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纳米二氧化锡是一种多功能材料,在许多领域均得到了广泛应用。本文在前人工作的基础上,对纳米二氧化锡的制备方法、掺杂及催化性能进行了较为系统的研究。
采用锡粒氧化.水热法合成了纳米二氧化锡,运用FT-IR,XRD和TEM等测试手段对产物的结构和形貌特征进行了表征,并研究了温度、时间、介质、压力等反应条件对产物粒径、形貌的影响。结果表明,反应温度是关键因素之一,不仅能影响二氧化锡的晶化程度,而且还影响二氧化锡颗粒的大小,反应温度由120℃升到220℃时,晶粒粒径由3.31nm增大到4.75nm;以无水乙醇为反应介质时,粒子间的团聚程度明显降低;增大反应压力,粒子的堆积程度也有所降低。
采用水热法还合成了SnO<,2>-Cu<,2>(OH)<,3>NO<,3>-CuO和Cu<,2>(OH)<,3>NO<,3>-CuO复合物,考察了这两种复合物及SnO<,2>对高氯酸铵(AP)热分解的催化作用。与Cu<,2>(OH)<,3>NO<,3>-CuO和SnO<,2>相比,SnO<,2>-Cu<,2>(OH)<,3>NO<,3>-CuO对AP热分解具有很好的催化效果,该复合粉体添加量为3%时,能使AP的高温热分解峰温降低155℃,明显优越于国内外相关文献的报道。
本文进一步研究了电化学法制备纳米二氧化锡的新途经,考察了电极材料、电解质组成、电流密度、反应及焙烧温度、表面活性剂对产物的影响。XRD结果表明,以锡金属为阳极,不锈钢板为阴极,硝酸铵为电解质,85℃下反应,可得到二氧化锡,焙烧温度仅需400℃,就能得到晶化很好的四方相锡石型二氧化锡。往电解质中加入表面活性剂OP-10后,产物的分散性得到了改善,产物的粒径分布在50~200nm之间。
本文还考察了SnO<,2>及其复合氧化物ZnO/SnO<,2>对甲基橙和亚甲基蓝的光催化降解作用。UV-Vis研究结果表明,在相同的实验条件下,与单一的ZnO和SnO<,2>相比,znO/SnO<,2>复合氧化物的光催化性能最好,当焙烧温度为400℃、摩尔配比为2:1、投入量为1.5g/L时,对浓度为20mg/L的甲基橙溶液光降解率达到99%;znO次之,使甲基橙溶液的降解率达到20%左右;SnO<,2>的光催化性能最差,仅使甲基橙溶液的降解率达到9%左右。另外,复合氧化物ZnO/SnO<,2>对亚甲基蓝也有较好的光催化降解作用。