二氧化锡纳米线.ppt
纳米二氧化锡粉末
纳米二氧化锡粉末
纳米二氧化锡粉末是由纳米级的二氧化锡颗粒组成的粉末材料。
由于其颗粒尺寸小于100纳米，具有较大的表面积和高比表面积，因此具有许多独特的性质和应用。
纳米二氧化锡粉末具有以下几个特点：
1. 高比表面积：由于粒径小，具有较大的表面积，可以增加物质表面与周围环境的接触面积，提高反应速率和效率。
2. 高活性：纳米二氧化锡粉末表面容易发生吸附和催化反应，具有高催化活性，可以用于气体传感器、催化剂等领域。
3. 尺寸效应：纳米颗粒尺寸处于量子尺寸范围内，具有特殊的光电学、力学和磁学特性，如量子限制效应和显著的量子尺寸效应。
4. 良好的分散性：由于颗粒尺寸小、表面活性高，纳米二氧化锡粉末在溶液中易于分散，可以制备成稳定的悬浮液，方便应用于涂料、陶瓷等领域。
纳米二氧化锡粉末的应用领域广泛，主要包括：
1. 传感器：纳米二氧化锡粉末具有很高的氧化还原反应活性和催化活性，广泛应用于气体传感器、光学传感器等领域。
2. 催化剂：纳米二氧化锡粉末作为催化剂可用于化学反应中，如甲醇、乙醇催化燃烧、有机合成、汽车尾气净化等。
3. 陶瓷材料：纳米二氧化锡粉末可用于制备高性能陶瓷材料，如氧化锡陶瓷、电子陶瓷等。
4. 防腐涂料：由于纳米二氧化锡粉末具有较高的光催化和抗菌性能，可应用于防腐涂料，以提高涂层的耐候性和抗菌性能。
总之，纳米二氧化锡粉末由于其特殊的性质和广泛的应用前景在材料科学、化学、电子学等领域受到广泛关注和研究。
微波合成二氧化锡纳米材料
71.2.4 微波溶剂热法制备SnO2纳米材料目前，能够成功制备纳米材料的方法已有许多种，人们也已经利用很多种方法成功的合成了形貌特殊、性能优越的SnO2纳米粉体。
然而这些合成方法各有优缺点，包括室温固相化学法[57]、溶胶-凝胶法[58]、沉淀法、溶剂热法等。
其中溶剂热合成[59,60]是应用最为广泛的一种方法，溶剂热法指在密闭的反应容器中，以溶剂（水、乙醇等）或者其他气流为介质，通过对反应体积加热，使体系产生高温高压的环境，反应物在此环境下离子活度增强，溶解度增大，发生溶解、重结晶，再经过分离和热处理就可以得到产物。
溶剂热法具有设备要求不高，操作简便，产物形貌和组分易控，化学组成和形貌均匀等优点，而且通过改变溶剂热反应环境（pH值、原料配比等）[61,27]，可以获得不同形貌和尺寸的SnO2，通常采用模板辅助来实现[62,48]。
水热法包括水热晶化法[63]、水热氧化法[64]、水热沉淀法[65]、水热合成法[66,67]、微波水热法[48]等。
但是传统溶剂热法的不足之处在于反应过程慢、比较耗时，而微波加热具有反应迅速的特点，能够克服溶剂热反应耗时的缺点。
微波加热能够实现分子水平的搅拌，均匀加热，温度梯度小，物质升温速度快，能量利用率高。
因此将微波法和溶剂热法相结合，则可以使反应迅速进行，而且操作简单，容易控制。
微波-溶剂热法[68,69]是把传统的溶剂热法与微波场结合起来，体现出微波的独特性和溶剂热法本身的优势：1）快速加热提高了反应初期的净速率；2）抑制反应容器的加热，从而减少了热梯度引起的不均一问题，使反应物在快速和剧烈加热过程中均匀反应；3）氧化物的表面被微波吸收的羟基组覆盖，从而改变了表面温度，产生局部过热[43]。
微波溶剂热法合成纳米材料具有合成时间短、加热均匀、能耗少、颗粒均匀而细小等优点，是一种高效的纳米材料制备方法。
因此本论文实验选择采用微波溶剂热法合成纳米SnO2粉体。
微波化学反应是合成纳米材料比较有效且迅速的方法，一方面因为其反应速率快、选择性好、产品转化率高；另一方面，越来越多的研究表明，将少量表面活性剂添加到反应溶液中，可以显著的影响纳米材料的形貌。
SnO2纳米线的制备及结构表征
SnO2纳米线的制备及结构表征方香;李玉国;王宇;刘永峰【摘要】以SnO2粉末和碳粉的混合物为源,高纯氮气为载气,利用化学气相沉积法在1 000℃下,在溅有Au的单晶Si衬底上制备了SnO2纳米线.用SEM、XRD测试技术对样品进行了结构、形貌的表征,利用PL技术分析了样品的发光特性.由分析可知,样品均为四方金红石结构,退火时间对样品形貌具有一定的影响,但不影响其结构.所制备的SnO2纳米线结晶质量较高,其生长遵循VLS机制.【期刊名称】《山东科学》【年(卷),期】2013(026)006【总页数】5页(P14-18)【关键词】化学气相沉积;SnO2纳米线;生长机制【作者】方香;李玉国;王宇;刘永峰【作者单位】山东师范大学物理与电子科学学院,山东济南250014;山东师范大学物理与电子科学学院,山东济南250014;山东师范大学物理与电子科学学院,山东济南250014;山东师范大学物理与电子科学学院,山东济南250014【正文语种】中文【中图分类】O484.5纳米材料又称超微颗粒材料，其尺寸一般在1～100 nm之间，处在原子簇和宏观物体的过渡区域。
此类材料具有许多奇异特性，即与大块固体相比，其光、热、磁、力以及化学方面的性质具有显著的不同。
在众多纳米材料中，SnO2是一种重要的宽禁带N型半导体材料(Eg=3.6 eV)，具有优异的电学和光学性能。
由SnO2制备的器件现已广泛应用于各种领域，如光电器件［1］、气敏元件［2］、透明导电电极［3］等。
现阶段人们已用热蒸发法［4］、分子束外延法［5］、机械球磨法［6］、溶胶－凝胶法［7］、水热/溶剂热法［8－9］、模板法［10］、溅射［11－12］和化学气相沉积等方法合成了大量的纳米薄膜和颗粒，对其性质也做了相应的研究。
其中化学气相沉积(CVD)是一种较常用的方法。
Ma等［13］通过CVD法制备了针状SnO2，PAN［14］等也用该法合成了SnO2纳米带。
二氧化锡纳米粒子的制备及表征
实验方案探索
目前纳米SnO2的制备方法很多, 主要有物 理法如溅射法、气相沉积法、等离子体法, 以 及化学法如水热法、醇盐水解法和化学沉淀法 等。这些制备方法, 由于工艺路线复杂或有机 原料的成本、设备昂贵而使工业化生产受到限 制。 综合考虑了其他因素，我们在实验前后共 选用了两种方案来进行纳米SnO2的制备，分别 为均匀沉淀法及恒pH值尿素-氨水沉淀法。
XRD分析 与标准图对照）： 分析（ 2、XRD分析（与标准图对照）：
1400 复复 2 peaks 1200 1000 800 600 400 200 1000 5-467 Cassiterite, syn 800
600
400
200
0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
造成前期实验失败的原因归纳如下： 造成前期实验失败的原因归纳如下：
1)反应温度 由于CO(NH2)2在低于60℃不发生分解，所以实验 反应温度 在高于60℃的情况下进行，且随着反应温度的增加，CO(NH2)2 分解速度逐渐增大，消耗Sn4+速度越快，而Sn4+的数量是一定的， 反应的时间就逐渐减少。但由于实验条件的限制，我们无法进行 100℃以上体系的反应，我们选取了95℃的反应体系，有大量的 尿素在95℃时并未分解，所以这是导致产率低下的主要原因。 2)反应体系不封闭 反应体系不是完全封闭的，使用三口烧瓶为 反应体系不封闭 反应器，一个口接球形冷凝管，冷凝管一端开放使体系未封闭。 在实验温度下，由尿素分解生成的NH3·H2O分解挥发导致溶液中 OH-的不足，从而难以得到Sn(OH)4胶体。由文献可知，体系在高 压灭菌锅中反应，可使尿素较完全地分解产生的氨。 3)沉淀剂用量 该反应体系中，CO(NH2)2与Sn4+的理论用量比 沉淀剂用量 为1：2。CO(NH2)2与Sn4+的用量比对反应过程中沉淀产生所需的 时间有很大的影响。CO(NH2)2与Sn4+的用量比越大，OH-溶液的 浓度越大，pH上升，过饱和度增加，有利于形成大量的晶核 ,同 时减缓了晶粒的长大速度 ,有利于较快形成粒径小的沉淀。 CO(NH2)2与Sn4+的理论用量比1：3的溶液，出现Sn(OH)4胶体的 速度很慢，陈化时间不足也可能是造成没有产品的原因。
SnO2纳米线表面形貌影响因素研究
SnO2纳米线表面形貌影响因素研究作者：杨焕银郭红力马拥军裴重华来源：《科技资讯》2012年第33期摘要：采用化学气相沉积法在经硝酸镍水溶液处理过的硅衬底上，通过控制生长条件，制备出了二氧化锡的几种纳米结构。
利用扫描电子显微镜（SEM）对样品的表面形貌进行了表征，并在此基础上对CVD过程中影响产物形貌的各因素进行了讨论分析，为实现SnO2纳米线的可控生长提供了工艺参数。
关键词：二氧化锡纳米线可控生长中图分类号：TB34 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（c）-0080-02自从1991年Iijima首次发现碳纳米管[1]以来，立刻引起了众多研究人员对一维纳米材料的极大关注，相应地，关于纳米线的制备研究也已有大量报道[2～6]。
因而在经过20多年的发展之后，人们在纳米线的制备及结构、性能表征方面取得了很大的进展，可以通过各种物理、化学方法合成纳米线，甚至在控制纳米线尺寸、生长方向等方面做了很多工作[7～11]。
比如研究者利用模板孔径对纳米线直径进行控制生长，或采用化学气相沉积（CVD）方法，通过调控实验条件对纳米线的生长过程进行控制等[12～13]。
但是如何精确控制纳米线的形状、尺寸大小和生长方向等仍然是研究中的一个难题，而且由于一维纳米结构尺寸的特殊性，其形貌、结构、尺寸、生长方向等因素对其性能有直接的影响，因而，寻求合理的合成方法，实现对其形貌、尺寸、生长方向等的精确控制已成为科学研究中的重要课题。
众所周知，晶体的周期性结构决定了其生长具有各向异性，在不同的方向生长速率不同，这种差别与其本身结构组成和生长条件相关，最终晶体的生长形貌取决于以上因素的共同作用。
本文采用过程连续可控的CVD技术合成了SnO2纳米线，鉴于化学气相沉积法中影响纳米结构形貌的因素众多，本文采用单因素法考察了反应温度、载气流量、衬底位置等对产物形貌的影响。
1 实验条件选取n型（100）Si单晶片作为衬底，并用硝酸镍水溶液处理；然后，按摩尔比2∶1的比例称取SnO2和活性炭的混合粉末，将其放入研钵中细细研磨，之后放入陶瓷舟中，将陶瓷舟（含有源料）与处理过的衬底依次排列置于载物板上，然后放入高温管式炉，其中，陶瓷舟处于衬底的气流上方且置于热电偶中央加热区。
二氧化锡纳米材料的制备与扩展
溶液pH值可以影响纳米粒子的形 貌、粒径和分散性，合理调节pH 值对于制备高质量的二氧化锡纳米 材料至关重要。
形貌控制对二氧化锡纳米材料的影响
晶体结构
不同晶体结构会影响二氧化锡纳米材料的物理化学性质，如电学、光学和催 化性能。
形貌稳定性
不同形貌的二氧化锡纳米材料在应用过程中可能表现出不同的稳定性，如循 环使用性能和储存性能等。
2023
《二氧化锡纳米材料的制 备与扩展》
目录
• 引言 • 二氧化锡纳米材料制备方法 • 二氧化锡纳米材料的应用 • 二氧化锡纳米材料制备过程中的问题与挑战 • 二氧化锡纳米材料的扩展应用 • 结论与展望
01
引言
研究背景与意义
纳米科技的发展
纳米科技是在尺度上介于分子和宏观物体之间的科学技术，具有极高的研究和应用价值。
离子交换法
用离子交换剂将溶液中的离子与固相中的离子进行交换，从 而制备出二氧化锡纳米材料。
03
二氧化锡纳米材料的应用
在光催化领域的应用
降解有机染料
二氧化锡纳米材料可以作为光催化剂，在光照条件下有效降解有机染料，提 高废水处理效率。
抗菌消毒
二氧化锡纳米材料具有光催化抗菌消毒的作用，能够杀灭细菌和病毒，为医 疗、卫生和防疫等领域提供支持。
06
结论与展望
研究成果总结
要点一
成功合成二氧化锡纳 米材料
通过合适的制备条件，成功合成了二 氧化锡纳米材料，并对其形貌、结构 和性质进行了详细表征。
要点二
探讨了制备机理
针对二氧化锡纳米材料的制备机理进 行了深入研究，发现某些添加剂和温 度对二氧化锡的形貌和性能具有显著 影响。
要点三
验证了应用潜力
二氧化锡纳米线的生长机理研究
｛ｉｔ ｏ ｍｉｅ ｎｐ ｗ ｅ ｉｒｃ ｏ ） 明的有关二氧化 ｏｎ ｍ ｔ ｅ ｏ ｄｒ ｆ ａｔ ｎ注 ｃ ｔ ｏ ｄｆ ｉ
・收到 稿件 日期 ：２０ ．４２ ０７０ ．６ 通讯 作 者 ：宗福 建 作者 简 介 ：宗福 建 （ ９４ ，男 ， 山东金 乡 县人 ，教授 ， 山东大 学物 理 与微 电子 学院 教师 ，主 要 从事 宽 带隙 半导 体材 料 与器 件 的 １６ 一） 教学 与科 研工 作 。
文章编号 ： １０ ．７ １ ０ ７增刊．６ ２０ ０ １９ ３ （ ０ ） ２ ２ ６ ．４
１ 引 言
Ｓ ｏ 是一种 具有 宽直接带 隙的ｎ ｎ２ 型半 导体材料 ，也 是最早具有 商业价值 的透 明导 电材料 。 标准 的单晶Ｓ Ｏ ｎ２ 是 四 方 相 的 金 红 石 结 构 【 ，其 晶 格 常 数 为 ａ＝ｂ＝ １ 】 ０ ７ ８ｍ，Ｃ ０３８ ｎ ． ３ｎ ４ Ｍ Ｔ －１８ ｍ。与Ｚ Ｏ相 比，Ｓ Ｏ 具有 更 宽 ｎ ｎ２ 的带 隙和更 高的激子束缚 能【 。Ｓ Ｏ 及其掺 杂薄膜具 ２ 】 ｎ ２ 有高可见光透过率 、高电导率、高稳定性 、高硬度 和极 强的 耐腐蚀 性 。Ｓ Ｏ 薄膜 已广泛地 应用 于透 明导 电玻 ｎ２ 璃、太阳 电池、平板显 示器 、高温 电子器件和气敏 传感 器等领域 。 近年来Ｓ Ｏ 薄膜 由于在蓝光 、 外光发光二 ｎ２ 紫 极管 （ Ｅ 、激光器（Ｄ） Ｌ Ｄ） Ｌ 、紫外 （ ＵＶ）探 测器和 氧化 物 透 明电子学等领域具有 重要的潜在应用前景 ， 引起 了 人们 的广泛注 意 ，成为 当前 国际上 重要 的研 究课题 之 几 年来 ，随着纳米 技术 的发展 ，一 维 结构 的Ｓ Ｏ ｎ２
料 ， 以金为催化 剂的硅 衬底上制备 了高质量 的二氧化 在 锡 纳米 线 。在硅衬底 上镀 ５ ｍ 厚的 Ａ ｉ ｒ ｕ膜作 为催 化剂。
纳米二氧化锡的制备路线设计页PPT课件
Sn02纳米薄膜的制备方法
➢ 等离子体化学 气相沉积法
➢ 溶胶．凝胶法
➢ 溅射镀膜法
等离子体化学气相沉积法
➢ 等离子体化学气相沉积法(PCVD)是一种借助等 离子体使含有薄膜组成原子的气态物质发生化学 反应，而在基板上沉积薄膜的方法。
➢ 特别适合于半导体薄膜和化合物薄膜的合成，被 视为第二代薄膜技术。
法
化学气相Байду номын сангаас积
➢ 化学气相淀积是近一、二十年发展起来的制备无 机材料的新技术。化学气相淀积法已经广泛用于 提纯物质、研制新晶体、淀积各种单晶、多晶或 玻璃态无机 薄膜材料。
➢ 这些材料可以是氧化物、硫化物、氮化物、碳化 物，也可以是III-V、 II．Ⅳ、Ⅳ-VI族中的二元或 多元的元素间化合物，而且它们的物理功能可以 通过 气相掺杂的淀积过程精确控制。
➢ PCVD通常是在真空反应器中进行的，通过射频 辉光放电装置发生等离子体，由于等离子体有足 够的能量在碰撞过程中使反应气体分子激发、分 解和电离，大大提高了物质的反应活性，能在较 低的温度下获得纳米级的晶粒，且晶粒尺寸易于 控制。
➢ 一般射频频率为 13．586MHz，电极间距为 2．5cm。
➢ 文应献物【，2分1】别以以高硅纯片的、液玻态璃S和n单Cl4晶和K高Br纯为氧衬气底为，反用 PCVD法制备了Sn02薄膜。
二氧化锡
➢ 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。。
二氧化锡
➢ 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。