铟、锡、锑多元金属氧化物的制备

论文摘要

本文采用化学共沉淀法和溶液燃烧合成法制备铟、锡、锑多元金属氧化物。通过X-射线衍射分析（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）对产物进行表征,分析其晶型结构、粒径以及形貌。研究表明：共沉淀法和溶液燃烧合成法都能制备出铟、锡、锑多元金属氧化物,原子都有相应的掺杂,而且掺杂并没有引入新的相,并且借鉴ATO/ITO的制备方法成功制备出了铟、锑二元金属氧化物和铟、锡、锑三元金属氧化物。以SnCl4、SbCl3、In（NO3）3和氨水为原料,利用共沉淀法制备了多元金属氧化物。并以ATO为例,系统地研究了不同反应条件如反应体系pH值、前驱体洗涤次数、前驱体煅烧温度对产物的晶型结构、粒径的影响。随着反应体系的pH值升高,ATO粉体的衍射峰变弱,pH=2时,其衍射峰强度最强；增加前驱体洗涤次数和降低煅烧温度都会使ATO粒径变小。而在溶液燃烧法中,以SnCl4、SbCl3、In（NO3）3、硝酸钠和尿素为原料,燃烧合成了铟、锡、锑多元金属氧化物。并以ATO为例,系统地研究了不同反应条件如Sb/Sn掺量比、煅烧温度、煅烧时间对产物的晶型结构、粒径、形貌的影响。随着Sb/Sn掺量比增大,ATO特征衍射峰变弱,但晶粒尺寸没有太大变化,由SEM和TEM可以看出粉体有团聚,并且颗粒呈不规则球形。但是原子比例和投入比例不一致,有偏析。随着锻烧温度的升高,粉体晶化完全,粒径变大,粉体颜色也变蓝。而煅烧时间和晶粒尺寸呈线性关系,并不改变其晶型结构。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 2 ATO/ITO的特性、制备与应用
• 2.1 ATO/ITO微观结构和导电机理
• 2.1.1 ATO/ITO微观结构
• 2.1.2 ATO/ITO导电机理
• 2.2 纳米ATO/ITO粉体的制备方法
• 2.2.1 共沉淀法
• 2.2.2 溶胶-凝胶法
• 2.2.3 醇盐水解法
• 2.2.4 水热法
• 2.2.5 乳液法
• 2.3 纳米ATO、ITO粉体的应用
• 2.3.1 IT行业显示器
• 2.3.2 太阳能电池
• 2.3.3 气敏传感器
• 2.3.4 热辐射反射镜、微波屏蔽和防护镜
• 3 实验设计与内容
• 3.1 实验构思
• 3.2 实验原料
• 3.3 实验仪器
• 3.4 铟、锡、锑多元金属氧化物的表征
• 3.4.1 差热分析仪（TG-DTA）
• 3.4.2 X射线衍射（XRD）
• 3.4.3 扫描电子电镜和X射线能量色散谱仪（SEM/EDS）
• 3.4.4 透射电镜显微镜（TEM）
• 4 共沉淀法制备铟、锡、锑多元金属氧化物
• 4.1 化学共沉淀法过程分析
• 4.1.1 纳米粒子的成核条件
• 4.1.2 纳米粒子成核和生长速率
• 4.2 前驱体的后处理
• 4.3 纳米粒子团聚与分散
• 4.3.1 纳米粉体团聚的原因
• 4.3.2 纳米粉体团聚的解决
• 4.4 铟、锡、锑多元金属氧化物的制备
• 4.4.1 共沉淀法制备铟、锡、锑多元金属氧化物
• 4.4.2 反应体系pH值对ATO纳米粉末的影响
• 4.4.3 前驱体洗涤次数对ATO粉体粒径的影响
• 4.4.4 前驱体煅烧温度对ATO粉体粒径的影响
• 4.5 本章小结
• 5 溶液燃烧合成法制备铟、锡、锑多元金属氧化物
• 5.1 燃烧合成的基础理论
• 5.1.1 燃烧合成热力学
• 5.1.2 燃烧合成动力学
• 5.2 有机燃料的选择
• 5.3 铟、锡、锑多元金属氧化物的制备
• 5.3.1 溶液燃烧合成法制备铟、锡、锑多元金属氧化物
• 5.3.2 不同Sb/Sn掺量比对ATO粉体的晶型、粒径和形貌的影响
• 5.3.3 煅烧温度对ATO粉体粒径的影响
• 5.3.4 煅烧时间对ATO粉体粒径的影响
• 5.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录