[发明专利]一种利用溶胶汽雾自燃烧法制备SnO2

说明书

本发明公开一种利用溶胶汽雾自燃烧法制备SnO₂‑非晶碳纳米复合小球的方法。本发明采用SnO₂醇溶胶和有机碳源的混合溶胶作为前驱体，利用超声雾化器将其转换成可燃前驱体气雾，混入一定比例的空气后，将气雾引入到带有燃烧室的中空石英玻璃管中，调控工艺参数，利用激光引燃前驱体汽雾，促使汽雾燃烧发生裂解转化，实现SnO₂/非晶碳纳米复合小球的制备。本发明克服了传统SnO₂‑非晶碳纳米复合小球制备工艺严苛、步骤繁琐、需要成球剂、易引入杂质、产生大量废液和生产成本高的缺点，具有制备工艺简单、快速、连续化、无废液产生等优点，为低成本地制备SnO₂‑非晶碳纳米复合小球提供了新的方法。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，涉及一种利用溶胶汽雾自燃烧法制备SnO₂-非晶碳纳米小球的方法。

背景技术

作为一种性能良好、价格低廉的功能材料，SnO₂纳米复合材料在传感器件、半导体器件、储能等领域具有良好的应用价值和前景。而SnO₂-非晶碳纳米小球以其具备稳定的空间结构、适中的比表面积和良好的电化学动力学性能，在电化学储钠领域有着重要的用途。传统用于制备SnO₂-非晶碳纳米小球的方法主要是通过喷雾干燥法、球磨法、水热合成法等方法。前二种方法的制备成本较低，但存在工艺要求较为严苛、成球率不高、纳米球体粒径分布宽的缺点，且难以获得纳米级别的复合球体；而水热合成法用于 SnO₂-非晶碳纳米复合小球的制备时存在产量低、成本高、产生大量废液等的缺点，此外制备过程中需要使用表面活性剂、特殊极性分子等成球剂，进一步增加成本且易引入杂质。现有方法存在上述缺点，因此限制了此类材料的低成本、规模化、连续化生产。

本发明发展了一种利用溶胶汽雾自燃烧法制备SnO₂-非晶碳纳米复合小球的方法。该方法克服了传统SnO₂-非晶碳纳米复合小球制备工艺严苛、步骤繁琐、需要成球剂、易引入杂质、产生大量废液和生产成本高的缺点，具有制备工艺简单、快速、连续化、无废液产生等优点，为低成本地制备SnO₂-非晶碳纳米复合小球提供了新的方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，发明一种利用溶胶汽雾自燃烧法制备SnO₂-非晶碳纳米复合小球的方法。该方法采用SnO₂醇溶胶和有机碳源的混合溶胶作为前驱体，利用超声雾化器将其转换成可燃前驱体气雾，混入一定比例的空气后，将气雾引入到带有燃烧室的中空石英玻璃管中，调控工艺参数，利用激光引燃前驱体汽雾，促使汽雾燃烧发生裂解转化，实现SnO₂/非晶碳纳米复合小球的制备。

为解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种利用溶胶汽雾自燃烧法制备SnO₂-非晶碳纳米复合小球的方法，包括如下步骤：

A.复合前驱体溶胶的配制：将SnO₂醇溶胶与一定比例的有机碳源混合制成复合前驱体。

作为优选，所述的SnO₂醇溶胶采用四氯化锡、乙醇作为原料，配制成透明澄清的溶液；其中四氯化锡和乙醇两者的质量比为(1:20)～(1:25)；

作为优先，选用的有机碳源为葡萄糖。

作为优先，复合前驱体溶胶中葡萄糖与SnO₂醇溶胶的质量比为(1:7)～(1:13)。

B.溶胶汽雾的产生：将步骤A中得到的复合前驱体溶胶置于三口反应器中，利用超声雾化器将其转换成可燃性溶胶汽雾；利用压缩空气将溶胶汽雾从三口反应器中引出。

作为优先，步骤B中的空气的流速在0.1～0.8L/min。