功能性金屬氧化物SnO2介孔材料的制備與表征.pdf

1、SnO2作為一種典型的寬帶隙(3.6eV)的N型半導(dǎo)體，因其具有優(yōu)異的光電特性、催化和氣敏特性，在傳感器、太陽(yáng)能電池、鋰電池、催化劑以及透明導(dǎo)電膜等方面具有廣泛的用途。而隨著納米科學(xué)的不斷發(fā)展，納米材料在人類的生產(chǎn)與生活方面的實(shí)用化進(jìn)程中已日漸突出。因此，以SnO2等半導(dǎo)體金屬氧化物為代表的功能納米材料的合成與應(yīng)用研究受到科研工作者的廣泛關(guān)注，尤其是在對(duì)尺寸與形貌進(jìn)行有效控制、提升穩(wěn)定性方面，具有深遠(yuǎn)的研究?jī)r(jià)值。
　　本文采用共沉

2、淀法，以錫酸鈉作為原料，氯化十六烷基吡啶(CPC)為軟模板劑制備了具有高比表面積、熱穩(wěn)定性能良好的介孔(m-)SnO2。并通過在粒子生長(zhǎng)過程中使用超聲波震蕩處理，優(yōu)化了m-SnO2的特性。實(shí)驗(yàn)中，采用單因素變量控制法對(duì)一系列影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)分析，確定了形貌控制的最佳條件。并通過掃描電子顯微鏡(SEM)、動(dòng)態(tài)光散射粒度儀(DLS)、氮?dú)馕絻x(BET)、X射線衍射儀(XRD)等裝置對(duì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過在m-S

3、nO2的生長(zhǎng)過程中使用一定時(shí)間的超聲波震蕩處理，可以顯著提高顆粒的比表面積，并在一定程度上優(yōu)化粉體顆粒的粒徑分布。同時(shí)，在一定范圍內(nèi)，隨著模板劑濃度的增加，顆粒的比表面積逐漸增長(zhǎng)，同時(shí)粒徑分布也出現(xiàn)一定程度的變化。在20℃時(shí)，使用模板劑與原料摩爾比為3的溶液作為前驅(qū)體，使用超聲波(25 kHz)震蕩3h，將生成的初級(jí)產(chǎn)物在濃度為0.03 mol/L的磷酸溶液浸泡處理2h后，在通入空氣的條件下600℃煅燒5h后可制得具有高比表面積與良好熱

4、穩(wěn)定性能的m-SnO2粉體。其粒徑均勻，平均粒徑約為191 nm，比表面積約為260 m2 g-1。而通過XRD的衍射圖譜可知煅燒后的晶粒尺寸為2.0 nm左右，并且具備了有序的介孔構(gòu)造。實(shí)驗(yàn)同時(shí)檢驗(yàn)了磷酸處理在對(duì)增進(jìn)m-SnO2粉體熱固性方面所起到的重要作用。相關(guān)表征結(jié)果證實(shí)，上述條件下未經(jīng)磷酸處理的m-SnO2粉體粒徑不均，而且平均粒徑為529 nm，比表面積約為30 m2 g-1，煅燒后的晶粒尺寸增長(zhǎng)至11.6 nm左右，并且其介