锑掺杂二氧化锡(ATO)导电粉体的研究进展

介绍了锑掺杂二氧化锡(ATO)的特点、导电机理、制备方法研究现状及目前存在的问题.ATO具有良好的导电性、浅色透明性、稳定性、粒子纳米化及多功能性,指出氧空位和Sb5+在SnO2禁带形成施主能级并向导带提供n型载流子是ATO导电的两种主要机理,主要介绍了液相法中常用制备超细ATO粉体的方法:沉淀法、溶胶一凝胶法和醇盐水解法,最后指出了制备超细ATO粉体存在的问题及解决方法.     

TiO2／SnO2的制备及其光催化降解甲基橙

采用硬脂酸法制备出TiO2/SnO2复合光催化剂,用XRD、TEM等手段对所得粉体进行表征;以甲基检橙溶液为模拟废水,考察TiO2/SnO2光催化剂活性。结果表明：与纯TiO2相比,TiO2/SnO2的光催化活性有较大提高,当SnO2的掺入量为摩尔比5．6％时催化活性最高。     

表面活性剂PEG在掺锑纳米SnO2粉末氧化共沉淀制备中的作用

通过粒度分布、红外光谱及Zeta电位等研究了氧化共沉淀方法制备掺锑纳米SnO2粉料时表面活性剂聚乙二醇(PEG-6000)的作用机理. 采用沉降实验、粘度测定等手段,确定了表面活性剂适宜的使用量. 结果表明,聚乙二醇的防团聚性能是通过在纳米粉体的前驱体上吸附、进而主要通过空间位阻稳定机制进行作用的. 其使用量的多少直接影响粉体的粒度大小. 制备出了团聚程度轻、分散性良好的纳米掺锑SnO2粉料.     

纳米氧化锡粉体的制备及其表征

以廉价的无机盐SnCl4·5H2O为原料,采用溶胶-凝胶法制备出粒度均匀的超细SnO2粉体,考察了制备工艺对纳米SnO2粉体大小及分散状态的影响,并用BET、XRD、TEM等技术对SnO2纳米粒子进行了表征.实验结果表明:采用NH3·H2O作为沉淀剂,控制反应终点pH为2.5,500℃焙烧3h,可制备颗粒尺寸约10nm的SnO2超细粉体.     

SnO2/TiO2纳米粒子光催化降解对硝基苯酚

采用硬脂酸法制备出SnO2/T iO2复合光催化剂,用X光衍射仪对粉体进行了必要的表征。样品经500℃焙烧2h后,5%(摩尔分数)Sn4 -T iO2纳米粉末的平均粒径约为14nm。通过粉体对对硝基苯酚的降解情况对其光催化活性进行了测试,结果表明与纯T iO2相比,SnO2/T iO2的光催化活性有较大提高,当SnO2的掺入量为摩尔比5.0%时催化活性最高。以高压汞灯为光源,对硝基苯酚的初始浓度为100m g.L-1、催化剂5%(摩尔分数)Sn4 -T iO2投加量为1.0g.L-1时,对硝基苯酚的光催化降解效果最好。     

纳米SnO2粉体及其掺杂体系液相化学法的研究进展

概述了近年来SnO2粉体及SnO2掺杂体系粉体的液相制备的研究近况。利用化学液相法能够制备出晶体结构完整、粒径分布范围窄、团聚少、粉体分散性能良好的纳米SnO2粉体以及SnO2掺杂体系粉体。     

Sol-Gel-SPD制备超细Al2O3-SiO2二元粉体材料

以硝酸铝(Al(NO3)3·9H2O)和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)技术并结合喷雾干燥(SPD)技术制得超细Al2O3-SiO2二元复合粉体材料,并分别于400℃、800℃、1000℃、1150℃和1200℃煅烧2 h;采用全自动比表面积与孔隙率分析仪、TEM、TG-DSC及XRD等仪器研究了热处理温度、pH值(分别为5.5、7和8)以及干燥方法对粉体材料的表面性能、显微形貌、物相组成及Al2O3-SiO2二元系晶体转变过程的影响.结果表明由Sol-Gel-SPD制备的超细Al2O3-SiO2二元粉体材料的比表面积＞448 m2·g-1,而经1200℃煅烧2 h后所得的超细莫来石的比表面积34.05m2·g-1;TG-DSC分析表明采用Sol-Gel-SPD制得的Al2O3-SiO2二元粉体材料的质量损失主要发生在500℃之前;XRD分析表明粉体试样的开始莫来石化温度为1000℃,铝硅尖晶石(6Al2O3·SiO2)与非晶态SiO2在1150～1200℃完全转化为莫来石;比较不同pH值试样经1200℃煅烧后的TEM照片发现,当pH=7时,得到的超细莫来石粉体粒径最小,为50 nm.     

均相法制备SnO_2-ZrO_2/ZST陶瓷及其Q值的研究

以ZrOCl2·8H2O和SnO2为原料,用均相共沉淀法制备纳米ZrO2包裹SnO2粉体(SnO2-ZrO2),再以SnO2-ZrO2粉体、SnO2、TiO2和ZrO2为原料,用固相法制备(Zr0.8Sn0.2)TiO4(ZST)陶瓷。TEM观察证明:SnO2-ZrO2粉体是纳米ZrO2包覆微米SnO2粉体。用该粉体制备的ZST陶瓷研究表明:SnO2-ZrO2粉体能降低ZST陶瓷烧结温度和改善介电性能。XRD和SEM分析表明,ZST陶瓷的主晶相是单相(Zr0.8Sn0.2)TiO4;用SnO2-ZrO2(Sn4+/Zr4+摩尔比为13.07∶1)取代SnO2的陶瓷显微结构呈现出发育良好的晶粒,分布均匀,气孔少。在烧结温度为1270℃时,得到了Q值为4390(10 GHz),εr为36.8,τf为-3.1×10-6/℃的微波介质陶瓷。     

溶胶-凝胶-喷雾干燥法制备超细Al_2O_3-SiO_2二元粉体材料

以硝酸铝(Al(NO3)3.9H2O)和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)技术并结合喷雾干燥(SPD)技术制得超细Al2O3-SiO2二元复合粉体材料,并分别于400℃、800℃、1000℃、1150℃和1200℃煅烧2h;采用全自动比表面积与孔隙率分析仪、TEM、TG-DSC及XRD等仪器研究了热处理温度、pH值(分别为5.5、7和8)以及干燥方法对粉体材料的表面性能、显微形貌、物相组成及Al2O3-SiO2二元系晶体转变过程的影响。结果表明:由Sol-Gel-SPD制备的超细Al2O3-SiO2二元粉体材料的比表面积>448m2.g-1,而经1200℃煅烧2h后所得的超细莫来石的比表面积为34.05m2.g-1;TG-DSC分析表明:采用Sol-Gel-SPD制得的Al2O3-SiO2二元粉体材料的质量损失主要发生在500℃之前;XRD分析表明:粉体试样的开始莫来石化温度为1000℃,铝硅尖晶石(6Al2O3.SiO2)与非晶态SiO2在1150~1200℃完全转化为莫来石;比较不同pH值试样经1200℃煅烧后的TEM照片发现,当pH=7时,得到的超细莫来石粉体粒径最小,为50nm。     

功能性聚丙烯母粒的制备与性能研究

超细SnO2粉体经钛酸酯偶联剂处理后,与低分子蜡和聚丙烯树脂一起混合,经双螺杆挤出机造粒,制得性能优良的抗静电聚丙烯母粒。借助于DSC、X-射线衍射等测试手段,对聚丙烯母粒的热行为及结晶特性进行了分析。主要讨论了超细SnO2和低分子蜡分散剂的加入对聚丙烯母粒的热行为及结晶性能的影响。     

Sb掺杂SnO_2表面富集光电子能谱研究

采用化学共沉淀法,以SnCl4.5H2O和SbCl3为原料,成功地制备了5～20 nm左右、四方金红石Sb掺杂SnO2（ATO）微晶粉体。电阻率,XRD、XPS综合测试分析表明：Sb掺杂量、煅烧温度对Sb在SnO2晶粒中的分布、Sb价态的存在形式、电阻率的变化有较大的影响。掺杂到SnO2粉体中的Sb含量,不会改变SnO2的四方金红石结构,一部分Sb原子固溶到SnO2晶格中,剩余的Sb原子向SnO2粉体表面富集,并取代SnO2表面的Sn原子,形成Sb富集层,相当于一层＂栅栏＂,阻碍心部Sb原子向表面扩散,抑止掺杂SnO2（ATO）晶粒的长大。     

湿化学共沉淀法制备Sb掺杂SnO2粉体导电机理研究

采用化学共沉淀法,以SnCl4·5H2O和SbCl3为原料,制备了Sb掺杂SnO2（ATO）微晶粉体。电导率、XPS测试表明：Sb掺杂量、煅烧温度对Sb在SnO2晶粒中的分布、Sb价态的存在形式、电导率的变化有较大的影响。Sb掺杂SnO2（ATO）的导电机理由有效施主Sb^5＋和有效氧空位共同控制。当低摩尔分数（小于12％）掺杂或低温煅烧（小于500℃）时,Sb^3＋→SbSb^5＋,Sb^3＋／Sb^5＋〉1,Sb^5＋逐渐占主导地位,ATO的导电载流子浓度主要由有效施主Sb^5＋提供;当高摩尔分数（大于12％）掺杂或高温煅烧（大于500℃）时,Sb^5＋→Sb^3＋,Sb^5＋／Sb^3＋≤1,Sb^3＋逐渐占主导地位,ATO的导电载流子浓度主要由有效氧空位提供。     

Characterization and stability of doped SnO2 anodes

Doped tin dioxide electrodes have been prepared by a standard spray pyrolysis technique. The electrochemical behaviour of these electrodes has been investigated by cyclic voltammetry in sulphuric acid using the Fe2+/Fe3+ redox couple system as test reaction. Oxygen evolution has been used to study the stability of doped SnO2 electrodes. The SnO2 electrodes doped with antimony and platinum exhibit the highest stability. XPS analysis shows that the oxidation state of Sn, Sb and Pt are +4, +3 and +2, respectively, the probable species being SnO2, Sb2O3 and PtO.     

制备工艺对ATO/TiO_2复合导电粉电导率的影响

用湿化学共沉淀法,以SnCl4.5H2O、SbCl3 TiO2粉体等为原料,制备了电导率较好的ATO/TiO2复合导电粉,其体积电导率可达3.13×10-2（Ω.cm）-1,优化的工艺参数为：m（SnO2）∶m（TiO2）=25%、Sb的掺杂量m（Sb2O3）∶m（SnO2）=15%、包覆温度为60℃、pH值为2.0、搅拌速度为90 r/min、热处理煅烧温度为500℃。     

Service life of Ti/SnO2–Sb2O5 anodes

The service life of SnO2–Sb2O5 coated anodes prepared by the spray pyrolysis technique using Ti or Ti/IrO2 substrate, was studied under galvanostatic conditions (100mAcm–2 in 1m H2SO4 at 25°C. The results showed that the presence of an IrO2 interlayer between the Ti substrate and the SnO2–Sb2O5 coating (Ti/IrO2/SnO2–Sb2O5 anode) strongly increases the service life of the anode. This beneficial action of the IrO2 interlayer was attributed to its high anodic stability and its isomorphous structure with TiO2 and SnO2. Cyclic voltammetry and steady-state polarization curves showed that the electrochemical behaviour of the Ti/IrO2/SnO2–Sb2O5 electrode lies between the behaviour of the Ti/IrO2 and the Ti/SnO2–Sb2O5 electrodes due to incorporation of IrO2 in the SnO2–Sb2O5 coating during its preparation.     

水热法合成ATO纳米粉体的研究

以SnCl4·5H2O和SbCl3为锡源和锑源,采用水热法制备锑掺杂氧化锡（ATO）纳米粉体,分析了锑掺杂量、水热时间、水热温度对ATO纳米粉体的影响。研究结果表明：在180℃的温度下水热反应16 h后,Sb元素全部固溶进SnO2的晶格,且分布比较均匀,ATO颗粒径在10 nm左右;粉体的晶粒径随锑掺杂量的增加而逐渐减小,但随水热时间的延长而逐渐增大;随着水热温度的升高,所得粉体由无定形向晶形转变,粉体的结晶性变好。     

不同金属氧化物膜电极上苯酚的电催化氧化

分别以自制的金属氧化物膜电极Ti/SnO2+Sb2O3、Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2和Ti/SnO2+Sb2O3/RuO2+PbO2为阳极，恒电流电解低浓度苯酚溶液，研究了不同金属氧化物阳极对苯酚电催化氧化过程的影响。实验结果表明：在实验条件下，苯酚溶液在3种金属氧化物膜电极上的电催化氧化过程的宏观动力学符合一级反应动力学规律，但不同金属氧化物阳极上苯酚电催化氧化过程的表观反应速率及电流效率有明显的差异。25℃下苯酚在Ti/SnO2+Sb2O3、Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2和Ti/SnO2+Sb2O3/RuO2+PbO2电极上电催化氧化的表观反应速率常数k分别为6.66×10-2min-1、2.49×10-2min-1和9.76×10-3min-1;瞬时电流效率随电解时间的增长而下降，初始电流效率分别为78.7%、38.9%、13.2%。以Ti/SnO2+Sb2O3电极为阳极电解60 min后，苯酚浓度从初始浓度2.13×10-3mol·L-1降至3.27×10-5mol·L-1，苯酚的转化率达98.5%;而在相同的反应条件下，以Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2和Ti/SnO2+Sb2O3/RuO2+PbO2为阳极时，苯酚的转化率只有82.7%和29.8%。对3种电极在苯酚溶液中的伏安特性的研究表明，Ti/SnO2+Sb2O3电极具有比Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2和Ti/SnO2+Sb2O3/RuO2+PbO2高的析氧电位，因此有利于有机物的氧化和过程电流效率的提高。     

SnO2基导电陶瓷靶材的制备及应用性能表征

为了获得高质量的SnO2薄膜,我们需要制备高密度、高导电的优质SnO2靶材。这里以分析纯的SnO2、Sb2O5粉体为制备原料,采用冷等静压加上常压烧结方法制备高导电性Sb∶SnO2(ATO)陶瓷靶材。用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析靶材的化学成分和微观形貌并系统研究了不同的成型压力对靶材电学特性和致密度的影响。结果表明:成型压力的大小对于ATO靶材本身的致密度及电学特性都有很大的影响。成型压力为15MPa时,ATO靶材的电阻率最小,为0.38Ω.cm;SnO2靶材的收缩率达10.71%,靶材的致密度为95%;靶材可在射频磁控溅射仪下正常工作,并成功在玻璃基片上沉积性能良好的高红外反射透明导电SnO2薄膜。此制备过程操作方便,工艺简单,降低了靶材的成本,从而能够大大扩大透明导电薄膜的应用领域。     

掺杂Eu2O3的SrTio3及SnO2光致发光

用具有大能隙的本征半导体(SrTiO_3及SnO_2)粉末作本体,分别掺杂1％(原子百分数)的Eu_2O_3;所得物质表现出Eu~(3+)离子的线发射光谱特性,但相对发光强度及光谱形状有相当大的变化。X射线衍射结构分析显示Eu~(3+)在SrTiO_3晶格里是处在间隙位置,而它在SnO_2晶格里则形成新物相Eu_2Sn_2O_7。     

Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极在硫酸溶液中Cr3+氧化的电化学性能

对用聚合前驱体溶液通过热分解法制备的Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极在硫酸溶液中Cr3+电化学氧化的电化学性能进行了研究. 分别测定了以Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2和PbO2为阳极，硫酸介质中Cr3+电化学氧化过程的极化曲线、抗腐蚀性以及不同操作电流密度、Cr3+浓度、反应温度、硫酸浓度下的电流效率. 实验结果表明，聚合前驱体溶液通过热分解法制备的Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极与PbO2电极相比具有更高的电催化活性和抗腐蚀性.