一種鋁摻雜氧化鋅納米粉體及其微波輔助制備方法與應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鋁摻雜氧化鋅納米粉體及其微波輔助制備方法與應(yīng)用，該方法是利用微波輔助溶劑熱法進(jìn)行制備的，其包括以下步驟：(1)將鋅鹽溶于有機(jī)溶劑中，得到鋅鹽的有機(jī)溶液；再將鋁鹽加入到該鋅鹽的有機(jī)溶液中，得到混合液A；(2)將強(qiáng)堿溶于有機(jī)溶劑中制得強(qiáng)堿的有機(jī)溶液；再將該強(qiáng)堿的有機(jī)溶液滴加到步驟(1)得到的混合液A中，混合均勻，得到混合液B；(3)在攪拌條件下，對(duì)步驟(2)得到的混合液B進(jìn)行微波輻射處理，處理結(jié)束，待體系冷卻后收集沉淀物，再對(duì)該沉淀物進(jìn)行洗滌及干燥，得到所述鋁摻雜氧化鋅納米粉體。本發(fā)明制得的鋁摻雜氧化鋅納米粉體純度高、分散性好、粒徑小且尺寸分布范圍窄、化學(xué)穩(wěn)定性好。
【專利說(shuō)明】
-種錯(cuò)慘雜氧化巧納米粉體及其微波輔助制備方法與應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種侶滲雜氧化鋒納米粉體及其微波輔助制備方法與應(yīng)用，屬于光電 信息封裝功能材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著太陽(yáng)能電池、液晶顯示器等光電器件的廣泛應(yīng)用及普及，工業(yè)上應(yīng)用最廣泛 的作為透明電極的滲錫氧化銅（IT0)薄膜已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用化階段，由于其具有較低的電阻率 與高的可見光透射率，并具有良好的穩(wěn)定性，使其成為透明導(dǎo)電薄膜的首選材料。但銅屬于 貴金屬元素，價(jià)格昂貴，高溫下透過(guò)率迅速降低，且在氨等離子體中容易被還原等導(dǎo)致其在 實(shí)際應(yīng)用中受到限制。目前，滲侶氧化鋒(Al:Zn0，AZ0)透明導(dǎo)電薄膜被認(rèn)為是最具發(fā)展?jié)?力的薄膜材料之一。與口 0相比，透明導(dǎo)電薄膜AZ0薄膜具有與IT0相當(dāng)?shù)墓怆娦阅?，且地?儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉，無(wú)毒無(wú)污染，且在氨離子氣氛中比IT0穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性好，其在透明導(dǎo) 電的光電器件中具有很好的應(yīng)用前景。
[0003] 近年來(lái)，研究者們嘗試了各種制備滲侶氧化鋒的方法，其中主要有水熱法、共沉淀 法、化學(xué)氣相沉積法、溶膠-凝膠法等，已獲得滲雜氧化鋒納米棒、納米線、納米花、納米環(huán)等 多種形態(tài)的納米材料。由于材料的性能取決于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此不同微觀結(jié)構(gòu)的材料具有 不同的特定用途，所W對(duì)滲雜氧化鋒的形貌和結(jié)構(gòu)的可控制備具有重要意義。劉世民等人 在公開號(hào)為CN103395826A的專利中公開的侶滲雜氧化鋒納米粉體的制備方法為:首先合成 出硝酸鋒-尿素白色溶膠微乳液。靜置后過(guò)濾，濾液中加入硝酸侶，形成硝酸鋒侶混合液。其 次，配置碳酸鋼溶液，與硝酸鋒侶溶液雙滴入聚乙締醇水溶液中，合成白色沉淀前驅(qū)體。最 后，靜置過(guò)濾，濾餅經(jīng)去離子水淋洗、干燥、研磨過(guò)篩、般燒后，得到侶滲雜氧化鋒納米粉體。 秦明禮等人在公開號(hào)為CN104741069A的專利中公開的侶滲雜氧化鋒的制備方法為:首先， 將硝酸鋒、硝酸侶、胺類有機(jī)物和輔助劑按照一定比例配成溶液;然后，將溶液加熱，溶液揮 發(fā)、濃縮后發(fā)生反應(yīng)，得到前驅(qū)物粉末;最后將該前驅(qū)物粉末于400-600°C溫度范圍內(nèi)，在空 氣下反應(yīng)1-5小時(shí)，得到侶滲雜氧化鋒納米粉體。但上述運(yùn)些方法操作復(fù)雜、難W控制、耗能 高耗時(shí)長(zhǎng)，還需要昂貴的反應(yīng)設(shè)備，因而限制了氧化鋒納米材料的大規(guī)模應(yīng)用。
[0004] 因此，尋求一種簡(jiǎn)單高效、成本低、易工業(yè)化生產(chǎn)、粉體純度高、分散性好、粒徑小 且尺寸分布范圍窄的侶滲雜氧化鋒納米粉體的制備方法已經(jīng)成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù) 問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種侶滲雜氧化鋒納米粉 體。
[0006] 本發(fā)明的目的還在于提供上述侶滲雜氧化鋒納米粉體的制備方法。
[0007] 本發(fā)明的目的還在于提供上述侶滲雜氧化鋒納米粉體在透明導(dǎo)電的光電器件中 的應(yīng)用。
[000引為達(dá)到上述目的，一方面，本發(fā)明提供一種侶滲雜氧化鋒納米粉體的制備方法，其 是利用微波輔助溶劑熱法進(jìn)行制備的，該方法包括W下步驟：
[0009] (1)將鋒鹽溶于有機(jī)溶劑中，得到鋒鹽的有機(jī)溶液;再將侶鹽加入到該鋒鹽的有機(jī) 溶液中，得到混合液A;
[0010] (2)將強(qiáng)堿溶于有機(jī)溶劑中制得強(qiáng)堿的有機(jī)溶液;再將該強(qiáng)堿的有機(jī)溶液滴加到 步驟(1)得到的混合液A中，混合均勻，得到混合液B;
[0011] (3)在攬拌條件下，對(duì)步驟(2)得到的混合液B進(jìn)行微波福射處理，處理結(jié)束，待體 系冷卻后收集沉淀物，再對(duì)該沉淀物進(jìn)行洗涂及干燥，得到所述侶滲雜氧化鋒納米粉體。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，優(yōu)選地，步驟（1)中，W所述鋒鹽有機(jī)溶液的總體積計(jì)，該 鋒鹽有機(jī)溶液的濃度為0.05-0.5mol/L;
[0013] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，所述鋒鹽為本領(lǐng)域常見的可溶解性鋒鹽;優(yōu)選地，所述鋒 鹽包括二水乙酸鋒、硝酸鋒及乙酷丙酬鋒中的一種或幾種的組合。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，所述侶鹽為本領(lǐng)域常見的可溶解性侶鹽;優(yōu)選地，所述侶 鹽包括硫酸侶、硝酸侶及氯化侶中的一種或幾種的組合。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，優(yōu)選地，在步驟(1)所述的混合液A中，侶與鋒的摩爾比為 0.5%-5.0%;更優(yōu)選為2.5%-4.0%。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，所述有機(jī)溶劑為本領(lǐng)域常見的有機(jī)溶劑;優(yōu)選地，所述有 機(jī)溶劑包括甲醇、乙醇、乙二醇及異丙醇中的一種或幾種的組合。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，優(yōu)選地，步驟(2)中，W所述強(qiáng)堿有機(jī)溶液的總體積計(jì)，該 強(qiáng)堿有機(jī)溶液的濃度為0.1-1. Omol/L;
[0018] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，所述強(qiáng)堿為本領(lǐng)域常見的可溶解性強(qiáng)堿;優(yōu)選地，所述強(qiáng) 堿為氨氧化鐘和/或氨氧化鋼。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，優(yōu)選地，在步驟(2)所述的混合液B中，強(qiáng)堿與鋒鹽的摩爾 比為 7.0-12.0。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，強(qiáng)堿溶液的濃度為0.1-1.Omol/L時(shí)有利于侶滲雜氧化鋒 的形成，侶滲雜氧化鋒的形成過(guò)程是一個(gè)近似溶解-結(jié)晶的過(guò)程，且侶滲雜的氧化鋒是兩性 氧化物，溶液中強(qiáng)堿的濃度過(guò)高不利于侶滲雜氧化鋒的形成，而強(qiáng)堿溶液濃度過(guò)低時(shí)，會(huì)直 接形成鋒和侶的氨氧化物沉淀，因此強(qiáng)堿溶液濃度過(guò)高或過(guò)低均不利于侶滲氧化鋒的形 成。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，步驟(2)所述的混合液B中，有機(jī)溶劑的總體積為40-100 毫升。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中，步驟(1)及步驟(2)中的有機(jī)溶劑可W相同，也可W 不同，本發(fā)明對(duì)此不作具體要求。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，在本發(fā)明具體實(shí)施例中，步驟(3)所述的攬拌條件可采用 磁攬拌來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，混合溶液B中反應(yīng)物攬拌溶解過(guò)程中，可W選擇超聲處理作為輔助加 速溶解。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，優(yōu)選地，步驟(3)中所述微波的功率為100-600W，處理溫 度為50-110°(：，處理時(shí)間為10-70111111;
[00巧]更優(yōu)選地，所述微波的功率為400W，處理溫度為90°C，處理時(shí)間為60min。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，本發(fā)明對(duì)步驟(3)中所述的冷卻不作具體要求，在本發(fā)明 實(shí)施例中，所述冷卻為冷卻至室溫。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，優(yōu)選地，步驟(3)所述的干燥為40-110°C干燥12-2地。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，優(yōu)選地，步驟(3)所述洗涂為依次用去離子水、無(wú)水乙醇 分別清洗2-4次。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，先使用去離子水清洗2-4次，再使用無(wú)水乙醇清 洗2-4次，W除去產(chǎn)物中的有機(jī)物和雜質(zhì)離子。
[0029] 另一方面，本發(fā)明還提供了上述侶滲雜氧化鋒納米粉體的制備方法制備得到的侶 滲雜氧化鋒納米粉體，該粉體為類球形顆粒，其平均直徑為8-30nm;
[0030] 在所述侶滲雜氧化鋒納米粉體中，侶與鋒的摩爾比為0.5%-5.0%。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明所述的粉體，優(yōu)選地，所述侶滲雜氧化鋒納米粉體的平均直徑為19- 27nm〇
[0032] 根據(jù)本發(fā)明所述的粉體，優(yōu)選地，在所述侶滲雜氧化鋒納米粉體中，侶與鋒的摩爾 比為 2.5%-4.0%。
[0033] 再一方面，本發(fā)明還提供了上述侶滲雜氧化鋒納米粉體在透明導(dǎo)電的光電器件中 的應(yīng)用。
[0034] 本發(fā)明采用微波輔助溶劑熱方法制備侶滲雜氧化鋒納米粉體，該制備方法的具體 工藝過(guò)程為:將鋒鹽、侶鹽和強(qiáng)堿按照一定比例投入到反應(yīng)器中，W有機(jī)溶劑為反應(yīng)介質(zhì)， 通過(guò)微波福射的獨(dú)特作用，快速高效的制備侶滲雜氧化鋒納米粉體；
[0035] 在本發(fā)明的制備過(guò)程中，首先，本發(fā)明無(wú)需添加表面活性劑及其他有機(jī)試劑，符合 綠色化學(xué)的要求;其次，本發(fā)明可W通過(guò)調(diào)節(jié)原料的配比來(lái)獲得不同滲雜比例的侶滲雜氧 化鋒納米粉體;此外，本發(fā)明制備方法反應(yīng)溫度低，只有5(TC-ll(rC，符合節(jié)約能源的要求。
[0036] 與現(xiàn)有的其它技術(shù)(傳統(tǒng)的加熱方式)相比，本發(fā)明提供的制備方法簡(jiǎn)單高效、快 捷，無(wú)需真空設(shè)備，能耗低，反應(yīng)易操控，所用設(shè)備簡(jiǎn)單，成本較為低廉，制備周期短，反應(yīng)效 率較高，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；
[0037] 由本發(fā)明所提供的制備方法制備得到的侶滲雜氧化鋒納米粉體的顏色為很淡的 藍(lán)色，其純度高、分散性好、粒徑小且尺寸分布范圍窄、化學(xué)穩(wěn)定性好。
【附圖說(shuō)明】
[0038] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的侶滲雜氧化鋒納米粉體的掃描電鏡(SEM)圖；
[0039] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2制備得到的侶滲雜氧化鋒納米粉體的掃描電鏡(SEM)圖；
[0040] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例3制備得到的侶滲雜氧化鋒納米粉體的掃描電鏡(SEM)圖；
[0041] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例5制備得到的侶滲雜氧化鋒納米粉體的掃描電鏡(SEM)圖；
[0042] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例2制備得到的侶滲雜氧化鋒納米粉體及粉體經(jīng)氨等離子體處 理后的X射線衍射圖譜(XRD)與氧化鋒物相標(biāo)準(zhǔn)圖譜JCPDS(036-1451)對(duì)比圖，其中，圖中從 上到下依次為實(shí)施例2中制備得到的侶滲雜氧化鋒納米粉體及經(jīng)氨等離子體處理后的粉體 的X射線衍射譜圖；
[0043] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3、實(shí)施例5所制備得到的侶滲雜氧化鋒納 米粉體和對(duì)比例1中沒有侶滲雜的氧化鋒納米粉體的X射線衍射圖譜，其中，圖中從上到下 依次為實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3、實(shí)施例5及對(duì)比例1制備得到的粉體的X射線衍射譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044] 為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)結(jié)合W下具體 實(shí)施例及說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行W下詳細(xì)說(shuō)明，但不能理解為對(duì)本發(fā)明的可 實(shí)施范圍的限定。
[0045] 實(shí)施例1
[0046] 本實(shí)施例提供了一種侶滲雜氧化鋒納米粉體的制備方法，其中，該制備方法包括 W下具體步驟：
[0047] (1)室溫磁攬拌下，稱取0.439g(0.002mol)二水乙酸鋒溶于20毫升乙醇中，得到二 水乙酸鋒的乙醇溶液;按照侶與鋒的摩爾比為0.5%，稱取0.00375g硝酸侶(九水合硝酸侶） 加入到二水乙酸鋒的乙醇溶液中；得到混合液A;
[004引（2)室溫磁攬拌下，按照強(qiáng)堿與鋒鹽的摩爾比為10:1，配制40毫升濃度為0.5mol/L 的氨氧化鋼有機(jī)溶液，溶劑為乙醇;將所配制的氨氧化鋼乙醇溶液全部滴加到步驟(1)所得 的混合液A中，此時(shí)所得混合溶液記為混合液B，攬拌使其充分溶解；
[0049] (3)將充分溶解的混合溶液B轉(zhuǎn)入微波反應(yīng)燒瓶中，在磁攬拌條件下進(jìn)行微波福 射，控制微波爐功率為300W，反應(yīng)溶液的溫度為70°C，反應(yīng)時(shí)間為30分鐘，反應(yīng)結(jié)束后，待反 應(yīng)冷卻后收集沉淀物、用去離子水和無(wú)水乙醇分別洗涂3次，除去有機(jī)物和雜質(zhì)離子，并于 60°C條件下干燥24小時(shí)，得到淡藍(lán)色的侶滲雜氧化鋒納米粉體。
[0050] 對(duì)本實(shí)施例得到的侶滲雜氧化鋒納米粉體進(jìn)行表征，首先對(duì)該粉體進(jìn)行掃描電鏡 分析，通過(guò)掃描電鏡譜圖觀察其微觀形貌，見圖1所示，從圖1中可W看出，本實(shí)施例制備得 到的侶滲雜氧化鋒納米粉體為類球形納米顆粒，其直徑約為20nm，分散性良好。其次對(duì)該粉 體進(jìn)行X射線衍射分析，其XR的普?qǐng)D如圖6所示，從圖6中可W看出同未滲雜侶的氧化鋒相比， 實(shí)施例1制備得到的侶滲雜氧化鋒納米粉體XRD譜圖中（002)峰位置，隨著滲雜濃度升高向 高角度偏移，且半峰寬變寬，運(yùn)均表明侶滲入了氧化鋒晶格;最后，將實(shí)施例1制備得到的侶 滲雜氧化鋒納米粉體的X射線衍射圖譜(XRD)與氧化鋒物相標(biāo)準(zhǔn)圖譜JCPDS(036-1451)進(jìn)行 對(duì)比，可說(shuō)明本實(shí)施例所制得的粉體物相屬于六方纖鋒礦氧化鋒，無(wú)雜質(zhì)物相存在;說(shuō)明本 實(shí)施例所制得的侶滲雜氧化鋒粉體純度較高。
[0化1]實(shí)施例2
[0052]本實(shí)施例提供了一種侶滲雜氧化鋒納米粉體的制備方法，其中，該制備方法包括 W下具體步驟：
[0化3] (1)室溫磁攬拌下，稱取0.439g(0.002mol)二水乙酸鋒溶于25毫升乙醇中，得到二 水乙酸鋒的乙醇溶液;按照侶與鋒的摩爾比為2.0%，稱取0.015g硝酸侶(九水合硝酸侶)加 入到二水乙酸鋒的乙醇溶液中；得到混合溶A;
[0054] (2)室溫磁攬拌下，按照強(qiáng)堿與鋒鹽的摩爾比為10:1，配制40毫升濃度為0.5mol/L 的氨氧化鐘有機(jī)溶液，溶劑為乙醇;將所配制的氨氧化鐘乙醇溶液全部滴加到步驟(1)所得 的混合液A中，此時(shí)所得混合溶液記為混合液B，攬拌使其充分溶解；
[0055] (3)將充分溶解的混合液B轉(zhuǎn)入微波反應(yīng)燒瓶中，在磁攬拌條件下進(jìn)行微波福射， 控制微波爐功率為400W，反應(yīng)溶液的溫度為60°C，反應(yīng)時(shí)間為40分鐘，反應(yīng)結(jié)束后，待反應(yīng) 冷卻后收集沉淀物、用去離子水和無(wú)水乙醇分別洗涂3次，除去有機(jī)物和雜質(zhì)離子，并于80 °c條件下干燥12小時(shí)，得到淡藍(lán)色的侶滲雜氧化鋒納米粉體。對(duì)本實(shí)施例得到的侶滲雜氧 化鋒納米粉末進(jìn)行表征，首先對(duì)該粉體進(jìn)行掃描電鏡分析，通過(guò)掃描電鏡譜圖觀察其微觀 形貌，見圖2所示，從圖2中可W看出，本實(shí)施例制備得到的侶滲雜氧化鋒納米粉體為類球形 納米顆粒，其直徑約為23nm，分散性良好。其次對(duì)該粉體進(jìn)行X射線衍射分析，其XRD譜圖如 圖6所示，從圖6中可W看出同未滲雜侶的氧化鋒相比，實(shí)施例2制備得到的侶滲雜氧化鋒納 米粉體XRD譜圖中（002)峰位置隨著滲雜濃度升高向高角度偏移，且半峰寬變寬，運(yùn)均表明 侶成功滲入了氧化鋒晶格。再對(duì)該粉體進(jìn)行電感禪合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP)測(cè)試，測(cè)試 結(jié)果見表1所示，從表1中可W看出侶元素滲雜含量較高可W說(shuō)明侶滲入了氧化鋒晶格。最 后，將實(shí)施例2制備得到的侶滲雜氧化鋒納米粉體和經(jīng)氨等離子氛處理后的侶滲雜氧化鋒 納米粉體的X射線衍射圖譜(XRD)與氧化鋒物相標(biāo)準(zhǔn)圖譜JCPDS(036-1451)進(jìn)行對(duì)比，如圖5 所示，從圖5中可W看出，所制得的粉體物相屬于六方纖鋒礦氧化鋒，無(wú)雜質(zhì)物相存在，說(shuō)明 本實(shí)施例所制得的侶滲雜氧化鋒粉體純度較高;且經(jīng)氨等離子氛圍處理后，粉體物相仍屬 于六方纖鋒礦氧化鋒，無(wú)任何雜質(zhì)物相
[0056]存在，說(shuō)明本實(shí)施例制得的侶滲雜氧化鋒納米粉體的化學(xué)穩(wěn)定性較好。表1 [0化7]
[0化引實(shí)施例3
[0059] 本實(shí)施例提供了一種侶滲雜氧化鋒納米粉體的制備方法，其中，該制備方法包括 W下具體步驟：
[0060] (1)室溫磁攬拌下，稱取〇.439g(0.002mol)二水乙酸鋒溶于30毫升乙醇中，得到二 水乙酸鋒的乙醇溶液;按照侶與鋒的摩爾比為3.0%，稱取0.0225g硝酸侶（九水合硝酸侶） 加入到二水乙酸鋒的乙醇溶液中；得到混合液A;
[0061] (2)室溫磁攬拌下，按照強(qiáng)堿與鋒鹽的摩爾比為10:1，配制40毫升濃度為0.5mol/L 的氨氧化鋼有機(jī)溶液，溶劑為乙醇;將所配制的氨氧化鋼乙醇溶液全部滴加到步驟(1)所得 的混合溶液A中，此時(shí)所得混合溶液記為混合液B，攬拌使其充分溶解；
[0062] (3)將充分溶解的混合液B轉(zhuǎn)入到微波反應(yīng)燒瓶中，在磁攬拌條件下進(jìn)行微波福 射，控制微波爐功率為400W，反應(yīng)溶液的溫度在70°C，反應(yīng)時(shí)間在40分鐘，反應(yīng)結(jié)束后，待反 應(yīng)冷卻后收集沉淀物、用去離子水和無(wú)水乙醇分別洗涂3次，除去有機(jī)物和雜質(zhì)離子，并于 70°C條件下干燥24小時(shí)，得到淡藍(lán)色的侶滲雜氧化鋒納米粉體。
[0063] 對(duì)本實(shí)施例得到的侶滲雜氧化鋒納米粉末進(jìn)行表征，首先對(duì)該粉體進(jìn)行掃描電鏡 分析，通過(guò)掃描電鏡譜圖觀察其微觀形貌，見圖3所示，從圖3中可W看出，本實(shí)施例制備得 到的侶滲雜氧化鋒納米粉體為類球形納米顆粒，其直徑約為27nm，分散性良好。其次對(duì)該粉 體進(jìn)行X射線衍射分析，其XR的普?qǐng)D如圖6所示，從圖6中可W看出同未滲雜侶的氧化鋒相比， 實(shí)施例3制備得到的侶滲雜氧化鋒納米粉體XR的普?qǐng)D中（002)峰位置隨著滲雜濃度升高向高 角度偏移，且半峰寬變寬，運(yùn)些均可W說(shuō)明侶滲入了氧化鋒晶格;將實(shí)施例3制備得到的侶 滲雜氧化鋒納米粉體的X射線衍射圖譜(XRD)與氧化鋒物相標(biāo)準(zhǔn)圖譜JCPDS(036-1451)進(jìn)行 對(duì)比可知所制得的粉體物相屬于六方纖鋒礦氧化鋒，無(wú)雜質(zhì)物相存在；因此，實(shí)施例3制得 的侶滲雜氧化鋒粉體純度較高。
[0064] 實(shí)施例4
[0065] 本實(shí)施例提供了一種侶滲雜氧化鋒納米粉體的制備方法，其中，該制備方法包括 W下具體步驟：
[0066] (1)室溫磁攬拌下，稱取0.439g(0.002mol)二水乙酸鋒溶于20毫升乙二醇中，得到 二水乙酸鋒的乙二醇溶液;按照侶與鋒的摩爾比為3.0%，稱取0.0225g硝酸侶(九水合硝酸 侶)加入到二水乙酸鋒的乙二醇溶液中；得到混合液A;
[0067] (2)室溫磁攬拌下，按照強(qiáng)堿與鋒鹽的摩爾比為10.5:1，配制35毫升濃度為 0.6mol/L的氨氧化鋼有機(jī)溶液，溶劑為乙二醇;將所配制的氨氧化鋼乙二醇溶液全部滴加 到步驟(1)所得的混合液A中，此時(shí)所得混合溶液記為混合液B，攬拌使其充分溶解；
[0068] (3)將充分溶解的混合液B轉(zhuǎn)入到微波反應(yīng)燒瓶中，在磁攬拌條件下，進(jìn)行微波福 射，控制微波爐功率為500W，反應(yīng)溶液的溫度為70°C，反應(yīng)時(shí)間為30分鐘，反應(yīng)結(jié)束后，待反 應(yīng)冷卻后收集沉淀物、用去離子水和無(wú)水乙醇分別洗涂3次，除去有機(jī)物和雜質(zhì)離子，并于 90°C條件下干燥12小時(shí)，得到淡藍(lán)色的侶滲雜氧化鋒納米粉體。
[0069] 實(shí)施例5
[0070] 本實(shí)施例提供了一種侶滲雜氧化鋒納米粉體的制備方法，其中，該制備方法包括 W下具體步驟：
[0071] (1)室溫磁攬拌下，稱取〇.439g(0.002mol)二水乙酸鋒溶于25毫升乙醇中，得到二 水乙酸鋒的乙醇溶液;按照侶與鋒的摩爾比為4.0%，稱取0.0?硝酸侶（九水合硝酸侶）加 入到二水乙酸鋒的乙醇溶液中；得到混合液A;
[0072] (2)室溫磁攬拌下，按照強(qiáng)堿與鋒鹽的摩爾比為10:1，配制40毫升濃度為0.5mol/L 的氨氧化鋼溶液，溶劑為乙醇;將所配制的氨氧化鋼乙醇溶液全部滴加到步驟(1)所得的混 合液A中，此時(shí)所得混合溶液記為混合液B，攬拌使其充分溶解；
[0073] (3)將充分溶解的混合液B轉(zhuǎn)入微波反應(yīng)燒瓶中，在磁攬拌條件下，進(jìn)行微波福射， 控制微波爐功率為500W，反應(yīng)溶液的溫度為70°C，反應(yīng)時(shí)間為50分鐘，反應(yīng)結(jié)束后，待反應(yīng) 冷卻后收集沉淀物、用去離子水和無(wú)水乙醇分別洗涂3次，除去有機(jī)物和雜質(zhì)離子，并于100 °C條件下干燥12小時(shí)，得到淡藍(lán)色的侶滲雜氧化鋒納米粉體。
[0074] 對(duì)本實(shí)施例得到的侶滲雜氧化鋒納米粉末進(jìn)行表征，首先對(duì)該粉體進(jìn)行掃描電鏡 分析，通過(guò)掃描電鏡譜圖觀察其微觀形貌，見圖4所示，從圖4中可W看出，實(shí)施例5制備得到 的侶滲雜氧化鋒納米粉體為類球形納米顆粒，其直徑約為27nm，分散性良好。其次對(duì)該粉體 進(jìn)行X射線衍射分析，其XR的普?qǐng)D如圖6所示，從圖6中可W看出同未滲雜侶的氧化鋒相比，實(shí) 施例5制備得到的侶滲雜氧化鋒納米粉體XR的普?qǐng)D中（002)峰位置隨著滲雜濃度升高向高角 度偏移，且半峰寬變寬，運(yùn)些均可W表明侶滲入了氧化鋒晶格;將實(shí)施例5制備得到的侶滲 雜氧化鋒納米粉體的X射線衍射圖譜(XRD)與氧化鋒物相標(biāo)準(zhǔn)圖譜JCPDS(036-1451)進(jìn)行對(duì) 比可知本實(shí)施例所制得的粉體物相屬于六方纖鋒礦氧化鋒，無(wú)雜質(zhì)物相存在；因此，實(shí)施例 5制得的侶滲雜氧化鋒粉體純度較高。
[00巧]實(shí)施例6
[0076]本實(shí)施例提供了一種侶滲雜氧化鋒納米粉體的制備方法，其中，該制備方法包括 W下具體步驟：
[0077] (1)室溫磁攬拌下，稱取〇.439g(0.002mol)二水乙酸鋒溶于30毫升甲醇中，得到二 水乙酸鋒的甲醇溶液;按照侶與鋒的摩爾比為5.0%，稱取0.0375g硝酸侶(九水合硝酸侶） 加入到二水乙酸鋒的甲醇溶液中；得到混合液A;
[0078] (2)室溫磁攬拌下，按照強(qiáng)堿與鋒鹽的摩爾比為12:1，配制40毫升濃度為0.6mol/L 的氨氧化鐘溶液，溶劑為甲醇;將所配制的氨氧化鐘甲醇溶液全部滴加到步驟(1)所得的混 合液A中，此時(shí)所得混合溶液記為混合液B，攬拌使其充分溶解；
[0079] (3)將充分溶解的混合液B轉(zhuǎn)入微波反應(yīng)燒瓶中，在磁攬拌條件下，進(jìn)行微波福射， 控制微波爐功率為300W，反應(yīng)溶液的溫度為70°C，反應(yīng)時(shí)間為50分鐘，反應(yīng)結(jié)束后，待反應(yīng) 冷卻后收集沉淀物、用去離子水和無(wú)水乙醇分別洗涂3次，除去有機(jī)物和雜質(zhì)離子，并于100 °C條件下干燥12小時(shí)，得到淡藍(lán)色的侶滲雜氧化鋒納米粉體。
[0080] 實(shí)施例7
[0081] 本實(shí)施例提供了一種侶滲雜氧化鋒納米粉體的制備方法，其中，該制備方法包括 W下具體步驟：
[0082] (1)室溫磁攬拌下，稱取〇.439g(0.0015mol)硝酸鋒(六水合硝酸鋒)溶于30毫升乙 醇中，得到硝酸鋒的乙醇溶液;按照侶與鋒的摩爾比為5.0%，稱取O.Olg氯化侶加入到硝酸 鋒的乙醇溶液中；得到混合液A;
[0083] (2)室溫磁攬拌下，按照強(qiáng)堿與鋒鹽的摩爾比為7.0,配制35毫升濃度為0.3mol/L 的氨氧化鐘溶液，溶劑為乙醇;將所配制的氨氧化鐘乙醇溶液全部滴加到步驟(1)所得的混 合液A中，此時(shí)所得混合溶液記為混合液B，攬拌使其充分溶解；
[0084] (3)將充分溶解的混合液B轉(zhuǎn)入到微波反應(yīng)燒瓶中，在磁攬拌條件下，進(jìn)行微波福 射，控制微波爐功率為400W，反應(yīng)溶液的溫度為70°C，反應(yīng)時(shí)間為50分鐘，反應(yīng)結(jié)束后，待反 應(yīng)冷卻后收集沉淀物、用去離子水和無(wú)水乙醇分別洗涂3次，除去有機(jī)物和雜質(zhì)離子，并于 90°C條件下干燥12小時(shí)，得到淡藍(lán)色的侶滲雜氧化鋒納米粉體。
[0085] 實(shí)施例8
[0086] 本實(shí)施例提供了一種侶滲雜氧化鋒納米粉體的制備方法，其中，該制備方法包括 W下具體步驟：
[0087] (1)室溫磁攬拌下，稱取0.439旨(0.0017111〇1)乙酷丙酬鋒(263.61)溶于30毫升異丙 醇中，得到乙酷丙酬鋒的異丙醇溶液；按照侶與鋒的摩爾比為4.0%，稱取0.023g硫酸侶 (342.15)加入到乙酷丙酬鋒的異丙醇溶液中；得到混合液A;
[0088] (2)室溫磁攬拌下，按照強(qiáng)堿與鋒鹽的摩爾比為10.3:1，配制35毫升濃度為 0.5mol/L的氨氧化鋼溶液，溶劑為異丙醇;將所配制的氨氧化鋼異丙醇溶液全部滴加到步 驟(1)所得的混合液A中，此時(shí)所得混合液記為混合液B，攬拌使其充分溶解；
[0089] (3)將充分溶解的混合液B轉(zhuǎn)入微波反應(yīng)燒瓶中，在磁攬拌條件下，進(jìn)行微波福射， 控制微波爐功率為500W，反應(yīng)溶液的溫度為70°C，反應(yīng)時(shí)間為50分鐘，反應(yīng)結(jié)束后，待反應(yīng) 冷卻后收集沉淀物、用去離子水和無(wú)水乙醇分別洗涂3次，除去有機(jī)物和雜質(zhì)離子，并于90 °C條件下干燥12小時(shí)，得到淡藍(lán)色侶滲雜氧化鋒納米粉體。
[0090] 對(duì)比例1
[0091] 本實(shí)施例提供了一種氧化鋒納米粉體(沒有侶滲雜）的制備方法，其中，該制備方 法包括W下具體步驟：
[0092] (1)室溫磁攬拌下，稱取〇.439g二水乙酸鋒溶于30毫升乙醇中，得到二水乙酸鋒的 乙醇溶液；
[0093] (2)室溫磁攬拌下，配制40毫升濃度為0.5mol/L的氨氧化鋼溶液，溶劑為乙醇;將 氨氧化鋼的乙醇溶滴加到步驟（1)所得的二水乙酸鋒的乙醇溶液中，此時(shí)所得混合溶液記 為混合液B，攬拌使其充分溶解；
[0094] (3)將充分溶解的混合液B轉(zhuǎn)入微波反應(yīng)燒瓶中，在磁攬拌條件下進(jìn)行微波福射， 控制微波爐功率為400W，反應(yīng)溶液的溫度為70°C，反應(yīng)時(shí)間為50分鐘，反應(yīng)結(jié)束后，待反應(yīng) 冷卻后收集沉淀物、用去離子水和無(wú)水乙醇分別洗涂3次，除去有機(jī)物和雜質(zhì)離子，并于100 °C條件下干燥12小時(shí)，得到氧化鋒納米粉體。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋁摻雜氧化鋅納米粉體的制備方法，其是利用微波輔助溶劑熱法進(jìn)行制備的， 其特征在于，該方法包括以下步驟： (1) 將鋅鹽溶于有機(jī)溶劑中，得到鋅鹽的有機(jī)溶液;再將鋁鹽加入到該鋅鹽的有機(jī)溶液 中，得到混合液A; 優(yōu)選地，所述鋁鹽包括硫酸鋁、硝酸鋁及氯化鋁中的一種或幾種的組合； (2) 將強(qiáng)堿溶于有機(jī)溶劑中制得強(qiáng)堿的有機(jī)溶液;再將該強(qiáng)堿的有機(jī)溶液滴加到步驟 (1)得到的混合液A中，混合均勻，得到混合液B; (3) 在攪拌條件下，對(duì)步驟(2)得到的混合液B進(jìn)行微波輻射處理，處理結(jié)束，待體系冷 卻后收集沉淀物，再對(duì)該沉淀物進(jìn)行洗滌及干燥，得到所述鋁摻雜氧化鋅納米粉體； 優(yōu)選地，所述洗滌為依次用去離子水、無(wú)水乙醇分別清洗2-4次。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1)中，以所述鋅鹽有機(jī)溶液的總體積 計(jì)，該鋅鹽有機(jī)溶液的濃度為0.05-0.5mol/L; 優(yōu)選地，所述鋅鹽包括二水乙酸鋅、硝酸鋅及乙酰丙酮鋅中的一種或幾種的組合。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟（1)所述的混合液A中，鋁與鋅的摩 爾比為 0.5%-5.0%;優(yōu)選為 2.5%-4.0%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑包括甲醇、乙醇、乙二醇及異 丙醇中的一種或幾種的組合。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，以所述強(qiáng)堿有機(jī)溶液的總體積 計(jì)，該強(qiáng)堿有機(jī)溶液的濃度為0.1-1. Omol/L; 優(yōu)選地，所述強(qiáng)堿為氫氧化鉀和/或氫氧化鈉。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(2)所述的混合液B中，強(qiáng)堿與鋅鹽 的摩爾比為7.0-12.0。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中所述微波的功率為100-600W，處 理溫度為50-110°(：，處理時(shí)間為10-701^11 ; 優(yōu)選地，所述微波的功率為400W，處理溫度為90 °C，處理時(shí)間為60min。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)所述的干燥為40-110°C干燥12-9. 權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的鋁摻雜氧化鋅納米粉體的制備方法制備得到的鋁摻雜氧 化鋅納米粉體，其特征在于，該鋁摻雜氧化鋅納米粉體為類球形顆粒，其平均直徑為8-30nm，優(yōu)選為 19-27nm; 在所述鋁摻雜氧化鋅納米粉體中，鋁與鋅的摩爾比為0.5 %-5.0% ;優(yōu)選為2.5%- 4.0%〇10. 權(quán)利要求9所述的鋁摻雜氧化鋅納米粉體在透明導(dǎo)電的光電器件中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】B82Y30/00GK106082306SQ201610398455
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日
【發(fā)明人】孫蓉, 朱朋莉, 劉倩倩, 李剛
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院