二氧化錫及二氧化鈦為母體摻雜金屬離子形成納米粉體的制備與研究.pdf

1、SnO2、TiO2都是重要的寬帶隙N型半導(dǎo)體金屬氧化物，SnO2納米微粒在氣敏半導(dǎo)體材料、濕敏半導(dǎo)體材料、透明導(dǎo)電薄膜、光學(xué)玻璃、陶瓷、顏料、發(fā)光材料、太陽能電池、化學(xué)電極等方面具有廣泛應(yīng)用。納米TiO2在光催化領(lǐng)域已經(jīng)顯示出廣闊的應(yīng)用前景，TiO2僅能吸收5％紫外區(qū)附近的太陽光而限制了它的廣泛應(yīng)用，許多研究試圖通過表面改性與摻雜來擴(kuò)大它的光譜響應(yīng)范圍和提高它的催化活性。有選擇性的進(jìn)行摻雜已被證明是一種提高半導(dǎo)體氧化物光催化活性的極其有

2、效的方法，摻入一定的金屬陽離子能極大的提高TiO2的光催化效率。本論文采用溶膠凝膠法制備了ITO、納米氧化鋅錫粉體、納米氧化納米二氧化鈦錫粉體和納米二氧化鈦鋅粉體，通過XRD、TEM、SEM、DTA等多種測試手段對樣品的晶體結(jié)構(gòu)及形貌特征進(jìn)行了研究。
　　 采用水基溶膠凝膠法制備ITO納米粉體，分析了不同煅燒溫度、pH、分散劑等因素對ITO納米微粒形貌及結(jié)構(gòu)的影響。通過使用分子量為20000的分散劑PEG，控制煅燒溫度在500℃

3、，可以得到單相的立方In2O3。所得ITO粉末的形貌呈球形，粒徑在15±5nm，粒徑分布窄，適合作為制備ITO靶材的起始原料。
　　 采用水基溶膠凝膠法制備氧化鋅錫納米粉體，分析了不同煅燒溫度、pH、模板劑等因素對納米微粒形貌及結(jié)構(gòu)的影響。通過使用分子量為20000的分散劑PEG，控制煅燒溫度在500℃，得到晶體結(jié)構(gòu)仍然為SnO2的四方晶體結(jié)構(gòu)，說明Zn2+的摻雜并未使粉末形成ZnO的物相，但衍射峰向高角度發(fā)生了位移。由此可以看

4、出Zn2+離子以置換固溶體的形式取代Sn4+離子的位置，形成固溶體，說明溶膠-凝膠法實(shí)現(xiàn)了Zn2+的均勻摻雜。
　　 在采用溶膠凝膠法制備納米二氧化鈦粉體的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行有效的摻雜，以鈦酸正丁脂、四氯化錫、氯化鋅為前驅(qū)物，無水乙醇為溶劑，聚乙二醇(平均分子量600)為分散劑，制備納米二氧化鈦、二氧化鈦鋅、二氧化鈦錫粉體。pH值易于控制，通過溶膠滲透(純化去除Cl-)、凝膠轉(zhuǎn)化，得到了穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠以及m(Ti)∶m(Sn)=