二氧化锡的制备及研究.docx

二氧化锡的制备及研究一、 二氧化锡二氧化锡别名氧化锡，化学式 SnO₂主要用途：本产品用作电子元器件生产、搪瓷色料、锡盐制造、大理石及玻璃的磨光剂;制造不透明玻璃、防冻玻璃和高强度玻璃等，还可用于对有害气体的监测1 基本内容 二氧化锡　　tin oxide ; stannic oxide:stannic anhydride； 别名 氧化锡 化学式　SnO₂分子式(Formula)： SnO2 分子量(Molecular Weight)： 150.69 CAS No.： 18282-10-5 J2 性质 二氧化锡结构　　白色四角晶体,密度 7,熔点 1127 摄氏度.不溶于水,稀酸和碱液.溶于浓 硫酸.与碱共溶形成锡酸盐.用于制造不透明玻璃,瓷铀和玻璃擦光剂.天然产的是锡石.可由锡在空气中灼烧而制得. 又名氧化锡，式量 150.7白色，四方、六方或正交晶体，密度为 6.95 克/厘米 3，熔点 1630℃，于 1800～1900℃升华难溶于水、醇、稀酸和碱液缓溶于热浓强碱溶液并分解，与强碱共熔可生成锡酸盐能溶于浓 硫酸或浓盐酸用于制锡盐、催化剂、媒染剂，配制涂料，玻璃、搪瓷工业用作抛光剂。

锡在空气中灼烧或将 Sn(OH)4 加热分解可制得3 用途 1. 用于制造不透明玻璃,瓷铀和玻璃擦光剂； 2. 用于制锡盐、催化剂、媒染剂，配制涂料，玻璃、搪瓷工业用作抛光剂 3. 用作搪瓷色料、锡盐制造、大理石及玻璃的磨光剂; 4. 制造不透明玻璃、防冻玻璃和高强度玻璃等 5. 新型环保银氧化锡电触头材料的原料替代有毒的银氧化镉材料） 6. 制备熔炼玻璃的二氧化锡电极 7. 制动块 8. 催化作用和气体探测的的高级表面活性材料SnO₂为敏感材料制成的“气——电”转换器4 安全性 用聚乙烯塑料袋包装,扎紧袋口,再密封在铁桶中,每桶净重 25kg贮存在通风、干燥的库房中禁止与强酸、强碱及食用物品共贮混运防止受潮和雨淋失火时,可用水扑救毒性及防护:长期(15～20 年)受二氧化锡作用的人会患尘埃沉着症,即尘肺空气中最大容许浓度为 10mg/m3(换算成金属锡计)粉尘多时使用防毒口罩,并注意保护皮肤应注意防尘和除尘制备J 1.天然产的是锡石.可由锡在空气中灼烧而制得.锡在空气中灼烧或将 Sn(OH)4 加热分解可制得2.金属锡硝酸氧化法:将洗刷净的锡锭熔化,然后用铁勺缓缓倒入冷水中爆成锡花。

再将锡花缓缓加到稀释至 20°Bé 的硝酸中进行反应,待作用至无氧化氮逸出,同时没有锡剩余,反应液经澄清,将上部清液吸出重复使用,生成的 β-锡酸用沸水漂洗,再用去离子水洗涤至铁及重金属分析合格,经脱水在120℃烘干,在 1250℃煅烧,粉碎,过筛制得二氧化锡5 国内外产品比较 国内大多以云锡为主，纯度 98%到 99%不等，根据不同领域的需要有不同纯度的二氧化锡 国内小作坊式的陶瓷釉料行业所用二氧化锡对质量要求不高，大多用到云锡为主的国内二氧化锡但是诸如意大利著名品牌卡罗比亚、福禄等走高端路线的陶瓷生产商，则更多地选择在质量上保证产品稳定性的英国凯琳沃克（Keeling&Waiker）的二氧化锡 用在电工方面的二氧化锡无论从纯度还是粒径控制都对质量要求较高但是由于国内企业没有英国进口二氧化锡的途径以及成本的诸多问题，环保电触头材料的研究一直没有明显突破，国内大多企业更愿意直接够买诸如韩国喜星与日本三井的的高质量半成品 2006 年，随着欧盟正式出台环保银氧化锡替代有毒银氧化镉材料的政策之后，在氧化锡高端领域处于垄断地位的英国凯琳沃克（Keeling&Walker）二氧化锡也顺势来到了中国，并在上海成立了一个办事处，解决了之前国内厂家的二氧化锡进口途径问题。

这对国内以云锡为主的二氧化锡生产厂家来说无疑是一个严峻的挑战，同时也对国内所有使用二氧化锡的企业在二次提升产品质量方面也是个难得的机会2007 年中船重工725 所以其强大的科研实力研发了银氧化锡触头材料用二氧化锡、复合二氧化锡等系列高端产品，目前已在国内电工行业中的多家知名企业建立长期合作，产品性能优越，性价比高 电子陶瓷所用的二氧化锡对纯度要求非常高，多余的金属杂质对产品的一致性有较大的影响国内以云锡和 725 研究所为主，凯琳沃克的电子陶瓷类用氧化锡在国外直接供给西门子电子及其他高端企业， 纯度在 99.85%以上，粒径 0.2μ 左右但是由于成本问题，在中国的应用不比国外二、 二氧化锡的制备及应用化学式:SnO2白色四角晶体,密度 7,熔点 1127 摄氏度.不溶 于水稀酸和碱液.溶于浓硫酸.与碱共溶形成锡酸盐.用于制造不透明玻璃,瓷铀和玻璃擦光剂.天然产的是锡石.可由锡在空气中灼烧而制得.又名氧化锡，式量 150.7白色，四方、六方或正交晶体，密度为 6.95 克/厘米 3，熔点 1630℃，于 1800～1900℃升华难溶于水、醇、稀酸和碱液缓溶于热浓强碱溶液并分解，与强碱共熔可生成锡酸盐。

能溶于浓硫酸或浓盐酸用于制锡盐、催化剂、媒染剂，配制涂料，玻璃、搪瓷工业用作抛光剂锡在空气中灼烧或将 Sn(OH)4 加热分解可制得分子式(Formula)： SnO2分子量(Molecular Weight)： 150.69CAS No.： 18282-10-5以上是二氧化锡的主要参数我国生产二氧化锡已有较长历史,但均采用传统的硝酸法生产工艺即将锡溶于硝酸,生成偏锡酸,经多次水洗、干燥、煅烧、粉碎,得到黄色的二氧化锡,该法硝酸消耗大,环J境污染严重,锡消耗高,产品纯度低,色泽达不到高档用品要求因此,尽管我国是锡出口国,却要高价进口二氧化锡目前制备纳米氧化锡的方法主要有液相法和气相法两大类常用的方法有溶胶—凝胶法，水热法，电弧气化合成法，交替化学法，低温等离子化学法，共沉淀法，微乳液法等等现叙述几种方法1、 溶胶——凝胶法溶胶——凝胶法因其产品的均一性，高纯度和低合成温度而得到了成功的应用，该方法在制备制备纳米氧化锡方面应用也较多如文献对溶胶——凝胶法制备纳米氧化锡的工艺参数，反应浓度，干燥的时间，温度等因素进行了研究，成功的合成了制备纳米氧化锡陆凡等以廉价的无机盐为原料，采用溶胶——凝胶法制备了颗粒小，孔径大，比表面高的氧化锡超细粉。

溶胶——凝胶法所制的粉体具有颗粒尺寸均一，比表面高的，活性高，烧制温度低等优点，但在制备过程中由于受表面张力的影响，纳米粒子极易团聚在一起为克服其缺点，最近在溶胶——凝胶法的凝胶干燥过程中有发展出真空干燥，冷冻干燥和超临界流体干燥等方 法，其中超临界流体干燥法最引人注目，它能除去干燥过程中产生的表面张力和毛细，管作用2、 水热法水热法是在特制的密闭反应容器里，采用水溶液为反应介质，在高温，高压的条件下进行有关化学反应的总称通过对容器加热，为各种前驱物的反应和结晶提供了一个在常压条件下无法得到的特殊物理，化学环境水热法制备的纳米粒子具有晶粒发育完整，粒度小，分布均匀，颗粒团聚较少，分散性好和成分纯净等特点，而且制备过程污染小，成本低，工艺简单，尤其是无需后期的高温处理，避免了高温处理过程中晶粒的长大，缺陷的形成和杂质的引入，制得的粉体具有较高的烧结活性3、 电弧气化合成法电弧气化合成法的生产设备主要有电源设备，井式反应炉和收尘设备生产过程：将精锡加热到 500 度呈液态，在井式反应炉中用电弧加热至 2000 度以上，激烈的电弧气化反应，产生大量的氧化锡蒸汽，经冷却结晶为超细颗粒，用吸尘设备收集，得到含微量锡及少量一氧化锡的混合超微粉末，再在空气中高温灼烧，使之氧化为氧化锡，得到高纯的超微氧化锡粉末。

4、复合掺杂二氧化锡纳米晶材料的制备方法本发明采用机械化学反应法，采用分析纯SnCl2·5H2O、掺杂金属氯化物、Na 2CO3为原料，NaCl 为稀释剂，通过高能球磨，焙烧制得含掺杂金属氧化物的半成品，半成品经真空抽滤、洗涤，低温烘干即得 SnO2基复合掺杂氧化物纳米晶材料本发明操作方便，合成工艺简单，且粒度可控，污染少，同时又可以避免或减少液相合成中易出现的硬团聚现象，可以简化实验过程；利用本发明的方法所得产品粒径小、分布均匀、生产成本低、材料设计灵活，可得到平均晶粒尺寸为 13～20nm 的复合掺杂氧化物纳米晶本发明中的掺杂金属可以是Zn、Cd、Fe、Sb、Cu、V、Pt、Pd5、通过乳液聚合得到有利于锡离子在乳胶粒表面吸附的功能乳液，以乳胶粒为核，用有锑掺杂的无机锡做壳原料，通过离子交换反应形成有机/无机核壳结构粒子，然后煅烧去除有机核，得到空心二氧化锡粉体粒子本方法充分发挥乳胶粒与锡离子间的相互作用，制备出粒径在 50～400nm 之间，低密度、高比表面积的二氧化锡粉体粒子，粉体具有空心结构的粒子占 95％以上，单个粒子的空心率达40％以上，比表面 50-350m2/g，电导率 0.5-6、一种固相反应制备二氧化锡纳米晶的方法，采用无水 SnCl2、Na 2CO3为原料，采用 NaCl 为稀释剂，经脱水预处理后，在球磨机中球磨得到含 SnO 的前驱体，前驱体在马弗炉或气氛炉中焙烧得半成品，半成品经真空抽滤、蒸馏水洗涤，烘干即得成品 SnO2纳米晶。

本发明制备 SnO2纳米晶，可以简化实验过程，减小前驱体的团聚现象，并有利于前驱体热处理过程中获得纳米级的 SnO2；所得产品纳米晶粒径可达 20～30nm，且产品纯度高，SnO 2含量大于 99.2％，粒径分布均匀，活性大，有利于提高气敏材料的选择性、稳定性和灵敏度7、 用溶胶凝胶法在有序的阳极氧化铝模板中制备了二氧化锡纳米管．用扫描电子显微镜、透射电子显微镜对二氧化锡纳米管的微观形貌进行了表征；用选区电子衍射，X 射线衍射对其结构进行了表征结果表明：用此方法制备的纳米管为多晶的锡石结构，管壁厚度约为 20—30nm，管径约 100—200nm，长度在微米量级除此以外，随着科技的发展进步，二氧化锡的制备方式也层出不穷根据二氧化锡的性质特征，通过J不断的开发拓展氧化锡的应用，一些新的技术等级氧化锡粉末已经在许多新技术领域得到应用，其中包括： 1 银锡触头材料银氧化锡触头材料是近年发展迅速的新型环保电触头材料,是替代传统银氧化镉触头的理想材料 它具有热稳定性好 、耐电弧侵蚀及抗熔焊性能 试验 采 用溶胶 凝胶 法制 备纳 米 SnO 粉末 ，通过 掺杂 、化学镀 包覆 等工 艺改 善 SnO 的 导 电性 能及 氧化 物和银 的 浸润性；从而降低银氧化锡触头材料的接触电阻 、改善组织的均匀性 ．提高机械加工性能。

2、塑料和建筑行业的抗静电添加剂 3、用于平板和 CRT(阴极射线管)显示的透明导电材料 4、电工及电子元件 5、用于熔炼特种玻璃的氧化锡电极 6、用于光催化抗菌材料 纳米氧化铟粉末是一种重要新产品，具有优良的品质掺锡氧化铟(SnO2:In2O3=1:9)纳米粉制作 ITO 陶瓷靶，用 ITO 溅射靶生产 IT0 透明导电膜玻璃是纳米氧化铟的主要用途它是平面液晶显示器（LCD）、等离子显示器（PDP）、电致发光显示器（ EL/OLED）、触摸屏（Touch Panel）、太阳能电池以及其它电子仪表的透明电极最常用的材料同时，IT0 透明导电膜用于火车飞机用除霜玻璃,建筑物幕墙、冰柜、汽车挡风玻璃也可用于无汞碱性电池、气敏传感器等方面 二氧化锡纳米晶的多重用途极大地方便了人们的生活生产，推动者社会的进步，对它的研究将不断向前，制备方法的不断进步、各种性质（气敏性等）的全面应用都在展示科学的魅力与力量三、 掺杂二氧化锡的应用研究进展二氧化锡（SnO2）是一种宽禁带n 型金属氧化物半导体材料SnO2 晶体属于四方晶系正方形晶体，晶体呈双锥状、锥柱状，有时呈针状，为金红石结构，其晶格常数为 a=b=0.4738 nm，。