[发明专利]一种锡酸锌包覆二氧化锡核壳结构的制备方法

说明书

本发明涉及微纳米材料制备技术，旨在提供一种锡酸锌包覆二氧化锡核壳结构的制备方法。包括：以氨水溶液、ZnCl₂溶液中形成A溶液；以氨水溶液、Na₂SnO₃溶液和硅烷偶联剂KH560形成B溶液；将A溶液滴加到B溶液中，获得均匀的混合溶液进行水热反应；反复洗涤水热反应产物，烘干后获得白色粉体经煅烧即为产品。本发明所得锡酸锌颗粒包覆二氧化锡粉体颗粒的包覆层均匀，且单个复合颗粒球状体重均有开口，便于后期其他类材料的存储复合等；除此之外复合粉体的粒度高度分散，流动性好；改善金属颗粒与二氧化锡颗粒间的润湿性差问题；提高了材料后期的机械加工成型性能。制备过程中不使用挥发性有毒气体，对环境无污染；容易控制、反应条件温和，原料简单，成本低。

技术领域

本发明属于微纳米材料制备技术，具体是一种锡酸锌包覆二氧化锡核壳结构的制备方法。

背景技术

锡酸锌的主要用途是作为塑料工业中的阻燃剂及烟雾抑制剂，具有无毒、安全易使用的优点，而二氧化锡是一种硬度高、化学稳定性好、光电性能优异的半导体材料，在电子元器件、锂离子电池、气体传感器、超级电容、透明电极及催化材料等方面具有重要的应用价值。

近些年来，二氧化锡纳米粒子、纳米线、纳米带及空心球等结构材料被广泛研究和应用，制备方法也较多，例如，中国专利CN 1789140A(公开号)公开了一种以氧化锌为牺牲模板的氧化锡空心球材料的制备方法；中国专利CN 101012067A以天然聚合物粉末为模板制备二氧化锡空心球。然而目前这些特殊形貌锡酸锌或二氧化锡的制备工艺相对复杂，制备过程环保性低，特别是作为陶瓷、金属等材料的增强相时难以致密，或达到致密的工艺复杂、成本高，不利于进行长期大规模的工业生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种锡酸锌包覆二氧化锡核壳结构的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用水热法，经清洗、烘干、煅烧制备出锡酸锌包覆二氧化锡核壳结构粉体。所采取的技术方案具体包括以下步骤：

提供一种锡酸锌包覆二氧化锡核壳结构的制备方法，包括以下步骤：

(1)室温下将ZnCl₂溶解在去离子水中，充分搅拌得到浓度为0.01～0.09mol/L的溶液；将氨水溶液均匀滴加到ZnCl₂溶液中，调节溶液pH值为8.5～10，形成A溶液；

(2)室温下将Na₂SnO₃溶解在去离子水中，充分搅拌得到浓度为0.1～0.5mol/L的溶液；将氨水溶液均匀滴加到Na₂SnO₃溶液中，调节溶液PH为7；然后在搅拌状态下，将与NaSnO₃同等质量的硅烷偶联剂KH560继续滴加到该溶液中，形成B溶液；然后移至20～80℃的水浴中，继续搅拌2～6h，备用；

(3)在20～80℃水浴和搅拌条件下，将A溶液滴加到B溶液中，获得均匀的混合溶液，持续搅拌时间为30min～1h；

(4)将步骤(3)得到的混合溶液转移至聚四氟乙烯反应釜中，在165～200℃条件下水热反应24～48h；反应结束后，自然冷却至室温；

(5)离心分离或过滤水热反应产物，先后用去离子水和无水乙醇反复洗涤至溶液中无可溶性离子，烘干后获得白色粉体备用；

(6)将步骤(5)所获的粉体置于箱式电阻炉中，在500～1000℃煅烧1～6h；随炉冷却后获得的粉体，即为锡酸锌包覆二氧化锡核壳结构粉体。

本发明中，所述步骤(1)和(2)中，氨水溶液的质量百分比浓度为5～25％，滴加速度为20～45滴/分钟。

本发明中，所述步骤(2)中，所滴加的硅烷偶联剂KH560是以无水乙醇稀释的溶液，硅烷偶联剂KH560与无水乙醇的质量比为1∶5。