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上海矽諾國(guó)際貿(mào)易有限公司 2020-07-17 點(diǎn)擊2591次
銻摻雜二氧化錫(antimony doped tin oxide, ATO)納米粉體是在SnO2晶格中替位摻雜Sb元素形成替位固溶體，再利用一系列工藝獲得的結(jié)晶性能好的納米粉體,，摻雜Sb使得雜化電子選擇層的表面形態(tài)更加致密并且得到改善，從而提高了ATO納米粉體的導(dǎo)電性能,。ATO納米材料是一種新型導(dǎo)電材料,，具有電致變色特性、高電導(dǎo)率和良好透光率等優(yōu)點(diǎn),。此外,，用ATO納米材料制備的透明隔熱涂層還具有隔熱性能好、透光性高等優(yōu)點(diǎn)，其陰極著色與氫氧化物共沉淀制成的粉末的納米晶性質(zhì)有關(guān),。本文綜述了ATO納米粉體的主要制備方法,，并對(duì)各種方法進(jìn)行了比較和評(píng)價(jià)，探討了ATO納米粉體的研究現(xiàn)狀和有待改進(jìn)的地方,。
目前,，ATO納米粉體是一種新穎的透明導(dǎo)電復(fù)合納米材料，尤其具有透明導(dǎo)電性,、耐候性和隔熱性,，在抗靜電塑料和紅外吸收等[1]領(lǐng)域上也具有廣闊的發(fā)展?jié)摿烷_發(fā)前景。ATO納米粉體最主要的制備方法有3種,，包括固相法,、液相法和氣相法。
1.1 固相法
固相法制備的ATO納米粒子易團(tuán)聚,、微粒直徑分布寬,，但其優(yōu)點(diǎn)也是很明顯的，那就是成本廉價(jià),，制備工藝流程簡(jiǎn)單易懂,。張東等[2]以純SnO2和Sb2O3為原料，在600 ℃恒溫下制備了ATO納米粉末,，但是經(jīng)過測(cè)量和檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)所制備的ATO納米粉體顆粒體積過大,，團(tuán)聚現(xiàn)象十分明顯，這也導(dǎo)致了其導(dǎo)電性能和結(jié)晶性能都不是很好,。對(duì)于ATO納米顆粒制備而言,，在高溫下制備會(huì)導(dǎo)致組分嚴(yán)重?fù)]發(fā)和偏析，Sb摻雜SnO2不完全,，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)際要求的良好的導(dǎo)電性,。
1.2 液相法
近年來，液相法還是制備ATO納米粉體最佳的一種辦法,。液相法制備的ATO納米粉體是在常溫或者低溫下制備,，制備后的ATO納米粒子具有結(jié)晶性能好、導(dǎo)電能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的推廣,。目前， 制備ATO納米粉末的液相法主要有四種,，其中包括共沉淀法,、溶膠-凝膠法，醇鹽溶液法和水熱法,。
1.2.1 醇鹽水解法
醇鹽水解法制備的ATO納米粉體具有易于控制成型的優(yōu)點(diǎn),，但設(shè)備要求高,、成本昂貴。張剛申等[3]采用醇鹽水解法,、溶液共混法制備了ATO 納米粉體,，研究發(fā)現(xiàn)ATO 納米復(fù)合材料的熱絕緣效率與Sb/Sn的摩爾比有關(guān)，Sb/Sn的摩爾比越高,，ATO納米復(fù)合材料的熱絕緣效率越高,。
1.2.2 溶膠-凝膠法
溶膠-凝膠法制備的ATO納米顆粒有著結(jié)晶性能好、顆粒粒徑小的優(yōu)點(diǎn),，用其制備的隔熱涂層可以用作改善顯示電極的商業(yè)濺射沉積的ITO涂層的表面光滑度,。G.Guzman等[4]在制備ATO涂層的過程中，為了克服浸涂期間惡化的蒸發(fā)冷卻,，將涂布溶液適度加熱至25 ℃，從而為基材提供了所需的熱量,。這種附加涂層的另一個(gè)好處是可以在寬范圍內(nèi)調(diào)整電極的表面特性,。他們還將ATO涂層與ITO襯底的功函數(shù)從最初的4.3-4.6 eV增加到約4.8-5.2 eV，降低了所需的熱量,。Xuejun Zhang等[5]在用溶膠-凝膠法制備納米ATO粉末的過程中,，發(fā)現(xiàn)存在難以除去氯、無法完全摻雜銻的問題,，這些問題有待我們?nèi)ソ鉀Q,，目前可以從改變?cè)戏矫嫒胧郑员憬档蜕a(chǎn)成本,。
沈淑康等[6]用水基溶膠-凝膠法制備了導(dǎo)電性能較好的ATO納米粉體,，研究發(fā)現(xiàn)在水浴溫度為50 ℃，pH為7,。nSn/nSb為90/10時(shí),，ATO 納米粉體在nSn/nSb低于95/5下出現(xiàn)球形及棒狀形態(tài)，可以推測(cè)出其中Sn元素與Sb元素分別可能以Sn4+,、Sb5+和Sb3+的形式固溶于納米粉體中,。
N ing Li等[7]采用研磨法制備了ATO納米粒子，研究了ATO納米粒子在蒸餾水中的膠體分散體系和不同分散劑的制備工藝,。發(fā)現(xiàn)ATO納米粒子在蒸餾水中的膠體分散體是通過研磨不同分散劑的研磨過程實(shí)現(xiàn)的,，并且ATO納米粒子的穩(wěn)定性與分散劑有關(guān)系，以多磷酸鈉作為分散劑制備的ATO納米粒子的穩(wěn)定性最好,，并且以其來制備的納米保溫玻璃涂料阻擋紅外線的效果最好,。
S.Sujatha Lekshmy等[8]通過溶膠-凝膠法制備了ATO納米粉末，之后經(jīng)過一系列工藝制備了ATO薄膜,，將此ATO薄膜沉積在玻璃基底上,。用X射線和原子力顯微鏡觀察,，發(fā)現(xiàn)膜的結(jié)晶度和晶粒的生長(zhǎng)與Sb/Sn的摩爾比成正比，Sb/Sn的摩爾比越高,，膜的結(jié)晶度越差,，晶粒的生長(zhǎng)越受到抑制。他們還發(fā)現(xiàn)由于非化學(xué)計(jì)量(氧空位和間隙錫原子)和添加Sb,，這些ATO薄膜獲得了n型電導(dǎo)率,，所以銻摻雜SnO2薄膜中PL強(qiáng)度的提高使其更適用于發(fā)光二極管中固態(tài)照明。
1.2.3 共沉淀法
共沉淀法具有制備工藝流程方便,、費(fèi)用低,、便于控制、制作周期短等優(yōu)點(diǎn),，缺點(diǎn)是陰離子不易剔除,，已發(fā)展成為工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用最廣泛的制備方法[9]。趙曉偉等[10]以錫粉和三氧化二銻為原料制備出導(dǎo)電性能良好的ATO納米粉體,，并且發(fā)現(xiàn)ATO粉體電阻率與銻摻雜量有關(guān),。張建榮等[14]利用無氯原料和檸檬酸絡(luò)合劑制備了ATO納米粉體，研究發(fā)現(xiàn)檸檬酸防團(tuán)聚和燃燒劑的作用提高了ATO納米粉體的導(dǎo)電性,，制備的ATO納米粉體的結(jié)晶性能十分好,。V. Senthilkumar等[11]采用共沉淀法制備了ATO納米粉體，通過TG/DTA和FT-IR顯示出制備的ATO納米粉體顆粒小,、分散性十分好,，導(dǎo)電性能十分優(yōu)良。
陶亮等[12]利用共沉淀法制備了ATO納米粉體,，研究發(fā)現(xiàn)溶液的pH值與制備成的ATO納米粉體的粒徑大小有關(guān),，與溶液呈堿性相比，溶液越呈酸性,，則制備成的ATO納米粉體的粒徑大小越大,。張文豪等[13]采用醋酸鹽共沉淀法制備了ATO納米粉體，ATO納米粉體的結(jié)晶性能好,、導(dǎo)電性能好,，顯示出了優(yōu)異的透明和隔熱性能，在遠(yuǎn)達(dá)4000米處,，其紅外光吸收率甚至達(dá)到了53％,。Dae-WookKim等[14]通過在五水合氯化錫和氯化銻的甲醇溶液中共沉淀制備了ATO納米粉末，表征發(fā)現(xiàn)所獲得的ATO納米粉末沒有形成任何二次粒子并顯示出了松散聚集性,，其結(jié)晶性能好,、不團(tuán)聚，具有良好的導(dǎo)電性,。