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纳米掺锑二氧化锡简介：掺锑二氧化锡（Antimony Doped Tin Oxide简称ATO）是⼀一种新型多功能材料.外观多为灰白色-蓝色粉体,具有耐高温、耐腐蚀、分散性好等特点。
掺锑二氧化锡(ATO,Antimony Doped Tin Oxide)是⼀一种N型半导体材料,具有浅色透明性和良好的导电性、耐候性及化学稳定性[1]。
将纳米ATO均匀分散于水介质中,可制得水性纳米ATO浆料,并以其作为功能填料,以水性聚氨酯为成膜剂,可制备应用于玻璃表面的透明且具有隔热效果的隔热涂在充分回收含锡阳极泥有价金属的基础上,采用从锡锑二次资源中直接提取的高纯氯锡酸铵和氯氧锑为原料,合成了性能优良的纳米级锑掺杂二氧化锡(ATO)粉。
纯SnO2是⼀一禁带宽达3.8 eV的绝缘体,当产生O空位或掺杂F、Sb等元素后,形成n型半导体。
其中,Sb掺杂二氧化锡(ATO)粉体因其优良的电学和光学性能而在太阳能转化电池,智能窗,电致变色材料,抗静电塑料、涂料、纤维,显示器用防辐射抗静电涂层材料,红外吸收隔热材料,气敏元件,电极材料等方面得到了广泛的应用,是⼀一种新型的多功能导电材料。
它与其他传统抗静电材料如石墨、表面活性剂、金属粉等相比,有着较大的优越性,如耐候性、耐磨性以及分散性,从而具有广阔的市场前景应用领域：ATO(Antimony Doped Tin Oxide)可作优良隔热粉、导电粉（抗静电粉）使用。
其良好隔热性能，被广泛的应用于涂料、化纤、高分子膜等领域。
此外作为导电材料，在分散性、耐活性、热塑性、耐磨性、安全性上有着其他导电材料（如石墨、表面活性剂、金属粉等）无法比拟的优势。
被应用于光电显示器件、透明电极、太阳能电池、液晶显示、催化等方面。
行业领导者：上海那博化工科技有限公司于2012 年在上海市嘉定区建成，成为那博化工在中国的综合服务平台，并辐射至亚太区众多客户。
那博化工致力于通过品牌、产品及服务，为涂料、塑料、造纸和特殊用品市场创造更好的、更令人满意的价值。
纳米二氧化锡ATO透明隔热涂料的研制2010/6/23/8:26来源：中国防腐网作者：刘成楼（北京虹霞正升涂料有限责任公司，北京102400）慧聪涂料网讯：摘要：以有机硅乳液改性丙烯酸树脂为成膜物，以纳米掺锑二氧化锡（ATO）粉体为颜填料，在助剂的配合下制备成水性纳米透明隔热涂料，将其涂刷在玻璃表面，形成一层透明隔热涂膜，在满足采光需要的同时，又使玻璃具有一定的隔热功能。
关键词：纳米掺锑二氧化锡（ATO）；玻璃；透明；隔热；涂料中图分类号：TQ637文献标识码：A文章编号：1007－9548（2010）02－0006－041引言建筑节能，就是在保证居室温度舒适的环境条件下，通过技术进步、科学选材、合理设计、性价比优化等途径，把居室建筑长期使用的采暖和降温性的能耗降低。
良好的建筑外保温围护结构，可以确保建筑对能耗的需求减少50%以上，极大地降低了能源的总体消耗水平[1]。
目前，我国对建筑围护结构主要推行外墙外保温和屋面保温系统，且技术已经成熟，而对改善门窗的保温隔热性技术还不够成熟。
从国家标准对住宅围护结构不同部位的传热系数（K）规定中可以看出：墙体不大于2.00W（/m·2K）、屋顶不大于1.26W（/m·2K）、窗不大于6.40W（/m2·K），普通玻璃窗的传热系数是墙体的3.2倍，是屋顶的5倍，因此，普通玻璃窗成为建筑保温围护结构中的薄弱环节，况且，为了提高室内的采光明亮度，现代建筑设计的窗户面积都较大。
为了节能，科研人员进行了广泛的研究和探索，先后研制成金属镀膜隔热玻璃、真空玻璃、贴膜玻璃、Low-E玻璃等节能产品，但是这些产品也存在一些问题，其在可见光区的不透明性和高反射率限制了它的应用范围[2]。
透光率低、隔热效果不佳、工艺条件控制复杂、且价格昂贵（普通玻璃贴热反射膜成本为130~160元/m）2，限制了其应用推广。
市场急需一种性价比高的透明隔热涂料来解决这一关键问题[3]。
纳米锑掺杂二氧化锡(ATO)水凝胶的水热法制备以及ATO导电薄膜的透明和隔热性能张文豪;李彦良;高彦杰;赵晓伟;王维勋;郭炜;郭建辉;张经纬【摘要】A wet gel of antimony-doped tin dioxide(ATO)was prepared by acetate co-precipitation route.The obtained ATO wet gel was adopted as the precursor to afford an ATO hydrogel via hydrother-mal reaction at a certain temperature.The effects of the washing degree of the precursor,the hydrother-mal reaction temperature and pH as well as the calcination temperature on the electric conductivity of the ATO hydrogel were investigated.Furthermore, the ATO hydrogel obtained under acidic condition was made into conductive film, and the transparency and heat-insulating performance of the as-pre-pared ATO conductive film were investigated.It indicates that the washing degree of the precursor has little effect on the electric conductivity of the ATO hydrogel,and the electric conductivity of the ATO hydrogel can be improved with elevating hydrothermal reaction temperature.After being calcined at 600℃,the resultant ATO hydrogel exhibits a resistivit y of 0.8 Ω· cm.Furthermore,the ATO conductive film has a visible light transmittance of as much as85%and an infrared absorbance rate of 53%,show-ing excellent transparency and heat-insulation performance.%以醋酸盐共沉淀法制备了锑掺杂二氧化锡(ATO)湿凝胶;将其作为前驱体,在一定温度下经水热法得到ATO水凝胶.考察了前驱体洗涤程度,水热反应温度、pH以及煅烧温度对ATO水凝胶导电性能的影响.进而将酸性条件下得到的ATO水凝胶制备成导电薄膜,考察了其透明和隔热性能.结果表明:前驱体洗涤程度对ATO水凝胶导电性能的影响不大;随着水热反应温度的升高,水凝胶导电性能改善;当凝胶煅烧温度提高到600℃时,ATO样品的电阻率为0.8 Ω· cm.此外,ATO导电薄膜的可见光透过率达85%,红外光吸光率为53%,显示出优异的透明和隔热性能.【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2018(029)001【总页数】4页(P22-25)【关键词】锑掺杂二氧化锡;水凝胶;水热法;制备;隔热性能【作者】张文豪;李彦良;高彦杰;赵晓伟;王维勋;郭炜;郭建辉;张经纬【作者单位】河南大学纳米功能材料及其应用河南省协同创新中心,河南开封475004;济源市舜峰纳米科技有限公司,河南济源459000;河南大学纳米功能材料及其应用河南省协同创新中心,河南开封475004;河南大学纳米功能材料及其应用河南省协同创新中心,河南开封475004;重庆文理学院材料与化工学院,重庆永川402160;江苏荣昌新材料科技有限公司,江苏扬中212221;河南大学纳米功能材料及其应用河南省协同创新中心,河南开封475004;河南大学纳米功能材料及其应用河南省协同创新中心,河南开封475004【正文语种】中文【中图分类】O611.62锑掺杂二氧化锡(ATO)具有高的透明导电性，广泛应用于透明隔热材料、防辐射抗静电涂层、显示器电致变色材料等领域，是一种极具发展潜力的新型导电材料[1-2]. 因纳米ATO材料对太阳光谱具有理想的选择性，在可见光区透过率高，对红外光具有较好的屏蔽性能，将制备的ATO水性分散液涂敷在基底上，所制得的隔热涂层具有透光性高，隔热性能好，制备工艺简单，成本低廉等优点，适宜大规模推广应用.目前，工业上ATO纳米材料大多采用含氯的原料(氯化(亚)锡、氯化锑等)制备，但因存在氯离子洗涤困难和残留的氯离子腐蚀设备等问题，降低了ATO的品质[3-5]. 课题组前期采用醋酸盐共沉淀法制备了晶粒尺寸约5.0 nm，其电阻率值约为0.4 Ω·cm的ATO纳米粉体[6]，但ATO纳米粉体在实际应用中存在着再分散困难、纳米颗粒易团聚等问题，为其在工业上的应用带来一定的困难. 在前期无氯制备工艺的基础上，以ATO湿凝胶为前驱体，利用水热反应制备ATO水凝胶，直接涂膜制成透明隔热涂层. 对水凝胶的微观结构和薄膜的光学性能进行了表征，着重考察了前驱体洗涤程度、水热反应温度，pH，煅烧温度等对ATO纳米材料导电性能的影响.1 实验部分1.1 实验试剂及仪器锡粉(99.5%，200目，国药集团化学试剂有限公司)；三氧化二锑(分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司)；冰醋酸(分析纯，天津市富宇精细化工有限公司)；氨水(分析纯，洛阳昊华化学试剂有限公司)；市售双氧水(30%，洛阳昊华化学试剂有限公司)；溶解促进剂(河南大学纳米材料工程研究中心).用X射线衍射仪(D8-ADVANCE, Bruker, Germany)测试材料的晶体结构，用透射电子显微镜(JEM-2010, JEOL Ltd., Japan)观察样品形貌特征，用紫外可见近红外光谱仪 (Perkin-Elmer)测试涂层试样的透光率.1.2 水热法制备ATO水凝胶采用课题组前期制备纳米ATO的方法，利用无氯原料，锡粉和三氧化二锑在醋酸溶液中，氨水共沉淀法制备ATO湿凝胶[6]. 将制得的湿凝胶经过洗涤后加入到反应釜中，使ATO在水中的质量分数为10%，改变不同的水热反应温度160、180、200、240和260 ℃，反应24 h后，得到ATO蓝色水凝胶，分别标记为ATO-160，ATO-180，ATO-200，ATO-240和ATO-260. 为考察前驱体洗涤程度对ATO水凝胶导电性能的影响，用蒸馏水洗至前驱体滤液电导率分别为34、100、200、300、400和500 μS·cm-1条件下，180 ℃水热反应24 h，测试其导电性能. 将ATO-180样品，经蒸馏水洗涤，分别在60、120、300和600 ℃等温度下热处理2 h，得到蓝色固体.此外，制备透明隔热涂层，将醋酸法制备的ATO前驱体，分别用醋酸和氨水调溶液的pH为3.5和9.0，在180 ℃水热反应24 h后，将蓝色水凝胶采用刮涂的方式涂覆在载玻片上，60 ℃烘干，测定其薄膜的透光率.1.3 导电性能测试电阻率测试：称取0.7 g实验制得的ATO粉末放入压片模具(直径D=(6.0±0.3) mm)中，加压至8 MPa，用粉末电阻率测试仪在线测定粉体的电阻值，读取压饼高度(H)，电阻率(ρ)由下式求得：电阻率ρ=R·S/H=πD2·R/(4H)(1)其中，ρ为体积电阻率：Ω·cm；R为电阻值：Ω；D为导电粉末样品池的直径：cm；H为导电粉末样品柱的高度：cm.2 结果与讨论2.1 ATO水凝胶的XRD结构表征将不同水热温度下制备的ATO样品经60 ℃干燥后，进行XRD分析，结果如图1所示. 由图1可以看出，不论水热反应温度的高低，ATO湿凝胶水热反应后均转化为结晶性较完整的金红石相SnO2结构(卡片号：PDF #41-1445)，且无其他杂质相. 根据Scherrer公式，按ATO的最强峰(110)晶面计算晶粒尺寸，样品ATO-160, ATO-180，ATO-200，ATO-240和ATO-260分别对应的晶粒大小为4.4、4.5、5.4、5.4和5.9 nm. 随着水热反应温度的增高，晶粒尺寸增大，这是由于反应温度升高，SnO2晶粒结晶更加完整.图1 不同水热反应温度条件下制备的ATO样品的XRD图Fig.1 XRD patterns of the ATO prepared by different hydrothermal reaction temperature2.2 ATO水凝胶的TEM形貌表征将制备的ATO-260进行TEM形貌表征，结果如图2所示. 从图2(a，b)可以看出，ATO水凝胶的颗粒尺寸分布均一，无团聚现象，颗粒尺寸约为6 nm左右，从高分辨图中可以看出晶粒结晶比较完整，有清晰的晶格条纹. 插图为水热法制备的公斤级ATO水凝胶.图2 ATO水凝胶的TEM(a)和HRTEM(b)图，(a)中插图为公斤级制备的ATO水凝胶Fig.2 TEM image (a) and HRTEM image (b) of ATO hydrogel2.3 不同处理温度对ATO水凝胶电导率的影响将不同水热反应温度条件下制备的ATO水凝胶，60 ℃干燥后测其电阻率值，如图3a所示. 图3a(a)水热反应温度(b)煅烧热处理温度.图3 不同温度对ATO水凝胶的电阻率Fig.3 Resistivity of ATO hydrogel with the different reaction temperature中可以看出，随着水热反应温度的增加，ATO水凝胶的电阻率值呈逐渐降低的趋势. 样品ATO-160对应的电阻率为1 172.2 Ω·cm，当反应温度提高到200 ℃时，电阻率降为712 Ω·cm，当温度进一步提高到260 ℃时，电阻率降低到180 Ω·cm. 水热反应温度越高，结晶的颗粒尺寸越大，颗粒结晶越完整，对应的ATO粉体的电导性能越好.图3b为样品ATO-180在不同温度下煅烧后的电阻率图. 由图3b中可以看出，随着后续热处理温度的升高，ATO水凝胶的电阻率值迅速降低. 由最初60 ℃烘干对应电阻率为4 100 Ω·cm，降低到300 ℃热处理后的164 Ω·cm，当煅烧温度提高到600 ℃后，电阻率最低，为0.8 Ω·cm. 说明600 ℃温度下煅烧即可得到性能优异的ATO粉体导电材料.2.4 水热反应的pH对ATO水凝胶电导率的影响考察水热反应pH对ATO水凝胶电导率的影响. 分别用醋酸和氨水调节溶液的pH 为4，5，7，9. 在水热反应温度为260 ℃条件下，反应24 h，得到ATO水凝胶.60 ℃烘干后，测材料的电阻率，如图4所示. 由图4中可以看出，随着pH的升高，ATO-260样品的电阻率逐渐增大. 当溶液的pH=4时，ATO的电阻率为176 Ω·cm，当pH增加到9时，电阻率增加到586 Ω·cm. 这可能是由于在碱性条件下，ATO纳米粒子存在胶溶现象，使其电阻率值升高.图4 水热反应的pH对ATO-260电阻率的影响Fig.4 Resistivity of ATO-260 with different reaction pH2.5 前驱体的洗涤程度对ATO水凝胶电阻率的影响将醋酸法制备的ATO湿凝胶，用蒸馏水分别洗至滤液中不同的离子强度，ATO的质量分数为5%，经180 ℃水热反应得到ATO水凝胶. 将水凝胶分别在60 ℃干燥和600 ℃煅烧2 h，研磨后测定其粉体的电阻率，结果如图5所示. 由图5中可以看出，前驱体的洗涤程度对水热法制备的ATO水凝胶的电阻率影响不大，即溶液中电导率小于500 μS/cm时，60 ℃干燥后电阻率约为1 200 Ω·cm，即使溶液洗的很干净，电导率为34 μS/cm时，其电阻率仍为1 150 Ω·cm，说明水热反应时，溶液中电解质的量为500 μS/cm时，即可获得较好的电阻率值. 当煅烧温度升高至600 ℃时，样品的电阻率大大降低，均降至1 Ω·cm左右，ATO材料表现出了优异的导电性能.图5 前驱体洗涤程度对水热制备的ATO-180电导率的影响Fig.5 Resistivity ofATO-180 with different precursor washing degree2.6 ATO水凝胶的透明隔热特性水热法制备的ATO水凝胶直接刮涂制备的透明薄膜的透光率如图6所示. 可以看出，普通的载玻片在可见光区(400 nm< λ <760 nm)透过率为90%，而在红外光区(λ >760 nm)，透过率仍保持在90%以上，吸光率约为10%. 当ATO水凝胶涂覆在载玻片上，可见光区的透过率仍能达到85%以上，且在红外光区有一定的吸收. 对比不同pH条件下水热反应制备的ATO水凝胶，可以看出，在碱性条件下水凝胶薄膜在红外光区透过率为73%，而酸性条件下其透过率为47%，说明，酸性条件下制备的ATO水凝胶具有很好的红外光的吸收性能，在2 400 nm处，吸光率达到53%，这些数据表明ATO薄膜具有优异的透明隔热特性.图6 不同水热反应pH下ATO水凝胶涂层的透光率Fig.6 Transmittance of ATO with different pH in the hydrothermal reaction3 结论以醋酸共沉淀法制备的ATO湿凝胶为前驱体，利用水热反应制备ATO水凝胶. 所制备的纳米ATO水凝胶具有较小的晶粒尺寸(约5 nm)；较低的电阻率值，260 ℃水热反应，60 ℃干燥后其电阻率为180 Ω·cm，600 ℃煅烧后，电阻率为0.8 Ω·cm；前驱体的洗涤程度对水凝胶的电阻率影响不大；酸性条件下得到的水凝胶的电阻率最优，且水凝胶直接刮涂得到的透明隔热薄膜具有优异的可见光透过率(大于85%)和红外光吸收率(2 400 nm处，吸光率达到53%).参考文献：[1] ISHIHARA Y, HIRAI T, SAKURAI C, et al. Applications of the particle ordering technique for conductive anti-reflection films [J]. Thin Solid Films, 2002, 411(1): 50-55.[2] JAIN G, KUMAR R. Electrical and optical properties of tin oxide andantimony doped tin oxide films [J]. Optical Materials, 2004, 26(1): 27-31. [3] PLETNEV M A, MOROZOV S G, ALEKSEEV V P. Peculiar effect of chloride ions on the anodic dissolution of iron in solutions of various acidity [J]. Protection of Metals, 2000, 36(3): 202-208.[4] GIESEKKE E W, GUTOWSKY H S, KIRKOV P, et al. A proton magnetic resonance and electron diffraction study of the thermal decomposition of tin (IV) hydroxides [J]. Inorganic Chemistry, 1967, 6(7): 1294-1297.[5] VINCENT C A. The nature of semiconductivity in polycrystalline tin oxide [J]. Journal of the Electrochemical Society, 1972, 119(4): 515-518. [6] 赵晓伟, 杨万婷, 陈振奇, 等. 醋酸盐共沉淀法制备锑掺杂二氧化锡(ATO)粉体[J]. 化学研究, 2016, 27(5): 621-625.ZHAO X W, YANG W T, CHEN Z Q, et al. Preparing antimony-doped tin dioxide(ATO) powder by acetate co-precipitation mothed[J]. Chemical Research, 2016, 27(5): 621-625.。
隔热膜的性能测试及评价高超;秦长喜;牛娟妮;许亮【摘要】本文主要介绍了隔热膜性能的测试与评价方法,通过对不同隔热窗膜的光学性能、隔热性能、耐紫外辐照性能及表面硬度等性能测试与分析,研究了金属溅射膜和纳米涂布隔热膜的性能差异.此外还对比测试了单层、中空玻璃与贴膜玻璃的隔热性能,隔热效果明显不同.结果显示,隔热膜贴膜玻璃的隔热性能明显好于中空玻璃,纳米隔热膜相比溅射隔热膜有更高的可见光透过率.【期刊名称】《信息记录材料》【年(卷),期】2012(013)006【总页数】4页(P22-25)【关键词】隔热膜;性能;研究【作者】高超;秦长喜;牛娟妮;许亮【作者单位】乐凯胶片股份有限公司,保定071054;乐凯胶片股份有限公司,保定071054;乐凯胶片股份有限公司,保定071054;乐凯胶片股份有限公司,保定071054【正文语种】中文【中图分类】TQ3171 引言当今社会，随着科学技术日新月异的发展，功能性膜材料层出不穷，如隔热膜、增亮膜、电磁波屏蔽膜、防划伤膜、防眩光膜等一系列功能性膜材料［1］。
这些膜材料极大地改善了人们的生活。
其中隔热膜材料以其优良的隔热、低导热、高透过、保温性能正广泛的被大众认可，受到人们的青睐。
隔热膜又称“太阳膜”起始于上个世纪70年代。
许多现代建筑都采用玻璃幕墙、大玻璃和落地玻璃门（阳台），在改善房间景观的同时，却使传入室内的太阳辐射热量增多，增加了房间空调的耗电量。
目前建筑能耗中的第一杀手就是空调，空调能耗已经占到了建筑能耗的20%～50%［2］。
因此，具有热反射或热吸收性能的玻璃表面涂层对于建筑节能有着十分重要的意义。
为了解决以上问题，美国开始研制出了太阳膜，它具有隔热节能、抗紫外线、美观舒适、安全防爆等功能，有效便捷的解决了玻璃带来的问题。
到现在隔热膜的发展已经经历了5代。
第1代是涂布与复合工艺膜，也叫茶纸，仅能对太阳光起遮挡作用，不具备隔热作用；第2代是“染色膜”以深层染色工艺加上吸热剂达到隔热作用。
环保型涂层在减少城市中高层建筑玻璃幕墙反光问题中的应用效果评估随着城市化的发展，高层建筑在城市中越来越多地出现。
高层建筑常常采用玻璃幕墙作为外墙装饰，不仅美观大方，还能提供良好的采光效果。
然而，玻璃幕墙常常存在反光问题，给周围的建筑、行人和车辆带来困扰，甚至对交通安全造成威胁。
因此，如何减少或解决玻璃幕墙的反光问题，成为了一个亟待解决的问题。
一种解决方案是使用环保型涂层来减少玻璃幕墙的反光问题。
环保型涂层是一种特殊的表面处理技术，经过涂层处理的表面能够改变其光学特性，从而降低反光。
这种涂层通过吸收、散射和反射部分光线，从而减少光线的反射和折射，达到减少反光问题的目的。
此外，环保型涂层还具有抗污能力，能够有效防止玻璃幕墙受到污染和腐蚀。
环保型涂层在减少城市中高层建筑玻璃幕墙反光问题中的应用效果是显著的。
首先，经过涂层处理的玻璃幕墙在阳光的照射下反射的光线明显减少，减少了对周围建筑和行人的影响。
这不仅提高了城市的整体美观度，还减少了对行人视线的干扰，提升了城市的宜居性。
其次，环保型涂层还可以降低玻璃幕墙折射的光线，减少了玻璃幕墙光线的扭曲和变形，使周围景观更加清晰可见。
这对于行人和车辆来说，尤其是穿越路口或驾驶时，具有重要的安全意义。
另外，环保型涂层还具有良好的耐久性和维护性。
这种涂层可以在玻璃表面形成一层保护膜，防止污染物和腐蚀物对玻璃的破坏。
同时，环保型涂层还具有自洁能力，能够自动清洁玻璃表面的污渍和灰尘，减少了日常的清洁工作量和成本。
这不仅节约了人力和物力资源，也降低了对环境的影响，符合环保的理念。
然而，环保型涂层在减少城市中高层建筑玻璃幕墙反光问题中也存在一些局限性。
首先，涂层的效果和耐久性与涂层的质量和施工技术密切相关。
如果涂层质量不过关，容易出现脱落、变色和划伤等问题。
其次，涂层的透光率也会受到一定影响，可能会影响到玻璃幕墙的采光效果。
此外，涂层的成本相对较高，施工和维护成本也较高，需要长期投入和管理。
