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一种二氧化锡纳米粉体的制备方法 0 0

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申请进展

基本信息

申请人信息

代理人信息

摘要

法律状态

权利要求

说明书

专利申请流程有哪些步骤？

申请

申请号：指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。

申请日：提出专利申请之日。

2016-01-27

申请公布

申请公布指发明专利申请经初步审查合格后，自申请日（或优先权日）起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。

申请公布号：专利申请过程中，在尚未取得专利授权之前，国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。

申请公布日：申请公开的日期，即在专利公报上予以公开的日期。

2016-06-01

授权

授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由，授予发明专利权；或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由，授予实用新型专利权或外观设计专利权。

2017-05-24

预估到期

发明专利权的期限为二十年，实用新型专利权期限为十年，外观设计专利权期限为十五年，均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。

2036-01-27

基本信息

有效性	有效专利	专利类型	发明专利
申请号	CN201610053623.4	申请日	2016-01-27
公开/公告号	CN105540649B	公开/公告日	2017-05-24
授权日	2017-05-24	预估到期日	2036-01-27
申请年	2016年	公开/公告年	2017年
缴费截止日
分类号	C01G19/02 、B82Y30/00	主分类号	C01G19/02
是否联合申请	独立申请	文献类型号	B
独权数量	1	从权数量	9
权利要求数量	10	非专利引证数量	1
引用专利数量	3	被引证专利数量	0
非专利引证	1、全文. 李启厚.超声雾化热分解法制备超细SnO2粉体及其形貌和粒度控制《.功能材料》.2008,第9卷第1450-1457页. 曾秋花.水热法制备二氧化锡纳米粉体研究《.中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》.2014,(第2期),第14-27页.;
引用专利	CN1724383A、CN103848456A、JP昭60-155531A	被引证专利
专利权维持	2	专利申请国编码	CN
专利事件		事务标签	公开、实质审查、授权

申请人信息

申请人	柳州豪祥特科技有限公司	第一申请人	柳州豪祥特科技有限公司
专利权人	柳州豪祥特科技有限公司	当前专利权人	柳州豪祥特科技有限公司
发明人	易鉴荣、林荔琍、唐臻、吴坚、林荔珊	第一发明人	易鉴荣
地址	广西壮族自治区柳州市柳东新区官塘创业园研发中心2号楼511号	邮编
申请人数量	1	发明人数量	5
申请人所在省	广西壮族自治区	申请人所在市	广西壮族自治区柳州市

代理人信息

代理机构

专利代理机构是经省专利管理局审核，国家知识产权局批准设立，可以接受委托人的委托，在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。

广州凯东知识产权代理有限公司

代理人

专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务，取得一定资格的人。

李勤辉

摘要

本发明涉及二氧化锡粉体制备领域，具体是一种二氧化锡纳米粉体的制备方法，其包括将SnCl4·5H2O溶于去离子水中配制成溶液；溶液置于恒温水浴中，向溶液滴加氨水，搅拌反应生成Sn（OH）4溶胶；将Sn（OH）4溶胶用去离子水洗涤后进行分离，得到前驱体；再将分散后的前躯体通过喷嘴由上向下垂直喷射至高速旋转的滚轮表面，并经滚轮旋转甩向一侧的雾化室形成液滴；在雾化室内，高压水蒸气从下至上吹向液滴，与前躯体反应生成二氧化锡。本发明通过SnCl4和氨水制备二氧化锡前驱体，并对前躯体进行除氯离子和分散，为制备二氧化锡纳米打下坚实的基础；同时，本发明通过高速气体撞击液滴，然后再次喷射，制得的粉末粒径较细、粒径分布均匀。

摘要附图

法律状态

序号	法律状态公告日	法律状态	法律状态信息
1	2017-05-24	授权
2	2016-06-01	实质审查的生效	IPC(主分类): C01G 19/02 专利申请号: 201610053623.4 申请日: 2016.01.27
3	2016-05-04	公开

权利要求

权利要求书是申请文件最核心的部分，是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。

1.一种二氧化锡纳米粉体的制备方法，包括以下步骤：
（1）将SnCl4·5H2O溶于去离子水中配制成溶液；
（2）将上述溶液置于恒温水浴中，并向该溶液中滴加氨水，搅拌反应生成Sn（OH）4溶胶；
（3）将Sn（OH）4溶胶用去离子水洗涤后进行离心分离，再将分离所得沉淀物超声分散，得到二氧化锡前驱体；
（4）再将分散后的前躯体通过喷嘴由上向下垂直喷射至高速旋转的滚轮表面，并经滚轮旋转甩向一侧的雾化室形成液滴；
（5）在雾化室内，高压水蒸气从下至上吹向液滴，与前躯体反应生成二氧化锡；
（6）收集雾化室的二氧化锡，并干燥，得到二氧化锡纳米粉体。

2.根据权利要求1所述二氧化锡纳米粉体的制备方法，其特征在于：步骤（1）中的去离子水中加入盐酸，盐酸与去离子水的体积比为1:70。

3.根据权利要求1所述二氧化锡纳米粉体的制备方法，其特征在于：步骤（1）中配制的SnCl4溶液的浓度为0.05—0.1mol/L。

4.根据权利要求1所述二氧化锡纳米粉体的制备方法，其特征在于：步骤（2）中恒温水浴的温度保持30--40℃。

5.根据权利要求1所述二氧化锡纳米粉体的制备方法，其特征在于：步骤（2）滴加的氨水浓度为5—10wt%，反应完成后，溶液的pH值为7.5—8.5。

6.根据权利要求1所述二氧化锡纳米粉体的制备方法，其特征在于：喷射流体的质量流率为6—8g/s。

7.根据权利要求1所述二氧化锡纳米粉体的制备方法，其特征在于：喷嘴与滚轮之间的垂直距离为0.01—0.1mm。

8.根据权利要求1所述二氧化锡纳米粉体的制备方法，其特征在于：滚轮的直径为40—
50mm，滚轮转速为300-350r/min。

9.根据权利要求1所述二氧化锡纳米粉体的制备方法，其特征在于：在雾化室内，水蒸气流向与水平方向的夹角为45°--90°，流速为30m/s。

10.根据权利要求9所述二氧化锡纳米粉体的制备方法，其特征在于：水蒸气的温度为
200--400℃；反应时间为30—60min。

说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及二氧化锡粉体的制备领域，具体说是一种二氧化锡纳米粉体的制备方法。

背景技术

[0002] 目前，纳米二氧化锡已经成为纳米材料的研究热点之一。二氧化锡纳米粉体获得高效而广泛应用的前提是采取可靠有效的工艺参数及制备方法对制备二氧化锡纳米粉体的结构、粒度、形貌、粒度分布等微观特性进行有目的的调控，进而满足其在特定领域的应用要求；而提高二氧化锡纳米粉体的各项应用性能的有效途径是制备粒径较小的纳米粉体。

[0003] 通常纳米粉体的粒径对其光学性能有着显著的影响，当纳米粉体粒径小于20nm时，纳米粉体具有很好的光学性能，即量子尺寸效应会影响纳米粉体的光学性能，使光吸收谱发生蓝移，半导体禁带宽度增大。二氧化锡纳米材料是少数几种易于实现量子尺寸效应的氧化物半导体之一，当制备得到的二氧化锡粉体尺寸接近其波尔半径时，具有明显的量子尺寸效应。

[0004] 现有有关二氧化锡纳米粉体制备方法的研究很多，包括固相法、气相法和液相法等，其中液相法具有成本低、反应条件温和、操作简单等优点，被广泛采用。液相法制备二氧化锡纳米微粒通常包括前驱体制备和晶化两个步骤，而前躯体制备和晶化过程的工艺参数均对制备得到的产品性能有很大的影响。由于现有方法在工艺控制等方面存在较大欠缺，导致生产的二氧化锡纳米粉体的产品性能欠佳。

发明内容

[0005] 针对上述问题，本发明提供一种生产粒径较小的二氧化锡纳米粉体的制备方法。

[0006] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种二氧化锡纳米粉体的制备方法，包括以下步骤：

[0007] （1）将SnCl4·5H2O溶于去离子水中配制成溶液；

[0008] （2）将上述溶液置于恒温水浴中，并向该溶液中滴加氨水，搅拌反应生成Sn（OH）4溶胶；

[0009] （3）将Sn（OH）4溶胶用去离子水洗涤后进行离心分离，再将分离所得沉淀物超声分散，得到二氧化锡前驱体；

[0010] （4）再将分散后的前躯体通过喷嘴由上向下垂直喷射至高速旋转的滚轮表面，并经滚轮旋转甩向一侧的雾化室形成液滴；

[0011] （5）在雾化室内，高压水蒸气从下至上吹向液滴，与前躯体反应生成二氧化锡；

[0012] （6）收集雾化室的二氧化锡，并干燥，得到二氧化锡纳米粉体。

[0013] 作为优选，步骤（1）中的去离子水中加入盐酸，盐酸与去离子水的体积比为1:70。

[0014] 作为优选，步骤（1）中配制的SnCl4溶液的浓度为0.05—0.1mol/L。

[0015] 作为优选，步骤（2）中恒温水浴的温度保持30--40℃。

[0016] 作为优选，步骤（2）滴加的氨水浓度为5—10wt%，反应完成后，溶液的pH值为7.5—8.5。

[0017] 作为优选，喷射流体的质量流率为6—8g/s。

[0018] 作为优选，喷嘴与滚轮之间的垂直距离为0.01—0.1mm。

[0019] 作为优选，滚轮的直径为40—50mm，滚轮转速为300-350r/min。

[0020] 作为优选，在雾化室内，水蒸气流向与水平方向的夹角为45°--90°，流速为30m/s。

[0021] 作为优选，水蒸气的温度为200--400℃；反应时间为30—60min。

[0022] 本发明通过SnCl4和氨水制备二氧化锡前驱体，并对前躯体进行除氯离子和分散，为制备二氧化锡纳米打下坚实的基础；同时，本发明通过高速气体撞击液滴，然后再次喷射，制得的粉末粒径较细、粒径分布均匀。

实施方案

[0023] 下面将详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

[0024] 本发明的二氧化锡纳米粉体的制备工艺，包括以下步骤：

[0025] （1）将SnCl4·5H2O溶于去离子水中配制成浓度为0.05—0.1mol/L SnCl4溶液，如溶液浓度再增大，制备的二氧化锡粒径会增大，影响性能；如浓度太小，则会影响反应速度，增加成本，且制备的二氧化锡粒径变化并不明显；其中采用去离子水配制溶液时应加入少量的盐酸，盐酸与去离子水的体积比为1:70，可防止SnCl4水解。

[0026] （2）将上述溶液置于30--40℃恒温水浴中，边搅拌边向该溶液中滴加5—10wt%的氨水，直至溶液的pH值为7.5—8.5，在该pH值的溶液中，（OH）—浓度较大，且围绕在晶粒的周围，（OH）—离子之间的相互排斥作用可抑制晶粒的增大，从而可获得较小粒径的颗粒；氨水作为沉淀剂，在30--40℃中可电离出较多的（OH）—，且采用5—10wt%的浓度，使电离出的OH）—增大溶液的饱和度，提高成核速度，减少反应时间，从而抑制晶粒的增大；如氨水的浓度过大，生成的Sn（OH）4沉淀速度增快，瞬间生成大量的胶粒，而大量的胶粒来不及分散容易发生团聚，易形成较大的颗粒；反应过程中应使溶液混合充分，使生成的Sn（OH）4沉淀粒子发育完善，颗粒均匀球形化。

[0027] （3）将Sn（OH）4溶胶用去离子水洗涤，除出杂质，避免影响后续的反应；洗涤后进行离心分离，离心后所得上清液可用硝酸银除去氯离子；而分离所得沉淀物可采用超声分散，使得到的二氧化锡前驱体在反应时效果更好。

[0028] （4）再将分散后的前躯体通过喷嘴由上向下垂直喷射至高速旋转的滚轮表面，并经滚轮旋转甩向一侧的雾化室形成液滴，使得流体甩向雾化室后的粒度均匀度较好；为了避免流体在表面的停留时间过长，导致粉末粒径过大，应保证流体喷射的质量流率为6—8g/s、喷嘴与滚轮之间的垂直距离为0.01—0.1mm，同时采用的滚轮直径为40—50mm，滚轮转速为300-350r/min。

[0029] （5）在雾化室内，高压水蒸气从下至上吹向液滴，与前躯体反应生成二氧化锡；甩向雾化室的颗粒在高速气流的撞击细化；同时，水蒸气的温度为200--400℃，为前躯体颗粒的晶化提供良好的条件；反应约30—60min后，可完全生成二氧化锡。在实施过程中，气体的流向与水平方向的夹角最好45°--90°，细化效果更好，同时气体的流速保持30m/s为宜；

[0030] （6）收集雾化室的二氧化锡，并干燥，得到二氧化锡纳米粉体。

[0031] 实施例1

[0032] 将SnCl4·5H2O溶于去离子水中配制成浓度为0.05mol/L SnCl4溶液，去离子水中，盐酸与去离子水的体积比为1:70；将上述溶液置于30℃恒温水浴中，边搅拌边向溶液中滴加5wt%的氨水，直至溶液的pH值为7.5，获得Sn（OH）4溶胶；接着将Sn（OH）4溶胶用去离子水洗涤、离心分离，分离所得沉淀物采用超声分散，获得前驱体；再将前躯体通过喷嘴以6g/s由上向下垂直喷射至300r/min旋转的D40mm滚轮表面，其中喷嘴与滚轮之间的垂直距离为0.01mm；在雾化室内，高压水蒸气从下至上吹向液滴，与前躯体反应生成二氧化锡；其中，水蒸气的温度为400℃，气体的流向与水平方向的夹角为45°，气体的流速保持30m/s，反应约
30min后，收集雾化室的二氧化锡，并干燥，得到二氧化锡纳米粉体。经分析，该粉体粒径均介于11—17nm之间。

[0033] 实施例2

[0034] 将SnCl4·5H2O溶于去离子水中配制成浓度为0.08mol/L SnCl4溶液，去离子水中，盐酸与去离子水的体积比为1:70；将上述溶液置于35℃恒温水浴中，边搅拌边向溶液中滴加8wt%的氨水，直至溶液的pH值为8，获得Sn（OH）4溶胶；接着将Sn（OH）4溶胶用去离子水洗涤、离心分离，分离所得沉淀物采用超声分散，获得前驱体；再将前躯体通过喷嘴以7g/s由上向下垂直喷射至330r/min旋转的D43mm滚轮表面，其中喷嘴与滚轮之间的垂直距离为0.05mm；在雾化室内，高压水蒸气从下至上吹向液滴，与前躯体反应生成二氧化锡；其中，水蒸气的温度为300℃，气体的流向与水平方向的夹角为60°，气体的流速保持30m/s，反应约
45min后，收集雾化室的二氧化锡，并干燥，得到二氧化锡纳米粉体。经分析，该粉体粒径均介于1—5nm之间。

[0035] 实施例3

[0036] 将SnCl4·5H2O溶于去离子水中配制成浓度为0.1mol/L SnCl4溶液，去离子水中，盐酸与去离子水的体积比为1:70；将上述溶液置于40℃恒温水浴中，边搅拌边向溶液中滴加10wt%的氨水，直至溶液的pH值为8.5，获得Sn（OH）4溶胶；接着将Sn（OH）4溶胶用去离子水洗涤、离心分离，分离所得沉淀物采用超声分散，获得前驱体；再将前躯体通过喷嘴以8g/s由上向下垂直喷射至350r/min旋转的D50mm滚轮表面，其中喷嘴与滚轮之间的垂直距离为0.1mm；在雾化室内，高压水蒸气从下至上吹向液滴，与前躯体反应生成二氧化锡；其中，水蒸气的温度为200℃，气体的流向与水平方向的夹角为90°，气体的流速保持30m/s，反应约
60min后，收集雾化室的二氧化锡，并干燥，得到二氧化锡纳米粉体。经分析，该粉体粒径均介于6—12nm之间。

[0037] 以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。