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纳米二氧化锡的多种方法制备、表征及其对比张倩瑶;苑媛;刘金鑫;龚晓钟【摘要】本文采用共沸蒸馏法、水热法、溶胶-凝胶法分别制备纳米SnO2粉体,所制得的SnO2粉体利用X-射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征.结果表明,3种方法制备得的粉体均为四方金红石结构,共沸蒸馏法所得粉体平均颗粒约为20nm.水热法所得粉体的平均颗粒约为10nm.溶胶-凝胶法所得粉体的平均颗粒约为70nm.研究不同制备方法合成纳米SnO2粉体在合成工艺,生产周期,产物颗粒大小等方面的优缺点.%In this paper, Nanometer Tin Oxide Powders was synthesized with three methods by azeotropic distillation,sol-gel technique and hydrothermal synthesis. The obtained nano-particle was characterized by X-ray difrraction(XRD) and scanning electron microscopy(SEM). Hie results showed that the namometer tin oxide par-ticle vrere tetragonal nitile structure. The size of particles which synthesized by azeotropic distillation was about 20nm and which prepared by hydrothermal method wans about 10nm. The diameter of the particles synthesized by sol-gel technique are up to 10nm. The advantages and disadvantage of prepared by different aynthetic methods in synthesis technology,productive cost,the size of the produtive particles were studied.【期刊名称】《化学工程师》【年(卷),期】2012(000)007【总页数】3页(P5-7)【关键词】纳米;SnO2;共沸蒸馏法;水热法;溶胶-凝胶法(sol-gel)法【作者】张倩瑶;苑媛;刘金鑫;龚晓钟【作者单位】深圳大学化学与化工学院,深圳市功能高分子重点实验室,广东深圳518060;深圳大学化学与化工学院,深圳市功能高分子重点实验室,广东深圳518060;深圳大学化学与化工学院,深圳市功能高分子重点实验室,广东深圳518060;深圳大学化学与化工学院,深圳市功能高分子重点实验室,广东深圳518060【正文语种】中文【中图分类】TQ134.3纳米SnO2材料是一种重要的功能半导体材料，具有比表面积大，活性高，发光性，导热性能好等优良特点，其作为一种新型功能材料，在气敏、压敏和湿敏元件[1]、电极材料[2]、光学玻璃、催化剂载体[3]，太阳能电池，功能陶瓷等领域展示出广阔的应用前景,而所有的应用都建立在制备出粒径小并分布均匀，分散性好的SnO2材料上。
毕业论文精品文档，你值得期待题目：水热法制备纳米TiO2及影响因素的研究学院：物理与电子工程学院专业：物理学毕业年限：2014届学生姓名：***学号：************指导教师：***目录摘要 (1)1. 引言 (1)2. 纳米TiO2简介 (2)2.1 纳米TiO2的晶体结构 (2)2.2 纳米TiO2的性能 (3)2. 3 纳米TiO2的制备方法 (3)3. 水热法 (4)3. 1 水热法简介 (4)3. 2 水热反应的基本原理 (4)3. 3 水热反应的主要特点 (5)4.水热法制备不同形态二氧化钛纳米材料 (5)4. 1 水热法制备TiO2纳米管 (5)4. 2 水热法制备TiO2纳米棒(线) (6)4. 3 水热法制备TiO2纳米带 (7)4. 4 水热法制备TiO2纳米片 (8)5.水热制备纳米TiO2的影响因素 (8)5. 1 前驱体 (8)5. 2 温度 (10)5. 3 溶液pH 值 (11)5. 4 反应时间 (12)6. 总结 (13)参考文献 (13)致谢 (17)水热法制备纳米TiO2材料及其影响因素的研究姓名：苏小峰指导老师：陈建彪届别：2014届专业：物理学班级：2班学号：201072010252摘要：纳米TiO2因具有良好的光催化活性、光电转化、光致发光特性等优点而倍受关注。
在其众多制备方法中，水热法具有操作工艺简单、成本低廉、不产生二次污染等优点。
本文简述了水热法制备的机理及其特点，介绍了常见的二氧化钛纳米管、棒、带及片的水热法制备，详细考察了水热合成中前驱体浓度、溶液pH、反应温度和反应时间对所制备的纳米TiO2 晶型、形貌和晶粒尺寸的影响。
结果表明：溶液pH 值主要决定产物的晶型，水热反应温度决定产物生长维度，而前驱体浓度和反应时间是影响产物晶粒尺寸和形貌的主要因素。
关键词：二氧化钛；水热法；纳米材料；Abstract: Because of the advantages of high photocatalytic activity, good photoelec- tric conversion, the photoluminescence properties and so on, Nano-TiO2materials have been researched with much interest at home and abroad. Among the methods prepared nano-TiO2, hydrothermal synthesis is simple and low cost method with no secondary pollution, which is a popular topic. This paper describes the formation mechanism, characteristics and four products of nanotube, nanorod, nanobelt and nanosheet of hydrothermal method. More importantly, the effects of precursor concentration, solution pH, reaction temperature and reaction time on the preparation of nano-TiO2polymorphs, morphology and grain size are emphatically introduced. The results show that the pH value can result in some changes of crystal structure; the product of the hydrothermal reaction temperature determines the dimensions of growth,whereas the precursor concentration and reaction times are major factors to influence the grain size and morphology of product.Keywords: TiO2; hydrothermal method; nanomaterials引言二氧化钛(TiO2)作为一种化合物半导体，具有良好的禁带宽度、较高的催化活性、抗光腐蚀及无毒、稳定性好等优点。
SnO2：Eu3+纳米晶的水热法制备及发光性能许潮发;刘晓华【摘要】采用水热法制备了Eu3+掺杂SnO2纳米发光粉,样品在不同温度下热处理得到不同粒径尺寸的纳米颗粒.利用X射线衍射(XRD)与光致发光(PL)谱对样品进行表征.XRD分析表明:SnO2:Eu3+样品均为纯相金红石结构.PL测量表明:水热法直接制备的样品的激发谱由Eu3+的f-f本征激发峰组成,而经过热处理后样品的激发谱由O2--Eu3+电荷迁移带和Eu3+的f-f本征激发组成;样品的发光强度与颗粒大小有密切关系.【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2010(031)005【总页数】5页(P701-705)【关键词】SnO2:Eu3+;光致发光;水热法【作者】许潮发;刘晓华【作者单位】汕头大学,物理系,广东,汕头,515063;广东工业大学,物理与光电工程学院,广东,广州,510000【正文语种】中文【中图分类】O482.31随着平板显示技术和半导体发光器件的快速发展,对于稀土离子掺杂半导体材料发光性能的研究倍受人们关注[1～4]。
SnO2是一种重要的 n型宽禁带金属氧化物半导体(Eg=3.6 eV),具有四方晶系结构,晶格常数为 a=0.475 nm,c= 0.319 nm。
SnO2在透明电极,气体传感器和光电子等领域有着广泛的应用,SnO2同时也是一种极具研究价值的发光基质材料。
近年来人们用不同的方法制备了 SnO2,如Zhang等[5]用 sol-gel技术制备了纳米SnO2∶Eu; Fu等[6]利用高分子辅助方法制备了粒径介于7.5～20 nm的SnO2∶Eu发光粉;Ningthoujam等[7]用沉淀法制备了SnO2∶Eu以及SnO2∶Eu与 SiO2复合材料。
Chang等[8]用高温固相法制备了具有良好发光性能的SnO2∶Eu样品。
另外,也有水热法制备了纯 SnO2的报道[9～12]。
上述制备方法各有特点,水热法具有设备简单、制备出的样品纯度高、颗粒分散性好、晶形好且可控等优点。
浙江理工大学学报,第23卷,第2期,2006年6月Journal of Zhejiang Sci 2Tech University Vol .23,No .2,Jun .2006文章编号:167323851(2006)022*******收稿日期:2005-10-13基金项目:国家自然科学基金(50442025)作者简介:于桂霞(1981- ),女,山东烟台人,硕士研究生,从事纳米材料和半导体材料研究。
二氧化锡(Sn O 2)纳米颗粒的水热合成及表征于桂霞,祝洪良,姚奎鸿(浙江理工大学材料工程中心,杭州310018) 摘 要:采用柠檬酸钠辅助水热技术合成单分散的二氧化锡(Sn O 2)纳米颗粒,用X 射线衍射(XRD )、场发射扫描电镜(FESE M )、紫外/可见光谱等手段对其结构、形态和光吸收性能进行了表征,XRD 和FESE M 结果表明该产物是正方结构的Sn O 2纳米颗粒,直径约为60n m,并用吸收光谱估计了禁带宽度(约3.6e V )。
关键词:二氧化锡;水热;纳米颗粒;半导体中图分类号:T B383 文献标识码:A0 引 言半导体本身具有独特的光学、电学和磁学性能,为此,半导体纳米材料是纳米技术研究的热点,有望在纳米光电子器件和纳米功能材料中得到应用。
二氧化锡(SnO 2)是一种很重要的宽禁带氧化物半导体(～3.6e V ),应用非常广泛,可用于有机化合物的氧化催化剂、太阳能电池、光电设备和固相气敏元件[1～4]等。
SnO 2具有高灵敏度、高耐磨性、可靠性、使用寿命长及成本低等优点,是较具前途的气敏材料。
金属氧化物气敏元件表面存在O -、O 2-、H +和OH -等化学活性粒子,这些活性粒子可以与气体分子相互作用引起电导率的变化,金属氧化物气敏元件便是通过电导率的变化来判定探测到的气体种类。
而纳米Sn O 2比表面积大,用于气敏元件具有更高的灵敏度。
因此,探索低成本Sn O 2纳米材料制备方法具有很大的意义。
S n O 2纳米微晶的溶胶—水热法合成
2007级化学系应用化学专业 颜廷国 刘 峰
一、 前言
二氧化锡（2SnO ）纳米晶粉是一种半导体氧化物，具有很大的比表面积和表面吸附特性，因而被广泛应用于各种有害、有毒及可燃易爆气体报警的气敏材料和湿敏材料。
目前，制备超细二氧化锡（2SnO ）微粉的方法很多，包括溶胶—凝胶法、化学沉降法、激光分解法和水热合成法等，其中用水热法制备二氧化锡微晶有许多优点，如：
a) 由于反应是在相对较高的温度和压力下进行，因此有可能实现在常规条件下不能进行的反应。
b) 产物直接为晶态，使得晶粉粒度分布窄，晶体较完整；无须经过焙烧晶化过程，因此团聚较少，粒度均匀，形态比较规则。
c) 改变反应条件（温度、酸碱度、原料配比、矿化剂等）可能得到具有不同晶体结构、组成、形貌和颗粒尺寸的产物。
本文初步探讨了反应温度、介质酸度和反应物浓度对纳米二氧化锡的形成、形貌和粒状尺寸的影响。
二、 实验部分
1） 水热法制备纳米晶粉2SnO 的反应机理：首先是4SnCl 水解：HCl OH Sn O H SnCl S 4)(4)(424+⇔+形成无定形的4)(OH Sn 沉淀，
接着发生4)(OH Sn 的脱水缩合和晶化作用：O nH SnO OH nSn 2242n )(+−−−−→−在一定温度下形
成2SnO 纳米微晶。
2） 试剂：实验中所用的四氯化锡、醋酸铵、乙醇（95%）、冰醋酸、氢氧化钾均为分析纯（AR ）试剂。
3）实验仪器：烧杯、容量瓶（50ml ）、玻璃棒、酸度计（pHS-3C 型）、聚四氟乙稀衬里不锈钢压力釜、台式烘箱、离心机（附带离心管）、表面皿、电子天平、研钵、真空泵、抽滤装臵、PH 试纸。
4）实验试剂的准备：
反应液的配制：分别配制浓度分别为0.5mol/L 、1.0mol/L 、2.0mol/L 的4SnCl 溶液。
缓冲液的配制：取77.08克醋酸铵固体与59ml 冰醋酸充分混合配制成PH 约为4.5的缓冲液。
配制浓度为6.0mol/L 的氢氧化钾溶液。
5）合成反应：以分析纯四氯化锡（4SnCl 〃O H 25）为原料，用蒸馏水配制成的一定浓度溶液在一定温度下，按一定K/Sn 摩尔比边搅拌边加入KOH 溶液至溶液PH=1.45，将溶液注入具有聚四氟乙烯衬里的不锈钢压力釜中，在160°C 下进行水热恒温晶化1.5小时，待反应釜冷却至室温，倒出反应釜中反应产物至离心试管中，加入醋酸铵—醋酸缓冲液离心洗涤4—5次，最后用95%的乙醇洗涤两次，于80C 0下干燥，然后研细。
三、 2SnO 纳米晶粉合成条件的探讨
1） 反应物浓度的影响
在水热反应温度为160°C 时，考察4SnCl 浓度(0.5mol/L 、1.0mol/L 、2.0mol/L)对2SnO 形成的影响，XRD 分析表明：4
SnCl
浓度对
2
SnO的平均晶粒尺寸影响不大，但是增大反应物浓度容易导致产物的聚结并使产率降低*。
The yield in different concentrations如下表1
* Concentration/mol〃L1
—Yield(%)
0.5 55
1.0 35
2.0 20
反应物浓度对
2
SnO产率的影响，如下表2
浓度（mol/L）0.5 1.0 2.0 2
SnO产率(%) 85.1 67.2 49.7
2) 介质酸度的影响
改变介质酸度，控制其他条件不变，观察溶液的变化，如下表3 反应介质PH值PH<0.1 PH=1.45 PH>1.45
溶液现象变化未沉降未沉降溶液粒
度迅速增大
出现沉降
2
SnO形态变化产物呈半透明
或透明凝胶状呈凝胶状外观呈白色、
不透明粉末状
反应介质的酸度对
2
SnO微晶的形成、形貌及其颗粒尺寸有较大影响。
该实验中选用6.0mol/L的KOH溶液调节反应液的PH值。
小结：PH<0.1时，反应介质酸度较高，
4
SnCl水解受到抑制，大量
4
Sn离子残留在反应液中，导致体系中2
SnO晶核的数量相对较少，PH=1.45时，4
SnCl水解较完全，大量4)
(OH
Sn质点形成，在水热条
件下发生脱水缩合，形成大量2SnO 微晶。
3） 反应温度的影响
实验中取反应物浓度为0.5mol/L ，反应时间为1.5h ，介质酸度 为PH=1.45条件下，仅改变反应温度，比较2SnO 纳米微晶的产量。
温度对2SnO 纳米微晶产量的影响如下表4 反应温度（C 0） 140 160 180 2SnO 的产量
（g ） 1.97
2.48
3.25
小结：在不同温度下所形成的产物都是四方晶系的2SnO 。
由于温度升高将会促使4SnCl 水解和4)(OH Sn 的脱水缩合，因而产率随之增加。
四、反应产物的表征
1）物象分析。
用多晶X 射线衍射法（XRD ）确定产物的物象。
在JCPDS 卡片集中查出2SnO 的多晶标准衍射卡片，将样品的d 值和相对强度与标准卡的数据相对照，确定产物是否为2SnO 。
2）平均晶粒尺寸。
由多晶X 射线衍射峰的半高宽，用Scherrer(谢
勒)公式求算：
hkl D =
hkl
os ··ϑβλ
c K 计算产物在hkl 方向上的平均晶粒尺寸，其中β
为扣除仪器因子后hkl 衍射的半高宽（弧度）；K 为常数，通常取0.9；
hkl ϑ为hkl 衍射率的衍射角；λ为X 射线的波长。
3）颗粒尺寸。
用透射电子显微镜（TEM ）观测产物的形貌和颗
粒尺寸。
4）比表面积测定。
用比表面积测定仪（BET ）测定样品的比表
面积，并计算样品的平均等效粒径。
五、结论：
4SnCl 浓度的增大伴随着反应介质酸度的增加，因此，浓度的影
响主要可能是酸度的影响，这是产率随浓度增大而降低的主要原因; 反应PH=1.45时残留于溶液中的 4Sn 离子数量已很少，形成的2SnO 微晶较难继续生长，产物具有较小的平均颗粒尺寸，粒子间的硬团聚作用也相应减弱，所以，适当降低反应介质酸度有利于产率的增大和产物颗粒尺寸的减小；反应随的温度的升高，产物的重结晶作用增强导致2SnO 微晶长大，结构更加完整。
综上所述，以4SnCl 〃5O H 2为原料合成纳米微晶2SnO 的最佳设计方案为取35.4ml 、0.706mol/L 4SnCl 溶液于烧杯中，边搅拌边缓慢加入14.6ml 、6.0mol/L KOH 溶液，此时反应液的PH=1.45将反应液顷入聚四氟乙烯衬里的压力釜内，臵之于台式烘箱中控温160C 0水热反应1.5小时，冷却至室温并用缓冲溶液洗涤4—5次，最后用95%乙醇洗涤两次，于80C 0下干燥，然后研细，即可得到2SnO 纳米晶粉。
注：⑴“*”标注处引自程虎民、马季铭、赵振国、齐利民
《纳米2SnO 的水热合成》北京大学物理化学研究所 1996.7 ⑵十分感谢吴仁涛教授对此次实验的指导与帮助！
二OO 八年六月。
