶液，再將M2+金屬鹽溶液滴加到上述透明溶液中，直至形成一個(gè)穩(wěn)定的懸濁液；
[0010](3)將步驟(2)的懸濁液轉(zhuǎn)入帶有聚四氟乙烯內(nèi)膽的高壓反應(yīng)中釜中，補(bǔ)充蒸餾水至整個(gè)容積的80%，密封后放入電熱烘箱中，控制溫度在100-180°C，反應(yīng)時(shí)間為4-16h ；
[0011](4)產(chǎn)物的分離、洗滌和干燥:反應(yīng)停止后，等高壓反應(yīng)釜冷卻至室溫，打開(kāi)反應(yīng)釜，將聚四氟乙烯內(nèi)膽中的沉淀物取出進(jìn)行分離、洗滌，洗滌后將沉淀物放在真空干燥箱中，在60°C條件下干燥3-5小時(shí)，即得羥基錫酸鹽微晶。
[0012]優(yōu)選地，步驟(I)中所述的M2+金屬鹽為ZnCl2、CaCl2、MgCl2、SrCl2中的一種。
[0013]優(yōu)選地，步驟(3)中控制溫度在150°C，反應(yīng)時(shí)間為10小時(shí)。
[0014]優(yōu)選地，步驟(4)中所述洗滌是用無(wú)水乙醇和蒸餾水分別洗滌三次。
[0015]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
[0016]本發(fā)明以分析純的SnCl4.5H20、分析純的NaOH和分析純的M2+金屬鹽為原料，通過(guò)水熱法合成羥基錫酸鹽微晶，產(chǎn)物易于分離和純化，合成出的羥基錫酸鹽微晶具有良好的形貌，尺度規(guī)整，而且方法簡(jiǎn)單，綠色環(huán)保。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的羥基錫酸鋅微晶的XRD圖譜；
[0018]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的羥基錫酸鋅微晶的電鏡圖片；
[0019]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2制備的羥基錫酸鈣微晶的XRD圖譜；
[0020]圖4為本發(fā)明實(shí)施例2制備的羥基錫酸鈣微晶的電鏡圖片。

【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明不僅限于這些實(shí)施例，在未脫離本發(fā)明宗旨的前提下，所作的任何改進(jìn)均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0022]實(shí)施例1:
[0023]羥基錫酸鋅微晶的制備:
[0024]分別稱取2mmol分析純的SnCl4.5H20、25mmol分析純的Na0H、0.2mmol分析純的ZnCl2，分別加入到盛有1mL的蒸餾水小燒杯中，在磁力攪拌的條件下溶解，分別得到SnCl4.5H20溶液、NaOH溶液和ZnCl2溶液；在磁力攪拌的條件下，將SnCl4.5H20溶液慢慢滴加到NaOH溶液中，直至形成一個(gè)穩(wěn)定透明的溶液，再將ZnCl2溶液滴加到上述透明溶液中，直至形成一個(gè)穩(wěn)定的懸濁液；將懸濁液轉(zhuǎn)入帶有聚四氟乙烯內(nèi)膽的高壓反應(yīng)中釜中，補(bǔ)充蒸餾水至整個(gè)容積的80%，密封后放入電熱烘箱中，控制溫度在140°C，反應(yīng)時(shí)間為12h ；反應(yīng)停止后，等高壓反應(yīng)釜冷卻至室溫，打開(kāi)反應(yīng)釜，將聚四氟乙烯內(nèi)膽中的沉淀物取出進(jìn)行分離、洗滌，洗滌時(shí)用無(wú)水乙醇和蒸餾水分別洗滌三次，洗滌后將沉淀物放在真空干燥箱中，在601條件下干燥4小時(shí)，即得羥基錫酸鋅微晶。
[0025]將制備的羥基錫酸鋅微晶裝入可以封口的塑料袋或試劑瓶中，用乂-射線現(xiàn)衍射儀^0)、傅立葉變換紅外光譜儀的-加、透射電鏡0！瞞、掃描電鏡(321)對(duì)產(chǎn)物的物相、晶型、形貌、尺度進(jìn)行表征。制備的羥基錫酸鋅微晶的乂即圖譜如圖1所示，電鏡圖片如圖2所示。
[0026]實(shí)施例2:
[0027]羥基錫酸鈣微晶的制備:
[0028]分別稱取3臟01分析純的? 5?。?0?3011111101分析純的3臟01分析純的01(?，分別加入到盛有151的蒸餾水小燒杯中，在磁力攪拌的條件下溶解，分別得到811014 - 5?。?0溶液、似0！1溶液和0^12溶液；在磁力攪拌的條件下，將811(? - 5?。?0溶液慢慢滴加到版10?溶液中，直至形成一個(gè)穩(wěn)定透明的溶液，再將01(?溶液滴加到上述透明溶液中，直至形成一個(gè)穩(wěn)定的懸濁液；將懸濁液轉(zhuǎn)入帶有聚四氟乙烯內(nèi)膽的高壓反應(yīng)中釜中，補(bǔ)充蒸餾水至整個(gè)容積的80%，密封后放入電熱烘箱中，控制溫度在1301，反應(yīng)時(shí)間為5匕；反應(yīng)停止后，等高壓反應(yīng)釜冷卻至室溫，打開(kāi)反應(yīng)釜，將聚四氟乙烯內(nèi)膽中的沉淀物取出進(jìn)行分離、洗滌，洗滌時(shí)用無(wú)水乙醇和蒸餾水分別洗滌三次，洗滌后將沉淀物放在真空干燥箱中，在601條件下干燥5小時(shí)，即得羥基錫酸鈣微晶。
[0029]將制備的羥基錫酸鈣微晶裝入可以封口的塑料袋或試劑瓶中，用乂-射線現(xiàn)衍射儀^0)、傅立葉變換紅外光譜儀的-加、透射電鏡0！瞞、掃描電鏡(321)對(duì)產(chǎn)物的物相、晶型、形貌、尺度進(jìn)行表征。制備的羥基錫酸鈣微晶的乂即圖譜如圖3所示，電鏡圖片如圖4所示。
【權(quán)利要求】
1.一種水熱法合成羥基錫酸鹽微晶的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)反應(yīng)物稱量與溶液的配制:分別稱取l-3mmol分析純的SnCl4.5H20、25-30mmol分析純的Na0H、0.1-0.3mmol分析純的M2+金屬鹽，Μ為Zn，Ca，Mg，Sr中的一種，分別加入到盛有10-15mL的蒸餾水小燒杯中，在磁力攪拌的條件下溶解，分別得到SnCl4.5Η20溶液、NaOH溶液和M2+金屬鹽溶液； (2)在磁力攪拌的條件下，將SnCl4.5H20溶液慢慢滴加到NaOH溶液中，直至形成一個(gè)穩(wěn)定透明的溶液，再將M2+金屬鹽溶液滴加到上述透明溶液中，直至形成一個(gè)穩(wěn)定的懸濁液； (3)將步驟(2)的懸濁液轉(zhuǎn)入帶有聚四氟乙烯內(nèi)膽的高壓反應(yīng)中釜中，補(bǔ)充蒸餾水至整個(gè)容積的80%，密封后放入電熱烘箱中，控制溫度在100-180°C，反應(yīng)時(shí)間為4-16h ； (4)產(chǎn)物的分離、洗滌和干燥:反應(yīng)停止后，等高壓反應(yīng)釜冷卻至室溫，打開(kāi)反應(yīng)釜，將聚四氟乙烯內(nèi)膽中的沉淀物取出進(jìn)行分離、洗滌，洗滌后將沉淀物放在真空干燥箱中，在60°C條件下干燥3-5小時(shí)，即得羥基錫酸鹽微晶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水熱法合成羥基錫酸鹽微晶的方法，其特征在于:步驟(1)中所述的M2+金屬鹽為ZnCl2、CaCl2、MgCl2、SrCl2中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水熱法合成羥基錫酸鹽微晶的方法，其特征在于:步驟(3)中控制溫度在150°C，反應(yīng)時(shí)間為10小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水熱法合成羥基錫酸鹽微晶的方法，其特征在于:步驟(4)中所述洗滌是用無(wú)水乙醇和蒸餾水分別洗滌三次。
【文檔編號(hào)】C01G19/00GK104310462SQ201410542554
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】李子榮, 鄭勝彪, 唐婧, 朱金坤, 黎少君 申請(qǐng)人:安徽科技學(xué)院