本發(fā)明屬于功能材料的制備技術領域，具體地說是涉及一種氧化錫銻導電納米材料的制備方法。

背景技術：

氧化錫銻，又叫摻銻二氧化錫、銻錫氧化物，英文簡稱ATO（Antimony Tin Oxide）。是半導體領域中的非電阻的透明導電性材料，可應用于各種玻璃、塑料及各種樹脂中起到透明、導電、防靜電輻射、隔紫外及紅外作用。氧化錫銻導電納米材料因其高電導率和淺色透明性，在許多領域有著廣闊的應用前景，是近年來迅速發(fā)展的一種新型功能材料。

制備氧化錫銻導電納米材料的化學法主要有沉淀法、水熱合成法、溶膠凝膠法、微乳液法等。液相共沉淀法是制備氧化錫銻導電納米材料最常用和最成熟的方法，該法通常是以水溶液為反應介質(zhì)，將錫和銻的鹽溶液混合，在混合溶液中加入氫氧化鈉或氨水等沉淀劑使共存于溶液中的錫、銻陽離子沉淀，沉淀物經(jīng)洗滌、干燥、煅燒，得到相應的納米粉體。溶膠凝膠法和微乳液法污染嚴重，得到的產(chǎn)物純度低，粒徑不可控；水熱法能夠得到純度高、粒徑分布窄、粒徑可控的產(chǎn)物，但是反應過程需要在高溫高壓的環(huán)境下進行，對設備要求更較高，生產(chǎn)過程存在一定的危險性。

雖然上述的方法法都可以制備出氧化錫銻導電納米材料，但仍具有水解速率不易控制和晶體形狀難以控制，收率低，純度低以及導電率低等缺點。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術的不足之處而提供一種制備成本低，易于操作控制，目的產(chǎn)物收率高，均一性好，安全環(huán)保且具有較高導電率的氧化錫銻導電納米材料的制備方法。本發(fā)明所得氧化錫銻導電納米材料產(chǎn)品團聚少、摻雜均勻、粒徑小且分布范圍窄，具有優(yōu)異的導電性能。

為達到上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的。

一種氧化錫銻導電納米材料的制備方法，向草酸水溶液中滴加三氯化銻和氯化亞錫混合物的甲醇溶液，在恒溫并且攪拌的條件下反應直到前驅(qū)物沉淀生成，過濾、水洗、干燥和煅燒后即得目的產(chǎn)物。

作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述草酸水溶液的摩爾濃度為0.1～1.0 mol/L；所述氯化亞錫的甲醇溶液，其摩爾濃度為0.1～1.0 mol/L；所述氯化亞錫、三氯化銻及草酸的摩爾比依次為1:0.1～10：5～50。

進一步地，本發(fā)明所述滴加溶液的速度為60～180滴/分鐘；所述恒溫在20～30 °C；所述攪拌速度在100～150 轉(zhuǎn)/分鐘；所述攪拌反應時間為10～30分鐘。

進一步地，本發(fā)明所述干燥時間為1～3小時，干燥溫度為60～100 °C，升溫速率為2～10 °C/分鐘。

更進一步地，本發(fā)明所述煅燒時間為2～5小時，煅燒溫度為400～600 °C，升溫速率為2～20 °C/分鐘。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下特點。

（1）本發(fā)明開發(fā)了制備氧化錫銻導電納米材料新工藝路線，產(chǎn)品粒徑在100～150nm之間，禁帶寬度為,2.5～2.7 eV。

（2）目的產(chǎn)物收率（99.0%～99.5%），產(chǎn)品純度高（99.5％～99.8％）。該工藝制備成本低，操作容易控制，具有較高的生產(chǎn)效率，可以實現(xiàn)工業(yè)化大量生產(chǎn)。

（3）本發(fā)明制備的目的產(chǎn)物氧化錫銻導電納米材料的電阻率為2.0～3.0 Wcm，可滿足工業(yè)應用領域?qū)щ娧趸a銻產(chǎn)品的要求。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明的保護范圍不僅局限于下列內(nèi)容的表述。

圖1為本發(fā)明的氧化錫銻導電納米材料SEM圖。

圖2為本發(fā)明的氧化錫銻導電納米材料SEM圖。

圖3為本發(fā)明的氧化錫銻導電納米材料SEM圖。

圖4為本發(fā)明的氧化錫銻導電納米材料SEM圖。

圖5為本發(fā)明的氧化錫銻導電納米材料SEM圖。

圖6為本發(fā)明的氧化錫銻導電納米材料SEM圖。

圖7為本發(fā)明的氧化錫銻導電納米材料X射線衍射圖。

圖8為本發(fā)明的氧化錫銻導電納米材料紫外可見光譜圖。

圖9為本發(fā)明的氧化錫銻導電納米材料禁帶寬度圖。

圖10為本發(fā)明的氧化錫銻導電納米材料前驅(qū)物的熱重分析圖。

具體實施方式

本發(fā)明設計出一種化學制備方法，通過新的化學途徑制備氧化錫銻導電納米材料。向草酸水溶液中滴加氯化亞錫和三氯化銻的甲醇溶液，在恒溫并且攪拌的條件下反應直到前驅(qū)物沉淀生成，過濾、水洗、干燥和煅燒后即得目的產(chǎn)物。

本發(fā)明制備步驟是。

（1）向草酸水溶液中滴加氯化亞錫與三氯化銻混合物的甲醇溶液，在恒溫并且攪拌的條件下反應直到前驅(qū)物沉淀生成，過濾、水洗。草酸水溶液的摩爾濃度為0.1～1.0 mol/L；氯化亞錫甲醇溶液，其摩爾濃度為0.1～1.0 mol/L；氯化亞錫、三氯化銻及草酸的摩爾比依次為1:0.1～10：5～50；滴加溶液的速度為60～180滴/分鐘；恒溫在20～30 °C；攪拌速度在100～150 轉(zhuǎn)/分鐘；攪拌反應時間為10～30分鐘。

（2）將得到的沉積進行干燥，干燥時間為1～3小時，干燥溫度為60～100 °C，升溫速率為2～10 °C/分鐘。

（3）干燥過的沉淀進行高溫煅燒反應，溫度在400～800 °C，升溫速率為2～20 °C/分鐘，反應時間為2～5 h，溫度下降至室溫，即得目的產(chǎn)物。

參見圖1～6所示，為本發(fā)明的氧化錫銻導電納米材料SEM圖，可以看出產(chǎn)物分散性和均一性較好。圖7為本發(fā)明的氧化錫銻導電納米材料X射線衍射圖。圖8為本發(fā)明所制備的氧化錫銻導電納米材料的紫外光譜圖。圖9為本發(fā)明的氧化錫銻導電納米材料禁帶寬度圖，其吸收邊在475nm左右，禁帶寬度約2.61eV（圖9）。圖10為本發(fā)明的氧化錫銻導電納米材料前驅(qū)物的熱重分析圖。

實施例1。

在恒溫20°C并且攪拌速度為150轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，把三氯化銻與氯化亞錫混合物的甲醇溶液滴加到草酸水溶液。氯化亞錫甲醇液的摩爾濃度為0.5 mol/L，草酸的摩爾濃度為0.5mol/L。氯化亞錫、三氯化銻及草酸的摩爾比依次為1:1：50。滴加三氯化銻和氯化亞錫甲醇溶液的速度為180滴/分鐘,攪拌反應時間為10分鐘，反應結(jié)束后，過濾水洗后干燥，干燥時間為3小時，干燥溫度為80°C，升溫速率為10 °C/分鐘。接續(xù)在馬弗爐中進行煅燒，煅燒溫度為400 °C，煅燒時間為5 h，升溫速率為10 °C/分鐘。自然冷卻后，即得到目的產(chǎn)物。產(chǎn)品粒徑100nm左右，禁帶寬度為2.5 eV。其產(chǎn)品的收率為99.5%。產(chǎn)品純度為99.8%，雜質(zhì)含量：碳小于0.2%。產(chǎn)品電阻率為2.0 Wcm。

實施例2。

在恒溫30°C并且攪拌速度為100轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，把三氯化銻與氯化亞錫混合物的甲醇溶液滴加到草酸水溶液中。氯化亞錫甲醇液的摩爾濃度為0.1 mol/L，草酸的摩爾濃度為0.5 mol/L。氯化亞錫、三氯化銻及草酸的摩爾比依次為1:0.5：10。滴加三氯化銻和氯化亞錫甲醇溶液的速度為180滴/分鐘,攪拌反應時間為10分鐘，反應結(jié)束后，過濾水洗后干燥，干燥時間為3小時，干燥溫度為80°C，升溫速率為10 °C/分鐘。接續(xù)在馬弗爐中進行煅燒，煅燒溫度為800 °C，煅燒時間為2 h，升溫速率為10 °C/分鐘。自然冷卻后，即得到目的產(chǎn)物。產(chǎn)品粒徑100nm左右，禁帶寬度為2.7 eV。其產(chǎn)品的收率為99.0%。產(chǎn)品純度為99.7%，雜質(zhì)含量：碳小于0.3%。產(chǎn)品電阻率為3.0 Wcm。

實施例3。

在恒溫30°C并且攪拌速度為100轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，把三氯化銻與氯化亞錫混合物的甲醇溶液滴加到草酸水溶液中。氯化亞錫甲醇液的摩爾濃度為0.2 mol/L，草酸的摩爾濃度為0.5 mol/L。氯化亞錫、三氯化銻及草酸的摩爾比依次為1:2：20。滴加三氯化銻和氯化亞錫甲醇溶液的速度為180滴/分鐘,攪拌反應時間為10分鐘，反應結(jié)束后，過濾水洗后干燥，干燥時間為3小時，干燥溫度為80°C，升溫速率為10 °C/分鐘。接續(xù)在馬弗爐中進行煅燒，煅燒溫度為600 °C，煅燒時間為3 h，升溫速率為20 °C/分鐘。自然冷卻后，即得到目的產(chǎn)物。產(chǎn)品粒徑140nm左右，禁帶寬度為2.7 eV。其產(chǎn)品的收率為99.5%。產(chǎn)品純度為99.8%，雜質(zhì)含量：碳小于0.2%。產(chǎn)品電阻率為2.5 Wcm。

實施例4。

在恒溫20°C并且攪拌速度為150轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，把三氯化銻與氯化亞錫混合物的甲醇溶液滴加到草酸水溶液中。氯化亞錫甲醇液的摩爾濃度為0.5 mol/L，草酸的摩爾濃度為0.5 mol/L。氯化亞錫、三氯化銻及草酸的摩爾比依次為1:0.2：10。滴加三氯化銻和氯化亞錫甲醇溶液的速度為60滴/分鐘,攪拌反應時間為30分鐘，反應結(jié)束后，過濾水洗后干燥，干燥時間為3小時，干燥溫度為60°C，升溫速率為10 °C/分鐘。接續(xù)在馬弗爐中進行煅燒，煅燒溫度為500 °C，煅燒時間為5 h，升溫速率為20 °C/分鐘。自然冷卻后，即得到目的產(chǎn)物。產(chǎn)品粒徑120nm左右，禁帶寬度為2.6 eV。其產(chǎn)品的收率為99.5%。產(chǎn)品純度為99.6%，雜質(zhì)含量：碳小于0.4%。產(chǎn)品電阻率為2.7 Wcm。

實施例5。

在恒溫30°C并且攪拌速度為100轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，把三氯化銻與氯化亞錫混合物的甲醇溶液滴加到草酸水溶液中。氯化亞錫甲醇液的摩爾濃度為0.2 mol/L，草酸的摩爾濃度為0.5 mol/L。氯化亞錫、三氯化銻及草酸的摩爾比依次為1:1：50。滴加三氯化銻和氯化亞錫甲醇溶液的速度為120滴/分鐘,攪拌反應時間為20分鐘，反應結(jié)束后，過濾水洗后干燥，干燥時間為3小時，干燥溫度為80°C，升溫速率為10 °C/分鐘。接續(xù)在馬弗爐中進行煅燒，煅燒溫度為700 °C，煅燒時間為4 h，升溫速率為10 °C/分鐘。自然冷卻后，即得到目的產(chǎn)物。產(chǎn)品粒徑130nm左右，禁帶寬度為2.7 eV。其產(chǎn)品的收率為99.5%。產(chǎn)品純度為99.6%，雜質(zhì)含量：碳小于0.4%。產(chǎn)品電阻率為2.1 Wcm。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。