氨鹽等離子體法制備納米ato粉體的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及納米ATO粉體的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化錫作為一種重要的無機材料，在電子、陶瓷等領(lǐng)域有著重要的地位，而ATO(銻摻雜二氧化錫)粉體作為制備該領(lǐng)域材料的組成部分受到越來越多的重視。目前，由于國內(nèi)外廠家絕大部分采用氯鹽生產(chǎn)ATO粉體，其在制備過程中采用的工藝流程具有共性難題是錫水合物膠體中的氯離子極其難以除去，且現(xiàn)有的工藝流程的缺點是:洗滌流程長、不能連續(xù)生產(chǎn)，成本高，質(zhì)量差，加之產(chǎn)品中含有氯離子，使得用戶終端產(chǎn)品受影響是不可避免的，因此制約了 ATO材料的大面積推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可連續(xù)生產(chǎn)、成本較低的氨鹽等離子體法制備納米ATO粉體的方法。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為:氨鹽等離子體法制備納米ATO粉體的方法，其包括以下步驟:
(1)在有機酸中加入金屬錫和金屬銻或含銻化合物，再滴加硝酸反應(yīng)溶解；
(2)溶解后加入絡(luò)合劑和分散劑，然后加入尿素，再在常溫下攪拌均勻，并滴加氨水，得到棕色透明液體；
(3)將透明液體經(jīng)噴霧干燥得到ATO前驅(qū)體；
(4)ATO前驅(qū)體經(jīng)等離子爐在氧氣或空氣氣氛下氣化熱處理，得到納米ATO粉體。
[0005]作為優(yōu)選，所述有機酸為檸檬酸或酒石酸。
[0006]作為優(yōu)選，所述含銻化合物為三氧化二銻或乙二醇銻或酒石酸銻。
[0007]作為優(yōu)選，所述絡(luò)合劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺中的一種或多種。
[0008]作為優(yōu)選，所述分散劑為丙酮、乙醇、乙二醇、果糖中的一種或多種。
[0009]作為優(yōu)選，所述錫與金屬銻或含銻化合物按照氧化錫與氧化銻的質(zhì)量比為(5.6—19): 1
[0010]作為優(yōu)選，步驟(I)中所述錫和金屬銻或含銻化合物質(zhì)量和、有機酸、硝酸的質(zhì)量比為1: (3 — 6):(0.3 — 0.8)，硝酸的濃度為2mol / L—8 mo I / L，反應(yīng)溫度為10C —30°C，反應(yīng)時間為Ih — 2h。作為優(yōu)選，步驟(2)中所述絡(luò)合劑、分散劑、步驟(I)中的溶液的體積比為1:1: (30--35)，尿素的加入量為溶液總質(zhì)量的5% —20%,滴加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值至4一 7。
[0011]作為優(yōu)選，步驟(3)中噴霧干燥的進口溫度為180 °C —250 °C,出口溫度為80 0C --100。。。
[0012]作為優(yōu)選，步驟(4)中熱處理溫度為400°C —500°C，時間為3h — 4h。
[0013]從上可知，本發(fā)明的制備方法不引入氯離子、沒有洗滌流程、制備工藝簡單、生產(chǎn)周期短、成本低、易于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)，有利于ATO材料的大面積推廣應(yīng)用。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合實施例詳細介紹本發(fā)明的氨鹽等離子體法制備納米ATO粉體的方法，其包括以下步驟:
首先，在絡(luò)合能力強的有機酸如檸檬酸或酒石酸等中加入金屬錫和金屬銻或含銻化合物，含銻化合物可為三氧化二銻或乙二醇銻或酒石酸銻等，再滴加硝酸反應(yīng)溶解；其中，錫和金屬銻或含銻化合物質(zhì)量和、有機酸、硝酸的質(zhì)量比為1: (3 — 6):(0.3 — 0.8)，硝酸的濃度米用2mol / L—8 mo I / L，反應(yīng)溫度為10°C —30°C，反應(yīng)時間為Ih —2h。
[0015]接著，待錫銻溶解后加入絡(luò)合劑如聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺中的一種或多種和分散劑如丙酮、乙醇、乙二醇、果糖等一種或多種，然后按一定配比加入尿素；其中，錫與金屬銻或含銻化合物按照氧化錫與氧化銻的質(zhì)量比為(5.6 — 19): 1，絡(luò)合劑、分散劑與溶液的體積比為1:1: (30—35)，尿素的加入量為溶液總質(zhì)量的5% —20%，再在常溫下攪拌均勻，勻速滴加氨水調(diào)節(jié)溶液的PH值至4一7，得到棕色透明液體。
[0016]然后，將透明液體經(jīng)噴霧干燥得到ATO前驅(qū)體；其中，噴霧干燥的進口溫度度為180 0C —250 °C，出口溫度為 80 °C —100 °C。
[0017]最后，將ATO前驅(qū)體經(jīng)等離子爐在氧氣或空氣氣氛下氣化熱處理，得到納米ATO粉體；其中，熱處理溫度為400°C —500°C，時間為3h — 4h。
[0018]實施例1
按照氧化錫與氧化銻的質(zhì)量比為19: I稱取金屬錫和酒石酸銻，將兩者按照1: 6的質(zhì)量比加入到酒石酸中，再按照與錫和銻質(zhì)量和之比為0.3:1滴加2mol / L的硝酸，溫度維持在30°C，待Ih后加入溶液體積I / 35的聚乙二醇與聚丙烯?；旌衔锖虸 / 30的果糖和乙二醇混合物，然后加入溶液質(zhì)量20%的尿素；再在常溫下攪拌均勻，勻速滴加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值至7 ;接著將液體在進口溫度為250°C、出口溫度為90°C條件下噴霧干燥；最后在等離子爐中以500°C溫度在氧氣氣氛中氣化熱處理3h，從而得到納米ATO粉體；經(jīng)檢測，粉體為近正方形，粒徑(nm):39 ;比表面積(m2/g):23 ;電阻率(Qcm):< 5 ;熱穩(wěn)定性(°C ):> 900。
[0019]實施例2
按照氧化錫與氧化銻的質(zhì)量比為5.6: I稱取金屬錫和金屬銻，將兩者按照1: 3的質(zhì)量比加入到檸檬酸中，再按照與錫和銻質(zhì)量和之比為0.8:1滴加2mol / L的硝酸，溫度維持在10°C，待2h后加入溶液體積I / 30的聚乙烯醇和丙酮，然后加入溶液質(zhì)量5%的尿素；再在常溫下攪拌均勻，勻速滴加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值至4 ;接著將液體在進口溫度為180°C、出口溫度為80°C條件下噴霧干燥；最后在等離子爐中以400°C溫度在空氣氣氛中氣化熱處理3h，從而得到納米ATO粉體；經(jīng)檢測，粉體為類球形，粒徑(nm):50 ;比表面積(m2/g):32 ;電阻率(Qcm):< 5 ;熱穩(wěn)定性(V ):> 900。
[0020]實施例3
按照氧化錫與氧化銻的質(zhì)量比為12: I稱取金屬錫和三氧化二銻，將兩者按照1: 4的質(zhì)量比加入到檸檬酸中，再按照與錫和銻質(zhì)量和之比為0.6:1滴加4mol / L的硝酸，溫度維持在15°C，待2h后加入溶液體積I / 32的聚乙二醇和乙二醇，然后加入溶液質(zhì)量10%的尿素；再在常溫下攪拌均勻，勻速滴加氨水調(diào)節(jié)溶液的PH值至5 ;接著將液體在進口溫度為200°C、出口溫度為85°C條件下噴霧干燥；最后在等離子爐中以420°C溫度在空氣氣氛中氣化熱處理3h，從而得到納米ATO粉體；經(jīng)檢測，粉體為類球形，粒徑(nm):36 ;比表面積(m2/g):26 ;電阻率(Qcm):< 5 ;熱穩(wěn)定性(V):> 900。
[0021]實施例4
按照氧化錫與氧化銻的質(zhì)量比為15: I稱取金屬錫和乙二醇銻，將兩者按照1: 5的質(zhì)量比加入到酒石酸中，再按照與錫和銻質(zhì)量和之比為0.4:1滴加3mol / L的硝酸，溫度維持在20°C，待2h后加入溶液體積I / 30的聚乙二醇與聚丙烯?；旌衔锖虸 / 30的乙醇和乙二醇混合物，然后加入溶液質(zhì)量15%的尿素；再在常溫下攪拌均勻，勻速滴加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值至6 ;接著將液體在進口溫度為220°C、出口溫度為90°C條件下噴霧干燥；最后在等離子爐中以480°C溫度在氧氣氣氛中氣化熱處理4h，從而得到納米ATO粉體；經(jīng)檢測，粉體為近正方形，粒徑(nm):42 ;比表面積(m2/g):28 ;電阻率(Qcm):< 5 ;熱穩(wěn)定性(°C ):> 900。
[0022]上述實施方式僅供說明本發(fā)明之用，而并非是對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，還可以作出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)屬于本發(fā)明的范疇。
【主權(quán)項】
1.氨鹽等離子體法制備納米ATO粉體的方法，其包括以下步驟: (1)在有機酸中加入金屬錫和金屬銻或含銻化合物，再滴加硝酸反應(yīng)溶解； (2)溶解后加入絡(luò)合劑和分散劑，然后加入尿素，再在常溫下攪拌均勻，并滴加氨水，得到棕色透明液體； (3)將透明液體經(jīng)噴霧干燥得到ATO前驅(qū)體； (4)ATO前驅(qū)體經(jīng)等離子爐在氧氣或空氣氣氛下氣化熱處理，得到納米ATO粉體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于:所述有機酸為檸檬酸或酒石酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于:所述含銻化合物為三氧化二銻或乙二醇銻或酒石酸銻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于:所述絡(luò)合劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于:所述分散劑為丙酮、乙醇、乙二醇、果糖中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于:所述錫與金屬銻或含銻化合物按照氧化錫與氧化銻的質(zhì)量比為(5.6 —19): 1
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述方法，其特征在于:步驟(I)中所述錫和金屬銻或含銻化合物質(zhì)量和、有機酸、硝酸的質(zhì)量比為1: (3 — 6):(0.3 — 0.8)，硝酸的濃度為2mol / L—8mo I / L，反應(yīng)溫度為10°C —30°C，反應(yīng)時間為Ih — 2h。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:步驟(2)中所述絡(luò)合劑、分散劑、步驟(I)中的溶液的體積比為1:1: (30—35)，尿素的加入量為溶液總質(zhì)量的5% —20%，滴加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值至4一 7。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(3)中噴霧干燥的進口溫度為180 0C —250 °C，出口溫度為 80 °C —100 °C。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于:步驟(4)中熱處理溫度為4000C —500°C，時間為 3h — 4h。
【專利摘要】本發(fā)明屬于納米ATO粉體的制備領(lǐng)域，具體涉及氨鹽等離子體法制備納米ATO粉體的方法，其包括在有機酸中加入金屬錫和金屬銻或含銻化合物，再滴加硝酸反應(yīng)溶解；溶解后加入絡(luò)合劑和分散劑，然后加入尿素，再在常溫下攪拌均勻，并滴加氨水，得到棕色透明液體；將透明液體經(jīng)噴霧干燥得到ATO前驅(qū)體；ATO前驅(qū)體經(jīng)等離子爐在氧氣或空氣氣氛下氣化熱處理，得到納米ATO粉體。本發(fā)明的制備方法不引入氯離子、沒有洗滌流程、制備工藝簡單、生產(chǎn)周期短、成本低、易于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)，有利于ATO材料的大面積推廣應(yīng)用。
【IPC分類】B82Y40-00, C01G19-02
【公開號】CN104787796
【申請?zhí)枴緾N201510196911
【發(fā)明人】陳進中, 熊愛臣, 葉有明, 楊育兵, 伍祥武, 林東東, 甘振英
【申請人】柳州百韌特先進材料有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月24日