[发明专利]利用静电纺丝工艺制备管状锡酸锌（ZnSnO3）材料

说明书

技术领域

本发明涉及利用静电纺丝工艺制备管状锡酸锌（ZnSnO₃）材料，属复合金属氯化物材料制备工艺技术领域。 

背景技术

ZnSnO₃是一种n型金属复合氧化物半导体，可以作为酒敏材料，具有灵敏度高、成本低和寿命长等特点。静电纺丝法是一种简单易行、价格低廉的工艺技术。利用静电纺丝工艺，可以制备低成本、高质量的微米和纳米纤维材料，在热处理温度低、保温时间短等条件下，能够制备具有d¹⁰电子构型的金属氧化物材料。初步研究发现，利用此法制备的ZnSnO₃样品具有微米级细管外貌特征，长度在3 - 7 μm之间，直径在1 - 2 μm之间。该种材料有望应用于光催化、传感器制造等领域。 

发明内容

本发明旨在提供一种以六水合硝酸锌和五水合四氯化锡为前驱体，以聚乙烯吡咯烷酮为结构模板，利用静电纺丝法制备管状ZnSnO₃材料的方法。其制备过程和步骤如下所述： 

a. 电纺液的配制

（1）称取1.2818 g 六水合硝酸锌Zn(NO₃)₂·6H₂O和1.5106 g五水合四氯化锡SnCl₄·5H₂O，放入100 ml烧杯中，依次加入10 ml乙醇和10 ml乙酰丙酮，搅拌至溶解；即为前驱体溶液；

（2）称取1.2 g 聚乙烯吡咯烷酮（K90），在持续搅拌下，分批次慢慢倒入上述前驱体溶液中。将烧杯放入烘箱中，于83℃加热，每隔半小时取出，搅拌5 min，再放回。重复该步骤，直至固状物全部溶解，停止热处理，取出静置；此即为电解液，备用；

b.  管状ZnSnO₃制备

（1） 移取20 ml上述电纺液于注射器中，注射器固定在电脑微量注射泵上；选取0.5 ml/h 的推进速率，匀速推动分散液即电解液经聚四氟乙烯细管到达纺丝喷嘴；

（2）将喷嘴与收集铝箔距离设定为15 cm，调节高压电源电压为10 kV；喷丝温度为25℃，喷嘴内径为1mm；进行电纺喷丝；纺丝过程结束后，将纺丝于真空干燥器中经过4小时干燥处理；

（3） 将干燥纺丝放入一坩埚内，再于马弗炉中以3 °C /min的速率升温；在空气气氛中升至650 °C后保温2小时，自然冷却至室温，即得到管状ZnSnO₃材料。

    利用上述工艺制备的ZnSnO₃材料具有以下形貌和拓扑特征： 

ZnSnO₃纳米纤维长度在5-10 μm之间，直径为1 μm左右。

附图说明

图1为 ZnSnO₃扫描电子显微镜（SEM）照片。 

图2为 ZnSnO₃扫描电子显微镜（SEM）照片。 

图3为 ZnSnO₃ X-射线衍射（XRD）图谱。 

具体实施方式

现将本发明的具体实例详述于后。 

实施例

本实施例制备ZnSnO₃纳米纤维的过程和步骤如下所述：

称取1.2818 g 六水合硝酸锌Zn(NO₃)₂·6H₂O和1.5106 g五水合四氯化锡SnCl₄·5H₂O，放入100 ml烧杯中，依次加入10 ml乙醇和10 ml乙酰丙酮，搅拌至溶解；称取1.2 g 聚乙烯吡咯烷酮（K90），在持续搅拌下，分批次慢慢倒入上述前驱体溶液中。将烧杯放入烘箱中，于83℃加热，每隔半小时取出，搅拌5 min，再放回。重复该步骤，直至固状物全部溶解，停止热处理，取出静置。此即为电解液，备用；