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SnO2粉體是一種重要的多功能材料,具有顯著的氣敏性、化學(xué)穩(wěn)定性以及優(yōu)異的發(fā)光性能。它作為一種功能基本材料，在氣敏、濕敏、光學(xué)技術(shù)等方面有著廣泛的應(yīng)用。目前是應(yīng)用在氣敏元件最多的基本原材料之一。
納米二氧化錫對H2、C2H2等氣體有著較高的靈敏度、選擇性和穩(wěn)定性。納米二氧化錫材料受量子尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)等的影響, 其光學(xué)性質(zhì)的研究倍受關(guān)注。用不同方法制備的SnO2納米材料, 其熒光發(fā)射峰有所不同。
材料的物化性質(zhì)(如光學(xué)、磁學(xué)、電學(xué)等)與其表面形貌、維度、顆粒尺寸及表面缺陷等密切相關(guān),低維納米材料的物化性能被期望得到提高或展現(xiàn)出全新的性質(zhì)。目前, 水熱法、共沉淀法、溶膠–凝膠法等濕化學(xué)方法被廣泛用來合成各種金屬氧化物納米粉體,但是用大多數(shù)方法制備的納米粉體粘連團(tuán)聚且分布不均勻。
大分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法又名聚丙烯酰胺凝膠法, 是一種能有效防止顆粒間團(tuán)聚的方法,其工藝簡單、操作方便、可重復(fù)性好、易于生產(chǎn),而且制備出的顆粒純度高、粒度均勻細(xì)小、顆粒形貌規(guī)整。
Sn02納米材料的表征主要是通過透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射、比表面積法等。
1、掃描電子顯微鏡(SEM)：能夠直接觀察樣品表面的結(jié)構(gòu)、形貌、平均直徑或粒徑的分布，樣品制備過程簡單，不用切成薄片，樣品可以在樣品室中作三度空間的平移和旋轉(zhuǎn)，因此，可以從各種角度對樣品進(jìn)行觀察，圖象的放大范圍廣，分辨率也比較高，最高可放大六十萬倍，它基本上包括了從放大鏡、光學(xué)顯微鏡直到透射電鏡的放大范圍。
2、透射電子顯微鏡(TEM)：用透射電鏡盯觀察Sn02納米材料粒子平均直徑或粒徑的分布，電鏡測試是觀察測定顆粒度的絕對方法，因而具有可靠性和直觀性，以高能電子穿透樣品，根據(jù)樣品不同位置的電子透過強(qiáng)度不同或電子透過晶體樣品的衍射方向不同，經(jīng)過后面電磁透鏡的放大后，在熒光屏上顯示出圖像。
3、xRD：電鏡觀察法測量得到的是顆粒度而不足晶粒度，x射線衍射線寬法是測定顆粒晶粒度的最好方法。當(dāng)顆粒為單晶時(shí)，該法測得的是顆粒度，顆粒為多晶時(shí)，該法測得的是組成單個(gè)顆粒的單個(gè)晶粒的平均晶粒度，這種測量方法只適用晶態(tài)的納米粒子顆粒度的評估。該法可以鑒定物質(zhì)晶相的尺寸和大小，并根據(jù)特征峰的位置鑒定樣品的物相，檢測純度及結(jié)構(gòu)，再用謝樂公式計(jì)算晶粒尺寸。
純SnO2屬于四方晶系，金紅石結(jié)構(gòu)。單位晶胞有6個(gè)原子，其中2個(gè)Sn原子，4個(gè)O原子，如下圖所示。每個(gè)Sn原子位于6個(gè)O原子組成的近似八面體的中心，而每個(gè) O原子也位于3個(gè)Sn原子組成的等邊三角形的中心，形成6：3的配位結(jié)構(gòu)。
納米SnO2是典型的n型半導(dǎo)體，其Eg=3.5eV（300K），具有比表面大、活性高、熔點(diǎn)低、導(dǎo)熱性好等特點(diǎn)，在氣敏材料、電學(xué)方面、催化劑、陶瓷及化妝品方面應(yīng)用比較多。
SnO2是目前廣泛應(yīng)用的一種半導(dǎo)體氣敏材料，普通SnO2粉為基體材料制成的燒結(jié)型電阻式氣敏元件，對多種還原性氣體具有很高的靈敏度，但器件的穩(wěn)定性和一致性等方面還不令人滿意。
SnO2納米粉體在陶瓷工業(yè)中可用作釉料和搪瓷乳濁劑。在電學(xué)方面，抗為靜電劑顯示出比其它抗靜電材料較大的優(yōu)越性，并且在光電顯示器、透明電極、太陽能電池、液晶顯示、催化等方面有很大優(yōu)點(diǎn)。
此外，納米二氧化錫復(fù)合材料也是目前開發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)，在制備SnO2材料的過程中，通過添加少量的摻雜劑，來改善其選擇性和降低電阻率，或者SnO2作為摻雜材料。利用納米SnO2粉體的紅外反射性能，結(jié)合納米TiO2粉體吸收的紫外光的特點(diǎn)，摻雜有TiO2的納米SnO2粉體，具有抗紅外和抗紫外的特點(diǎn)，制出的化妝品更能起到保護(hù)皮膚的作用。
來源：粉體圈