SnO<,2>纳米材料的水热制备及表征

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mimidong
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SnO2是一种n型宽带半导体(3.6eV),具有正四面体金红石结构,被广泛地应用于气体传感器、太阳能电池的透明电极、光学技术以及催化氧化有机物中。本文采用水热法制备SnO2纳米材料,分别制备了SnO2纳米粉体、纳米微球、微棒和一些其他形貌的SnO2纳米材料,并运用场发射扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对产物进行了表征,发现:(1)在不同的反应时间下(2h、6h、24h)水热法制备了SnO2纳米粉体,并且测定了粉体的气敏性能。结果表明,水热反应6h制备的粉体粒度均匀,分散性最好,平均晶粒尺寸为6nm;时间过长或过短均不利于高质量粉体的制备,时间过短,粒子虽小但团聚严重,时间过长,粒子继续长大。制备的SnO2纳米粉体对酒精的气敏特性均比市售的SnO2材料气敏性能好,其中水热反应时间为6h生成的粒子的气敏性能最好,反应时间过短或过长,均降低了材料的气敏性能。(2)采用水热法制备了SnO2纳米微球,微球的粒径0.4μm~1.5μm,为多晶形态,并分别研究了在添加不同的阴离子表面活性剂(CTAB)、不同的水热反应时间、不同的反应温度和不同的酒石酸用量的情况下,对纳米微球的形貌和结晶程度的影响,结果表明,CTAB用量多少和反应温度高低对于产物的形貌大小和结晶程度影响较大。分析了微球的形成机理,通过对产物的表征和分析,认为微球是由许多纳米粒子自组装而成。(3)制备了一维的SnO2微棒,并对产物进行了SEM、TEM、XRD的表征,微棒直径约为1μm左右,长度分布于30~80μm之间,并对微棒的形成机理做了简要的分析,认为微棒是在熔盐环境下由粒子自组装而成,熔盐介质对纳米颗粒自生长形成一维纳米结构起到关键作用。SnO2纳米棒形成的过程中是一个固相转变生长的过程,是一种新的一维纳米材料生长机制。(4)列举了在制备SnO2样品时,制得的一些其它特殊形貌的SnO2产物,主要有叶片状、耳朵状、花状和立方状,对他们的形貌及成分做了SEM和XRD分析,证明了这些产物确为SnO2产物。
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