二氧化锡的制备及研究样本

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。

本科毕业设计（论文）学院(部)材料与化学化工学部题目锑掺杂纳米二氧化锡的制备与表征年级2014级专业材料化学班级材料化学班学号1409404007姓名陆柏松指导老师王作山职称副教授论文提交日期2018年5月20日锑掺杂纳米二氧化锡的制备与表征目录中文摘要 (1)Abstract (2)第一章前言 (3)1.1纳米材料 (3)1.1.1纳米材料定义 (3)1.1.2纳米材料的研究意义及研究进展 (3)1.1.3纳米材料的应用 (4)1.1.4纳米材料的制备 (5)1.2纳米SnO2 (6)1.2.1纳米SnO2 (6)1.2.2锑掺杂纳米SnO2 (6)1.2.3锑掺杂纳米SnO2的电性能 (7)1.2.4锑掺杂纳米SnO2的制备方法 (8)1.3纳米粉体的表征手段 (12)1.3.1透射电子显微分析 (12)1.3.2能量弥散X射线谱 (12)1.3.3X射线衍射 (12)1.4本课题研究目的和方案 (13)1.4.1研究目的 (13)1.4.2研究方案 (13)第二章实验部分 (14)2.1实验药品与仪器 (14)2.2实验步骤 (14)2.3实验结果表征 (15)第三章实验结果与讨论 (16)3.1纯纳米SnO2与锑掺杂纳米SnO2对比表征与分析. 163.2不同锑掺杂浓度得到的实验结果的表征与分析 . 173.3不同煅烧温度得到的实验结果的表征与分析 (18)3.4不同浓度表面活性剂得到的实验结果的表征 (21)3.5锑掺杂纳米SnO2电性能测试分析 (22)第四章全文总结 (25)参考文献 (26)致谢 (28)锑掺杂纳米二氧化锡的制备与表征中文摘要锑掺杂纳米二氧化锡在吸波以及抗静电方面得到广泛应用，为了得到形貌、性能俱佳的ATO 纳米粉体，本文以均相沉淀法为主要制备方法，用五水氯化锡、三氯化锑为原料，柠檬酸为表面活性剂，尿素为沉淀剂，在蒸馏水中制备锑掺杂纳米SnO2粉体，探讨了在不同Sb掺杂浓度、表面活性剂浓度和煅烧温度对产物组成的影响。

二氧化锡纳米材料的制备与扩展二氧化锡纳米材料是一种具有广泛应用前景的过渡金属氧化物，因其独特的物理化学性质而受到广泛。

本文将详细介绍二氧化锡纳米材料的制备方法以及扩展方法，旨在为相关领域的研究提供参考。

在制备二氧化锡纳米材料方面，本文介绍了一种简单易行的溶液法。

将锡粉溶解在适量的盐酸盐酸中，得到锡的乙二醇溶液。

然后，将一定量的硝酸加入到上述溶液中，并在一定温度下剧烈搅拌，使锡离子与硝酸根离子反应生成二氧化锡纳米粒子。

通过离心分离和洗涤干燥得到纯度较高的二氧化锡纳米材料。

该方法具有操作简便、成本低廉等优点。

在扩展方法方面，本文着重介绍了两种方法。

通过添加不同种类的纳米粒子，可以有效地改善二氧化锡纳米材料的性能。

例如，将二氧化硅纳米粒子添加到二氧化锡纳米材料中，可以显著提高其光学性能，使其在光催化领域具有更广泛的应用。

改变制备条件也是一种有效的扩展方式。

例如，通过调控制备过程中的温度、pH值等参数，可以调节二氧化锡纳米材料的形貌和尺寸，从而获得具有优异性能的二氧化锡纳米材料。

尽管二氧化锡纳米材料具有许多优点，但仍存在一些不足之处。

例如，其制备过程有时可能涉及较为复杂的化学反应，导致成本较高。

关于二氧化锡纳米材料的应用领域仍需进一步拓展。

未来研究方向可以包括优化制备工艺、发掘新的应用领域以及探究其潜在的物理化学性质等。

二氧化锡纳米材料作为一种具有广泛应用前景的过渡金属氧化物，其制备与扩展方法具有重要的研究价值。

通过不断地优化制备工艺、发掘新的应用领域以及探究其潜在的物理化学性质，有望为相关领域的发展做出重要贡献。

纳米二氧化铈是一种具有重要应用价值的无机纳米材料，因其独特的物理化学性质而受到广泛。

本文将概述纳米二氧化铈的制备方法及其优缺点，并探讨其在不同领域的应用研究进展，同时展望未来的发展方向。

纳米二氧化铈的制备方法主要包括化学沉淀法、还原法、气相法等。

化学沉淀法是一种常用的制备纳米二氧化铈的方法。

该方法通过控制反应条件，如溶液的pH值、温度和反应时间等，合成不同形貌和尺寸的纳米二氧化铈粒子。

二氧化锡的功函-概述说明以及解释1.引言1.1 概述二氧化锡是一种重要的金属氧化物，具有多种优异的性质和广泛的应用领域。

它是由锡与氧元素结合而成，化学式为SnO2。

二氧化锡具有高度晶体结构、高度透明性、优异的导电性和光学性能等特点，使其在传感器、光伏材料、催化剂、电子器件等领域具有重要应用。

本篇文章将详细介绍二氧化锡的性质、应用及制备方法，旨在为读者深入了解这一物质提供全面的信息和参考。

1.2 文章结构文章结构部分应该为：文章结构部分旨在介绍本文的布局和组织方式，以便读者更好地理解文章内容。

本文共分为引言、正文和结论三部分。

第一部分是引言部分，包括概述、文章结构和目的。

在概述部分，将简要介绍二氧化锡的基本信息和重要性；在文章结构部分，将介绍本文的框架和组织方式；在目的部分，将阐明写作该文的目的和意义。

第二部分是正文部分，包括二氧化锡的性质、应用和制备方法。

将详细介绍二氧化锡的物理化学性质，广泛应用领域和各种制备方法，以便读者深入了解二氧化锡的相关知识。

第三部分是结论部分，含总结、展望和结束语。

总结部分将对本文进行回顾和总结；展望部分将展望二氧化锡未来的发展方向和应用前景；结束语将为本文画上完美的句点，表达作者的思考和感悟。

通过以上结构，本文将全面且系统地探讨二氧化锡的相关内容，希望读者可以从中获得有益的启示和知识。

1.3 目的:本文的主要目的是介绍二氧化锡的功用及其在各个领域的应用。

通过对二氧化锡的性质、制备方法以及具体应用的论述，希望读者能够更深入地了解并认识二氧化锡在化工、材料科学、能源等领域的重要性以及发展前景。

同时也旨在向读者展示二氧化锡在现代社会中的广泛应用价值，促进其在工业生产与科研领域的进一步发展和应用。

通过这篇文章，希望能够激发读者对二氧化锡的兴趣，进一步推动相关领域的研究和发展。

2.正文2.1 二氧化锡的性质：二氧化锡（SnO2）是一种重要的氧化物材料，具有许多独特的性质。

首先，二氧化锡是一种无色的晶体，在纯净形态下呈透明状态，具有高度的光学透明性。

二氧化锡负极材料二氧化锡（SnO2）是一种重要的无机化合物，广泛应用于电子、催化、传感器等领域。

作为锂离子电池负极材料，二氧化锡因其高理论比容量、低成本和环境友好等优点而备受关注。

本文将从二氧化锡的制备方法、性质、应用以及研究进展等方面进行详细介绍。

一、二氧化锡的制备方法二氧化锡的制备方法主要有固相法、液相法和气相法等。

1. 固相法：固相法是通过高温固相反应来制备二氧化锡。

将锡粉与氧化剂（如过氧化氢、高锰酸钾等）混合，经过研磨、干燥、烧结等步骤，得到二氧化锡粉末。

2. 液相法：液相法是通过溶液中的化学反应来制备二氧化锡。

将锡粉或锡盐溶液与氧化剂（如过氧化氢、高锰酸钾等）反应，经过滤、洗涤、干燥等步骤，得到二氧化锡粉末。

3. 气相法：气相法是通过气相反应来制备二氧化锡。

将锡粉或锡盐在氧气气氛下加热，经过氧化反应得到二氧化锡粉末。

二、二氧化锡的性质1. 外观：二氧化锡为白色或淡黄色粉末，具有较为稳定的性质。

2. 溶解性：二氧化锡在水中具有一定的溶解性，可溶于稀酸和碱溶液。

3. 热稳定性：二氧化锡具有较高的热稳定性，熔点约为1500℃。

4. 电化学性能：二氧化锡具有良好的电化学性能，可作为锂离子电池负极材料。

三、二氧化锡的应用1. 锂离子电池负极材料：二氧化锡因其高理论比容量（约为1000mAh/g）、低成本和环境友好等优点，被认为是替代石墨负极材料的有力竞争者。

2. 催化剂：二氧化锡具有催化活性，可用于催化氧化、还原等反应。

3. 传感器：二氧化锡具有良好的敏感性能，可用于制备气体传感器、湿度传感器等。

4. 电子元器件：二氧化锡可用于制备电子元器件，如电容器、电阻器等。

四、二氧化锡的研究进展近年来，研究者们对二氧化锡进行了大量研究，主要集中在提高其电化学性能、稳定性和安全性等方面。

1. 改性研究：通过掺杂、复合等手段对二氧化锡进行改性，以提高其电化学性能和稳定性。

如掺杂金属离子（如钴、镍等）、复合石墨烯等。

二氧化锡气敏元件制备及气敏机理研究中国科学院长春应用化学研究所１３００２２王岚何敬文刘雅言王秀艳丁金英殷文春曾雄辉摘要：介绍了以Ｓｎ０２为主，填加Ａ１２０３，ＭｇＯ，ｈａＯ，Ｐｄ等填料的常温ＣＯ气敏元件的制备方法．根据其晶体结构特点对气敏机理进行了探讨．论述了传感器的信息传感机制，即晶界势垒控制和晶粒大小控制机制同时存在．为获得性能良好的气敏元件，需要最佳的制各方法和最好的填料．关键词：二氧化锡气敏特性晶体结构吸附机理／＾引言ｓｎｏ＇是氧化物半导体敏感材料中应用最多，最广泛的一种，可用于光敏、气敏１和压敏传感器．因此倍受重视．本研究工作采用ＳｎＯ：为主材料，填加Ａ１２０：，Ｍｇｏ，ＩｎＯ，Ｐｄ等，制成气敏元件，利用其电阻值的变化，实现对ＣＯ气体的检测．ＳｎＯ：晶体是金红石结构，具有正方晶系对称，其晶胞为体心正交平行六面体，体心和顶角由锡离子占据．由于结构特点和化学配比决定了其性能特点．本工作采用掺入适量的Ｐｄ与Ｐｔ元素，获得在不需要高温清洗的情况下，达到在常温下检测低浓度ＣＯ气体的目地．并且此元件具有较好的选择性和稳定性．已获得在煤气报警上的应用效果．制各工艺常温ＣＯ气敏元件是将ＳｎＯ，和添加剂充分混合研磨后，用去离子水调成糊状，涂敷在预先烧制的Ｐｔ丝线圈上，制成微珠式元件．将元件在空气中于７５０℃烧结２ｈ，再将元件焊接在气敏座上，电老化４８ｈ，测试气敏特性．元件的测试是采用元件与取样电阻Ｒ（５０－ｄ００）串联后，施以６．ＯＶ直流电压．通过电阻两端的电压测量便反应出元件电导值的变化．颡９试采用电脑测试．实验结果与讨论通过测试获得元件的气敏性能，在５０－－－１０００ｐｐｍ的ＣＯ气氛中其电导值均呈现为等幅振荡波形，不同于加热型元件．在低浓度范围内其电导振荡幅度与ＣＯ浓度间为线性关系，以及对图Ｉ．在不同ＣＯ浓度中气敏元件的灵敏度曲线Ｆ．ｇ．１ＳｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙＣｕｒｖｅｏｆＳｎ０２ｓｅｎｓｏｒｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＣＯａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ１０５圈２．ｓｎ０２气敏元件的选择性Ｆｉｇ．２ＳｅｉｅｃｔｊｖｉｔｙｏｆＳｎＯ，￥ｃｒｋｓｏｒ由于选作气体传感器材料的ＳａＯ：是多晶结构，制备的元件在空气中，气敏元件电阻增加；在有还原性气体ＣＯ时，气敏元件的电阻降低而电导会明显增大：说明在Ｓｎｑ表面及晶粒处发生反应，即元件在空气中氧气靠电子亲和力俘获来自半导体材料中的电子，吸附在ＳｎＯ，表面，相应的在晶粒中出现电子耗尽现象，晶粒表面由于失去电子而带正电荷，氧吸附电子得到Ｏ：＋ｎｅ—Ｏ，．ｎ使Ｎ型半导体材料表面空间电荷层区域的传导电子减少，使表面电导降低，从而使器件处于高阻状态；而一旦器件接触还原性气体，ＳｎＯ，表面产生反应将释放出电子回到晶体中，Ｏ“｜ｄ＋Ｃ０一Ｃ０２＋ｎｅ，表面电导增加，电阻减少，使电子更易流动：如此原来的吸附气体与半导体材料之间的电子周期性交换，就完成了传感器的信息传递２．有人从量子化学计算结果３认为元件的吸附方式ＣＯ沿晶胞Ｃ’２轴吸附，并且ＣＯ与Ｐｄ—Ｓｎ０，的轨道作用为非键的，即Ｃ０－Ｓｎｏｚ的吸附为物理吸附，其吸附作用前后掺杂元素的挣电荷及轨道电荷分布看出Ｐｄ为富电子，其作用主要是通过５Ｓ和５Ｐ轨道为气敏的电子输运过程提供或接收载流子，即提供了电子的输运通道，。