二氧化錫納米中空球制備方法知多少？

錫是我國豐富的礦產(chǎn)資源，它的深度加工產(chǎn)品在高技術(shù)領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用。二氧化錫(SnO2)作為其中的一種衍生功能材料由于其具有化學(xué)穩(wěn)定性好、氣體靈敏度高和成本低等優(yōu)點，近年來受到越來越多的關(guān)注。

     SnO2主要用于鋰電池、光催化劑和氣敏傳感器等領(lǐng)域?，F(xiàn)今已成功制備多種不同形態(tài)的SnO2。同核桃形、花形和立方形SnO2功能傳感材料相比，SnO2中空球傳感材料具有較大的比表面積、較多的活性位點、更優(yōu)異的光電以及氣敏性能，近年來這種潛力功能材料越來越受到科研人員的青睞，關(guān)于SnO2中空球的文獻(xiàn)報道也逐年遞增。本文對常見的SnO2納米中空球的制備方法做一下介紹

水熱法

　　多年來，水熱法已廣泛應(yīng)用于中空納米材料的制備領(lǐng)域。有研究者以次氮基三乙酸(NTA)為前驅(qū)體，通過水熱處理制得長鏈聚合物前體(—NiNTA—)n，水熱條件下向(—NiNTA—)n 聚合物中加入三水合錫酸鈉(Na2SnO3·3H2O)以形成鎳離子(Ni2+ )、次氮基三乙酸離子(NTA－ )和SnO2顆粒。在反應(yīng)系統(tǒng)中，利用水分子與乙醇分子的結(jié)合來產(chǎn)生強大的靜電吸附作用使Ni2+、NTA-和SnO2顆粒聚集在一起，通過高溫?zé)Y(jié)形成斷開的Ni摻雜的SnO2中空微球。 另有研究者通過一步水熱反應(yīng)合成了不同Al摻雜量(1.0%、1.5%、2.0%，wt，質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)的SnO2中空微球，當(dāng)Al的摻雜量為1.5%時，復(fù)合中空材料表現(xiàn)出優(yōu)越的電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性。

溶膠-凝膠法

　　溶膠-凝膠法具有簡單易操作、產(chǎn)物純度高、組成控制好和化學(xué)成分相對均勻等諸多優(yōu)點，被廣泛用來制備納米材料。通常用溶膠-凝膠法輔以其他方法來制備中空SnO2納米材料。研究者通過溶膠-凝膠法以SnO2微球作為犧牲模板制備了SnO2中空球納米材料應(yīng)用到鋰電池陽極端，并對它的電化學(xué)性能進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)SnO2中空球的直徑為25nm時，鋰電池表現(xiàn)出優(yōu)越的電化學(xué)性能。研究者基于納米SnO2膠體模板工藝，輔助溶膠-凝膠涂層技術(shù)成功合成了SnO2與四氧化三鈷(Co3O4)的混合物(SnO2＠Co3O4)中空納米球，在電化學(xué)性能測試中，SnO2＠Co3O4復(fù)合材料高的比容量和循環(huán)穩(wěn)定性表明其在鋰電池中具有潛在的應(yīng)用價值。

奧斯特瓦爾德熟化法

　　奧斯特瓦爾德熟化是指小顆粒溶解后吸附在大顆粒表面而使大顆粒繼續(xù)增長的一種自發(fā)過程，成功地被用來制備中空球。采用奧斯特瓦爾德熟化法可以解決傳統(tǒng)模板法制備中空結(jié)構(gòu)過程中模板去除的問題。同時，其制備的中空結(jié)構(gòu)規(guī)整、粒徑較小。研究者以錫酸鉀(K2SnO3)為前驅(qū)體，在乙醇-水混合溶劑中，“一鍋出”制得SnO2中空微納米球，反應(yīng)的自發(fā)形成歸結(jié)為由內(nèi)而外的奧斯特瓦爾德熟化過程；合成的SnO2中空納米球在鋰離子電池的電極材料中顯示了很好的鋰儲存能力和使用周期。另有研究者將SnSO4和尿素混合液在120℃的高壓反應(yīng)釜中水熱處理24h，直接獲得了海膽狀SnO2中空結(jié)構(gòu)，該納米中空材料對乙醇?xì)怏w具有良好的氣敏傳感性能。另有研究者將SnCl4作為前驅(qū)體，在冷凝的硫酸(H2SO4)存在下利用乙醇催化水解脫水形成SnO2納米晶體，基于奧斯特瓦爾德熟化機理，SnO2納米晶體迅速聚集形成微球，直接生長重結(jié)晶得到SnO2中空球，其作為鋰電池的負(fù)極材料使用時比原始的SnO2納米顆粒具有更好的循環(huán)穩(wěn)定性。

其他方法

　　一步燒結(jié)法、超聲噴霧熱解法等也常被用來合成SnO2納米中空球。其中一步燒結(jié)法是相對簡單、適用、經(jīng)濟和快速制備納米中空球形粒子的方法。有研究者僅以辛酸錫(C16H30O4Sn)為原料，300℃條件下利用C16H30O4Sn與氧氣發(fā)生反應(yīng)合成表面起泡的納米SnO2顆粒，為了減少系統(tǒng)表面能，這些納米SnO2顆粒開始自發(fā)聚集在一起形成球形，后在500℃馬弗爐中煅燒得到SnO2中空球。另有研究者以二氯化錫(SnCl2·2H2O)為錫源，檸檬酸為空心結(jié)構(gòu)輔助添加劑，利用超聲噴霧熱解技術(shù)以及高溫?zé)岱纸膺^程產(chǎn)生大量的錫前體空心氣凝膠，這些氣凝膠在70℃空氣中干燥12h后600℃條件下燒結(jié)１h制得SnO2中空球。

用超聲噴霧熱解技術(shù)以及高溫?zé)岱纸膺^程產(chǎn)生大量的錫前體空心氣凝膠，這些氣凝膠在70℃空氣中干燥12h后600℃條件下燒結(jié)１h制得SnO2中空球。