[00124698]掺杂SnO2纳米粉体材料的水热可控制备及其表面物理化学特性研究

该项目采用非模板水热法可控制备了纯相和掺杂SnO_2纳米结构，综合运用多种现代分析方法研究了其微观结构、表面特性和热稳定性，采用传统烧结型传感器结构研究了其气敏性能。系统地研究了前驱体材料、溶剂、pH值、水热反应温度、水热反应时间、表面活性剂等因素在水热合成过程中对SnO_2形貌和粒径的影响规律，优化了工艺条件。通过改变不同溶剂在温和条件下实现了纳米片状和空心微球状SnO_2纳米结构的可控制备；通过调控水热条件、退火工艺以及掺杂实现了对晶粒尺寸以及热稳定性的控制。利用XPS对Pd，Sb，及两者共掺杂的SnO_2体系的表面化学特性进行了细致的表征；研究了Pd掺杂SnO_2的表面化学特性及气敏性能随热处理的变化规律。　　主要的研究内容：　　1、形貌、粒径及晶相可控的多种不同掺杂SnO_2纳米粉体的水热法制备技术；　　2、不同掺杂含量对水热法制备掺杂SnO_2纳米粉体工艺的影响；　　3、掺杂SnO_2纳米粉体热稳定性；　　4、掺杂SnO_2纳米粉体表面物理化学特性随热处理的变化规律。　　主要的技术指标：　　1、探索形成水热法制备掺杂SnO_2纳米粉体技术，成功制备至少5种不同元素掺杂的纳米SnO_2粉体；　　2、探索掺杂SnO_2纳米粉体的晶粒控制生长技术，力争实现其晶粒尺寸在20～100 nm之间可控；　　3、探索掺杂SnO_2纳米粉体的热稳定性规律，探索在350摄氏度左右比较稳定的掺杂SnO_2纳米粉体制备方法。　　该项目：　　（1）已经形成了采用SnCl_2和SnCl_4为原料制备纳米SnO_2材料的两条路线，成功制备了Pd，Sb，Ca，Pd+Sb, Pd+Au以及Pd+In共掺杂等系列的纳米粉体，完成预定指标；　　（2）已经掌握了通过改变水热条件和控制退火工艺调控晶粒尺寸的方法，实现了晶粒尺寸在5～50 nm之间可调控；实现了预期调控晶粒尺寸的目标；　　（3） 实验发现了Pd和Sb共掺杂以及Ca掺杂可有效抑制晶粒尺寸的长大，温度区间高达900摄氏度，具有良好热稳定性，远超过预期目标。