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溶胶凝胶冷冻干燥技术制备纳米二氧化锡及其表征连进军1，李先国1，冯丽娟1，马艳丽（ 1.中国海洋大学化学化工学院，山东青岛266003 2.齐齐哈尔东亚二中，黑龙江齐齐哈尔161000）粉体，并用X射线衍射（ XRD）、透射电镜（ TEM ）和热分析（ T GDTA ）对产品进行了表征，同时考察了pH值、反应物浓度以及焙烧温度对产品粒径及形貌的影响。结果表明，在优化的反应条件下，溶胶凝胶冷冻干燥技术可以制得粒径均匀的10 nm以内的SnO粉体。明显的体积效应、表面效应、量子尺寸效应和量子隧道效应，使得纳米粒子在磁性、催化、光吸收和热阻等方面与普通材料相比显示出许多特异性能[ 1， 2]，因而成为21世纪*令人瞩目的功能材料之一。
是一种重要的化学工业材料，由于它独特的气敏特性和光电性能，被广泛地应用于气敏元件、电极材料及太阳能电池等领域。制备纳的方法很多，主要有：化学沉淀法、水热合成法、硝酸氧化法、溶胶凝胶法（也包括胶体化学法和金属醇盐水解法）、超临界流体干燥法、非均相共沸蒸馏法、喷雾热解法等等。
溶胶凝胶法具有所得产品均匀度高、纯度好、副反应少、反应过程易于控制、易于实现工业化的特点，因而在粉体制备中较多采用，但存在的*大问题是粉末的团聚。
本工作将冷冻干燥技术与溶胶凝胶法相结合制备纳米2，不仅很好地解决了凝胶干燥过程中粉体团聚的问题，也避免了其他方法（如胶体化学法）在制备过程中添加阴离子表面活性剂（如DBS）和有机溶剂，不易除去而引入杂质，因而影响产品质量的缺陷。
1. 1实验1. 1冷冻干燥原理在胶粒聚沉形成网状结构的凝胶过程中，大量化学世界的分散介质（水）吸附（包留）于其中，相应地形成大量的毛细管。干燥过程中表面张力和表面能的作用使凝胶收缩聚结，造成颗粒间的团聚。因此，采用普通干燥方法得到的粉体比表面积和孔体积很小，粒子间的团聚相当严重。
冷冻干燥在低温、负压下使冻成固相的介质升华，达到排除分散介质的目的。由于胶体颗粒被冻住在原液相介质中，并且颗粒间的毛细管内不存在具有巨大表面张力的气液界面，从而避免了因液桥引起的严重的团聚现象。冷冻干燥法充分利用了水的特性当水冻成冰时，其体积膨胀，使得原先彼此相互靠近的凝胶粒子适当分开固态水分子与颗粒之间的界面张力远小于液态水分子与颗粒间的界面张力。因此，从理论上分析，冷冻干燥法可以在很大程度上解决干燥过程中粒子的团聚问题。
的制备本工作将冷冻干燥技术与溶胶凝胶法相结合，制备纳米SnO 2.与传统的一步喷雾冷冻干燥法不同，制备过程一般由凝胶制备和冷冻干燥两步组成。
凝胶制备采用溶胶凝胶法。将SnCl溶于蒸馏水中配成不同浓度的溶液，在强烈搅拌下逐滴加入浓氨水与之反应，调节不同的pH值，制得凝胶。静置老化一段时间后，多次离心洗涤除去Cl将处理好的凝胶在液氮中快速冷冻，然后迅速转入Labcon 6L冷冻干燥机中（避免解冻）干燥，干燥过程中保持温度 50°C，压力13. 3 Pa.白色粉末在一定温度下焙烧，得到*终产品。
的表征用日本理学D/ maxrB型X射线粉末衍射仪对所得粉体进行物相分析， CuK射线，石墨单色器滤波，管压40 kV，管流20 mA用日本电子JEM100SX型透射电子显微镜进行形貌观察及粒径估算，加速电压60. 0 kV ，放大10万倍用上海精密科学仪器有限公司型综合热分析仪在氮气气氛（纯度≥99. 95 ）中于室温至850°C范围内测定粉体的热重差热分析曲线，升温速率为10°C/ min，作为参比。
2实验结果与讨论2. 1pH值的影响有关文献报道， pH值在0. 5～11之间时，均可水解。本工作在保持其它条件相同的条件下选取pH在2～10之间进行实验，考察pH对产品粒径的影响。表1是由TEM照片估算的不同pH值条件下所得产品的粒径（ TEM照片未给出）。
可以发现随着值的变化，粉体粒径呈现W形分布：即在溶胶分别呈酸性和碱性时，各出现一个粒径*小的pH值点，这与陆凡采用超临界流体干燥技术观察到的结果一致。出现这种现象的原因可能是：在较低pH值（ 4左右）时，胶体粒子表面形成带正电的水化膜（ H）而稳定存在当pH值升高浓度增大，水化膜被破坏，胶体粒子通过氧桥或羟基配体连接成三维网格状凝聚体，发生团聚当pH值升高至8时，胶粒整体则带负电而达到第二个稳定状态。从表1中可以看出，在pH为4左右时所制备的粉体粒径*小。
的粒径粒径/ nm浓度均为0. 2 m ol/ L，凝胶老化2 h，冷冻干燥后的凝胶粉末在500°C焙烧浓度的影响的起始浓度也是影响产品性质的一个重要不能生成凝胶太高时沉淀形成迅速，颗粒明显团聚而形成大颗粒，且不易胶溶。索辉等人采用溶胶凝胶法，发现*佳起始浓度为0. 13 mol/ L.我们选取起始Sn浓度在0. 1～0. 5 mol/ L范围内进行实验，控制其它条件恒定。图1是不同Sn起始浓度下所制备粉体的浓度范围内制备出的SnO粉末大小均匀，基本上都为圆球形，平均粒径在10 nm左右，粒径分布窄。
即起始浓度的增加对本方法制备的产品粒径影响不大。
2. 3焙烧温度的影响谱图，它的特征衍射峰不清晰，只显示出、101、等几个强衍射峰，这说明已有晶体出现，但晶化特征不明显。图2b、2c分别是500°C和700°C时焙烧后粉体的XRD谱图，它们的特征衍射非常清晰，检索结果表明，焙烧后所得的产品为四方晶系金红石结构的2.随着焙烧温度的升高，相应的衍射峰变尖锐，说明随温度升高， SnO的晶化特征逐渐明显，晶体结构趋于完整同时半峰宽变窄，根据公式[ 19]，其他条件不变的情况下，衍射峰宽化表明粒径变小，因此峰宽变窄表明粒径有增大的趋势，与T EM观测结果（未给出）一致。
可以看出，在150°C附近， DT A曲线有一吸热峰，这是由于样品在此时失去结构水所致， T G曲线上也有一个明显的失重台阶，失重率约为13. 2.
化学世界由计算得知，这一失重对应于如下两个反应的组合过程：电镜照片5 mol/ L （pH值为4，凝胶老化2 h，冷冻干燥后凝胶粉末在500°C焙烧）考虑到凝胶是在时制备的，我们认为这一推断是合理的。失水反应在200°C附近完成。此时随温度的升高， T G曲线再无明显的变化， DT A曲线也没有峰出现，说明在200°C时，所制得的SnO已经形成晶体，且具有良好的热稳定性。
a.未焙烧的干凝胶粉末 b. 500°C焙烧c. 700°C焙烧（凝胶制备条件： pH= 6， c本工作中我们还发现，较高温度下焙烧会造成粉体颜色变化：冷冻干燥后的干粉为纯白色，焙烧后产物则呈现浅黄色，且随着温度的升高颜色逐渐加深。据李青山等人分析，纯SnO受热后，其电子从价带激发到导带吸收高能量区波段的光，反射了低能量区波段的光，故而会呈现出黄色。
（凝胶制备条件： pH= 6， c此外，本工作还对冷冻介质进行了考察，发现用化学世界液氮冷冻明显优于用干冰。这是由于冷冻速度越快、团聚越少，颗粒越小，并且分布更均匀。因为冷冻速度缓慢时，开始只在外面形成一层冰层，内部还存在没有冻结的液核冰层冻结时，会对液核中的颗粒产生巨大的压力，由于液核中颗粒相互位置可以任意变化，在高压下，这些没有冻结的颗粒就被紧紧地压在一起，造成团聚[ 21].如果冷冻速度足够快，则内外一起冻结，液核很小或没有，液核中颗粒也少，就不会产生大的团聚，所以冷冻速度越快，颗粒尺寸也越小，分布也更均匀。
3结论3. 1以溶胶凝胶法为基础，采用冷冻干燥取代传统干燥方法，有效地阻止了粉体的团聚，能够比较容易地制得粒度分布均匀、形状规则、粒径在10 nm以内的SnO粉体。
3. 2pH值为4时制备的SnO粉体粒径较小起始Sn浓度在0. 1～0. 5 mol/ L范围内变化对产品粒径影响不大随焙烧温度的升高粉体粒径逐渐增大经过焙烧后粉体颜色显淡黄色，且随焙烧温度的升高颜色逐渐加深。
3. 3用液氮作为冷媒，冷冻速度快，颗粒团聚少，粒径分布更均匀。
[ 5 ]储炜，吴晖，尤金跨，等。纳米科学技术在化学电[ 8 ]贺蕴普，李亚栋，李龙泉，等。纳米SnO的制备[ J] .应[ 9 ]任红军，徐甲强。金属硝酸氧化法制备的SnO微粉的[ 10]陈晓阳，孙雅茹，董海清，等。溶胶凝胶法制备纳米[ 11]张义华，张景新，王学勤，等。二氧化锡纳米粒子的制备及表征[ J ] .大连理工大学学报， 2000， 40（ 1） ： 64 [ 13]陆凡。超细二氧化锡粉体的制备、表征及其在低温气敏材料中的应用[ D] .中国科学院山西煤炭化学研究所，博士学位论文， 1996.
[ 14]高艳阳，崔子文，高建峰。 SnO超细粉末制备中粉体团聚的形成及防止[ J ] .华北工学院学报， 1996， 17 [ 16]贺蕴普，李亚栋，李龙泉，等。纳米SnO的制备[ J] .应[ 17]颜秀茹，宋宽秀，霍明亮，等。纳米SnO的制备条件及[ 18]索辉，向思清，朱玉梅，等。 SnO纳米晶的溶胶凝胶法制备及气敏性质[ J] .吉林大学自然科学学报，[ 19]李树棠。晶体X射线衍射学基础[ M ] .北京：冶金工业[ 20]李青山，张金朝，宋鹏。热处理对掺锑二氧化锡纳米导电粉粒度和性能的影响[ J] .无机材料学报， 2002，[ 21]李革胜，李华基，彭晓东。冷冻干燥制备T iO超细粉体研究[ J] .重庆大学学报（自然科学版） ， 1999， 22李春生，张瑾。利用废PS泡沫塑料制备乳液涂料朱龙，李蕾。利用废泡沫塑料制备防水涂料[ J] .化刘星，沈申康。建筑内墙涂料发展动向[ J] .中外轻工林秀英。室温交联苯丙乳胶涂料的研究[ J] .涂料工业，化学世界
