一種生產(chǎn)納米錫基材料的方法
【專利摘要】一種生產(chǎn)納米錫基材料的方法，該方法以草酸亞錫及草酸亞錫的混合物為原料，在溫度為60—150℃環(huán)境下與氧化劑溶液反應(yīng)，原料與過氧化氫溶液的固液質(zhì)量比為（5—50）：（95—50），反應(yīng)產(chǎn)生的錫基材前驅(qū)體與混合溶劑混均勻，經(jīng)分離的濾泥在50—150的溫度下干燥，干燥品經(jīng)600—1000℃焙燒0.5—3小時(shí)制得納米錫基材料。本發(fā)明利用易于洗滌除去氯的草酸亞錫為原料，在過氧化氫溶液中熱分解生成錫基材料的前驅(qū)體（β—錫酸及其摻雜物），β—錫酸為非膠狀物，不易團(tuán)聚。利用本方法生產(chǎn)的納米二氧化錫、納米摻銻氧化錫（ATO）、納米氧化銦錫（ITO）顆粒均勻，直徑全部小于100mm的顆粒，松裝密度?。?.3—0.6g/cm3），納米材料產(chǎn)品純度高、性能優(yōu)良。
【專利說明】一種生產(chǎn)納米錫基材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明技術(shù)涉及一種生產(chǎn)納米錫基材料的方法。尤其是一種以草酸亞錫、草酸亞錫與銻的混合物、草酸亞錫與銦的草酸鹽為原料，生產(chǎn)納米錫基材料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]草酸亞錫經(jīng)分解可得超細(xì)氧化物、摻銻氧化錫、氧化銦錫產(chǎn)品，在熱的含氧氣體中熱分解后可得的超細(xì)錫基材料有一個(gè)缺陷，即產(chǎn)品中會(huì)殘留有單質(zhì)碳，要除去殘留的碳增加了處理難度和成本，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0003]傳統(tǒng)的液相法生產(chǎn)納米錫基材料大都以四氯化錫為錫基原料，以堿中和生成氫氧化錫膠狀沉淀，除去氯離子后經(jīng)干燥焙燒制得納米錫基材料。這種方法除氯難度極大，且除不干凈(氯的殘留量>0.2%)造成納米產(chǎn)品的硬團(tuán)聚，同時(shí)此法生產(chǎn)的前驅(qū)體為α -錫酸，α -錫酸為膠狀物，干燥過程易硬團(tuán)聚。這是市面上難以見到全部粒徑小于10nm的錫基納米材料的重要原因。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了克服現(xiàn)有生產(chǎn)納米錫基材料技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)納米錫基材料的方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種生產(chǎn)納米錫基材料的方法1:以草酸亞錫為原料，在溫度為60— 150°C環(huán)境下與氧化劑溶液反應(yīng)，原料與過氧化氫溶液的固液質(zhì)量比為(5— 50):(95— 50)，反應(yīng)產(chǎn)生的錫基材前驅(qū)體為為β -錫酸。錫基材料前驅(qū)體與混合溶劑混均勻，經(jīng)過濾或沉淀后分離的濾泥在50—150的溫度下干燥，干燥品經(jīng)600— 1000°C焙燒0.5—3小時(shí)制得納米二氧化錫粉體。
[0006]一種生產(chǎn)納米錫基材料的方法2:超細(xì)銻粉、三氧化二銻、五氧化二銻、草酸銻、草酸銻銨、銦的草酸鹽中的至少一種，與草酸亞錫組成的混合物為原料，在溫度為60— 150°C環(huán)境下與氧化劑溶液反應(yīng)，原料與過氧化氫溶液的固液質(zhì)量比為(5— 50):(95— 50)，反應(yīng)產(chǎn)生的錫基材前驅(qū)體為為β -錫酸及其摻雜物，錫基材料前驅(qū)體與混合溶劑混均勻，經(jīng)過濾或沉淀后分離的濾泥在50— 150°C的溫度下干燥，干燥品經(jīng)600— 1000°C焙燒0.5—3小時(shí)即得納米錫基摻雜材料。
[0007]氧化劑溶液為過氧化氫、硝酸、堿金屬過氧化物溶液中的至少一種，氧化劑溶液的質(zhì)量百分比濃度為5 — 30%。氧化劑溶液為硝酸、堿金屬過氧化物溶液時(shí)，反應(yīng)生成物要用水洗滌干凈。
[0008]混合溶劑為甲醇、乙醇或丙醇與液態(tài)酯或醇醚酯多官能團(tuán)溶劑混合，甲醇、乙醇或丙醇與液態(tài)酯或醇醚酯多官能團(tuán)溶劑的體積比為(20— 80): (80— 20)。
[0009]混合溶劑為乙醇與丙二醇甲醚乙酸酯(PMA)，按體積比為(20— 80):(80— 20)混八口 ο
[0010]混合物為超細(xì)銻粉、三氧化二銻、五氧化二銻、草酸銻、草酸銻銨中的至少一種，與草酸亞錫混合組成，混合物中錫與銻的質(zhì)量比為(98— 75): (2— 25)，所得納米錫基材料為納米摻銻氧化錫粉體。
[0011]混合物為銦的草酸鹽與草酸亞錫混合組成，混合物中錫與銦的的質(zhì)量比為(2—25): (98— 75)，所得納米錫基材料為納米氧化銦錫的粉體。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:利用易于洗滌除去氯的草酸亞錫為原料，在過氧化氫溶液中熱分解生成錫基材料的前驅(qū)體(β—錫酸及其摻雜物)，β—錫酸為非膠狀物，不易團(tuán)聚。利用本方法生產(chǎn)的納米二氧化錫、納米摻銻氧化錫(ΑΤ0)、納米氧化銦錫(ITO)顆粒均勻，直徑全部小于10mm的顆粒，松裝密度小(0.3—0.6g/cm3 )，納米材料產(chǎn)品純度高、性能優(yōu)良。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0014]實(shí)施例1:
過氧化氫10g溶于200 ml水中，加熱至100°C，攪拌中加入草酸亞錫100g。反應(yīng)后靜置冷卻，反應(yīng)產(chǎn)生的錫基材前驅(qū)體為為β-錫酸，攪拌中加入甲醇和丙二酸甲醚乙酸酯(PMA)混合溶液1000ml，甲醇和丙二醇甲醚乙酸酯(PMA)的體積比為(5— I):(1.5— 1)，過濾，濾泥在100—1201:烘干，600—9001:焙燒2小時(shí)，得疏松的納米二氧化錫。納米二氧化錫直徑全部小于10mm的顆粒，松裝密度為0.3—0.6g/cm3。
[0015]實(shí)施例2:
過氧化氫10g溶于200 ml水中，加熱至100°C，攪拌中加入草酸亞錫100g。反應(yīng)后靜置冷卻，反應(yīng)產(chǎn)生的錫基材前驅(qū)體為為β -錫酸，攪拌中加入乙醇或丙醇與液態(tài)酯或醇醚酯多官能團(tuán)溶劑的混合溶液1000ml，乙醇或丙醇與液態(tài)酯或醇醚酯多官能團(tuán)溶劑的體積比為(5— I): (1.5— I)，過濾，濾泥在100— 120°C烘干，600— 900°C焙燒2小時(shí)，得疏松的納米二氧化錫。納米二氧化錫直徑全部小于10mm的顆粒，松裝密度為0.3—0.6g/cm3。
[0016]實(shí)施例3:
過氧化氫10g溶于150ml水中，加熱至80°C，攪拌中加入按草酸亞錫120g、三氧化三鋪1g混合均勻的混合物。反應(yīng)后靜置冷卻，反應(yīng)產(chǎn)生的錫基材前驅(qū)體為為β-錫酸摻雜物，攪拌中加入甲醇和丙二醇甲醚乙酸酯(PMA)混合溶液900ml，甲醇和丙二酸甲醚乙酸酯(PMA)的體積比為(0.8—1.0):(1.2—1.0)，靜置沉淀10小時(shí)，傾去上清液，沉淀濾泥110°C干燥，焙燒I一2小時(shí)，得疏松的納米摻銻氧化錫。納米摻銻氧化錫直徑全部小于100_的顆粒，松裝密度為0.3—0.6g/cm3。
[0017]實(shí)施例4:
取草酸亞錫120g，與超細(xì)銻粉、五氧化二銻、草酸銻、草酸銻銨中的至少一種混合，混合比例保持混合物中錫與銻的質(zhì)量比為(98— 75): (2— 25)，備用。取過氧化氫10g溶于150ml水中，加熱至80°C，攪拌中加入混合物。反應(yīng)后靜置冷卻，反應(yīng)產(chǎn)生的錫基材前驅(qū)體為為β -錫酸摻雜物，攪拌中加入乙醇或丙醇與液態(tài)酯或醇醚酯多官能團(tuán)溶劑的混合溶液900ml,乙醇或丙醇與液態(tài)酯或醇醚酯多官能團(tuán)溶劑的體積比為(0.8—1.0):(1.2—1.0)，靜置沉淀10小時(shí)，傾去上清液，沉淀濾泥110°c干燥，焙燒I一2小時(shí)，得疏松的納米摻銻氧化錫。納米摻銻氧化錫直徑全部小于10mm的顆粒，松裝密度為0.3—0.6g/cm3。
[0018]實(shí)施例5:
過氧化氫150g溶于150 ml水中，加熱至90°C，攪拌中加入按草酸銦160g、草酸亞錫13.8g混合均勻的混合物。反應(yīng)后靜置冷卻，反應(yīng)產(chǎn)生的錫基材前驅(qū)體為為β-錫酸摻雜物，攪拌中加入甲醇和丙二醇甲醚乙酸酯(PMA)混合溶液1100ml，甲醇和丙二酸甲醚乙酸酯(PMA)的體積比為1: 1，攪拌均勻過濾，濾泥110°C干燥，850°C焙燒2小時(shí)，得疏松的納米氧化銦錫。納米氧化銦錫直徑全部小于10mm的顆粒，松裝密度為0.3—0.6g/cm3。
[0019]實(shí)施例6:
取質(zhì)量百分比濃度為5 — 30%得硝酸、堿金屬過氧化物溶液中的至少一種150 ml，加熱至90°C，攪拌中加入按草酸銦160g、草酸亞錫13.8g混合均勻的混合物。反應(yīng)后靜置冷卻，反應(yīng)產(chǎn)生的錫基材前驅(qū)體為為β_錫酸摻雜物，錫基材前驅(qū)體用水洗滌干凈，攪拌中加入甲醇和丙二醇甲醚乙酸酯(PMA)混合溶液1100ml，甲醇和丙二酸甲醚乙酸酯(PMA)的體積比為1: 1，攪拌均勻過濾，濾泥110°C干燥，850°C焙燒2小時(shí)，得疏松的納米氧化銦錫。納米氧化銦錫直徑全部小于10mm的顆粒，松裝密度為0.3—0.6g/cm3。
【權(quán)利要求】
1.一種生產(chǎn)納米錫基材料的方法，其特征在于:以草酸亞錫為原料，在溫度為60—150°C環(huán)境下與氧化劑溶液反應(yīng)，原料與過氧化氫溶液的固液質(zhì)量比為(5—50 ): (95—50 )，反應(yīng)產(chǎn)生的錫基材料前驅(qū)體與混合溶劑混均勻，經(jīng)分離的濾泥在50—150的溫度下干燥，干燥品經(jīng)600— 1000°C焙燒0.5—3小時(shí)制得納米二氧化錫粉體。
2.—種生產(chǎn)納米錫基材料的方法，其特征在于:超細(xì)銻粉、三氧化二銻、五氧化二銻、草酸銻、草酸銻銨、銦的草酸鹽中的至少一種，與草酸亞錫組成的混合物為原料，在溫度為60—150°C環(huán)境下與氧化劑溶液反應(yīng)，原料與過氧化氫溶液的固液質(zhì)量比為(5—50 ): (95—50)，反應(yīng)產(chǎn)生的錫基材料前驅(qū)體與混合溶劑混均勻，經(jīng)分離的濾泥在50— 150°C的溫度下干燥，干燥品經(jīng)600— 1000°C焙燒0.5—3小時(shí)即得納米摻雜氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種生產(chǎn)納米錫基材料的方法，其特征在于:氧化劑溶液為過氧化氫、硝酸、堿金屬過氧化物溶液中的至少一種，氧化劑溶液的質(zhì)量百分比濃度為5—30% ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種生產(chǎn)納米錫基材料的方法，其特征在于:混合溶劑為甲醇、乙醇或丙醇與液態(tài)酯或醇醚酯多官能團(tuán)溶劑的混合溶劑，甲醇、乙醇或丙醇與液態(tài)酯或醇醚酯多官能團(tuán)溶劑的體積比為(20— 80):(80— 20)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4所述的一種生產(chǎn)納米錫基材料的方法，其特征在于:混合溶劑為乙醇與丙二醇甲醚乙酸酯按體積比為(20— 80):(80— 20)混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生產(chǎn)納米錫基材料的方法，其特征在于:混合物為超細(xì)銻粉、三氧化二銻、五氧化二銻、草酸銻、草酸銻銨中的至少一種，與草酸亞錫混合組成，混合物中錫與銻的質(zhì)量比 為(98— 75): (2— 25)，所得納米錫基材料為納米摻銻氧化錫粉體。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生產(chǎn)納米錫基材料的方法，其特征在于:混合物為銦的草酸鹽與草酸亞錫混合組成，混合物中錫與銦的的質(zhì)量比為(2— 25):(98— 75)，所得納米錫基材料為納米氧化銦錫的粉體。
【文檔編號(hào)】B82Y30/00GK104163451SQ201410330702
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】易鶴翔 申請(qǐng)人:贛州瑞德化工有限公司