二氧化锡粉体的制备研究

二氧化锡粉体的制备研究

论文摘要

二氧化锡是一种n型宽禁带半导体材料,因其特殊的气敏性质,最早是被用作气敏传感器的材料。二氧化锡在电磁波可见光范围内的吸收率小从而具有极高的透射率,使其在光学方面有着广泛的应用。另外,随着纳米科技的发展,纳米结构的二氧化锡由于其在光学、电学、催化、气敏、压敏、热敏、湿敏等方面具有优异的性能,得到了极大的重视和广泛的研究。目前,对二氧化锡材料的研究主要包括形貌的控制、材料的掺杂和包覆、纳米结构的组装以及材料的各种应用。掌握了对二氧化锡材料的可控合成,就可以有目的地调控其各项性质参数,并最终实现其应用价值。实验以硫酸亚锡、氯化亚锡为主要锡源,采用液相化学法制备用于掺杂入银系电触头材料的二氧化锡粉体。从不同的反应体系、混合方式、反应物的浓度、分散剂的用量、反应温度等工艺参数的控制入手,对二氧化锡粉体的形貌、颗粒大小及尺寸分布等性质进行研究。采用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM), X射线衍射(XRD)等检测手段对二氧化锡粉体的性质进行了表征。并对实验中粉体颗粒的形核.长大机理进行了初步的探讨。硫酸亚锡加尿素水解制备二氧化锡粉体的实验中,分别加入不同的分散剂,所得的粉体有颗粒状、片状形貌。在硫酸亚锡与草酸反应制备Sn02粉体的过程中,选择反滴及倾注式混合方式可以制备出微米级的棒状粉体,且在未添加分散剂的条件下保持较好的分散性。另外,反应温度的不同会影响粉体的尺寸大小和形状。研究发现,时效对反滴的样品形貌及尺寸并未产生影响。氯化亚锡水解制备二氧化锡粉体的实验中,混合方式、反应温度以及分散剂均对粉体的粒径产生了不同程度的影响。氯化亚锡与碱类化合物的反应制备二氧化锡粉体这一方法虽然制备出所需粉体,但形貌和尺寸以及煅烧后形貌、尺寸难以满足要求,不适合作为有效的制备方法。而氯化亚锡与草酸反应制备二氧化锡粉体这一方法中,混合方式以倾注和反滴为佳,制得的前驱体形貌规则,尺寸均匀,经煅烧后,反滴的样品形貌保持较好。研究结果表明:五种反应体系的制备方法制备出了各种形貌、不同尺寸的二氧化锡粉体,形貌有棒状、片状、团簇状、近球形、不规则形状,粉体尺寸从纳米级到微米级不等。不同形貌的粉体根据其性质不同,可以应用到不同的工业领域中。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 二氧化锡的介绍
  • 1.2 二氧化锡的制备方法
  • 1.2.1 固相合成法
  • 1.2.2 液相合成法
  • 1.2.3 气相合成法
  • 1.2.4 其他方法
  • 1.3 二氧化锡的应用
  • 1.3.1 电学性能及应用
  • 1.3.2 气敏性能及应用
  • 1.3.3 光学性能及应用
  • 1.3.4 催化性能及应用
  • 1.3.5 压敏特性及应用
  • 1.3.6 热敏特性及应用
  • 1.3.7 湿敏特性及应用
  • 1.3.8 其他方面的应用
  • 1.4 发展方向及其应用前景
  • 1.5 本课题的主要研究内容及意义
  • 第2章 实验原理及方法
  • 2.1 实验原理
  • 2.1.1 反应
  • 2.1.2 成核
  • 2.1.3 晶体长大
  • 2.1.4 沉淀剂
  • 2.1.5 分散剂的作用
  • 2.2 二氧化锡粉体的制备方法
  • 2.2.1 实验药品及器材
  • 2.2.2 制备过程
  • 2.3 实验方案
  • 2.4 检测
  • 2.4.1 形貌
  • 2.4.2 物相
  • 第3章 实验结果与分析
  • 3.1 硫酸亚锡水解制备二氧化锡粉体
  • 3.1.1 分散剂的影响
  • 3.1.2 小结
  • 3.2 硫酸亚锡与草酸反应制备二氧化锡粉体
  • 3.2.1 混合方式的影响
  • 3.2.2 反应温度的影响
  • 3.2.3 时效的影响
  • 3.2.4 小结
  • 3.3 氯化亚锡水解制备二氧化锡粉体
  • 3.3.1 混合方式的影响
  • 3.3.2 反应温度的影响
  • 3.3.3 分散剂的影响
  • 3.3.4 小结
  • 3.4 氯化亚锡与碱类化合物反应制备二氧化锡粉体
  • 3.4.1 结果对比
  • 3.4.2 小结
  • 3.5 氯化亚锡与草酸反应制备二氧化锡粉体
  • 3.5.1 混合方式的影响
  • 3.5.2 反应温度的影响
  • 3.5.3 小结
  • 第4章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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