微波合成二氧化锡纳米材料

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1、微波溶剂热制备纳米结构SnO?及其气敏性研究71.2.4微波溶剂热法制备SnO2纳米材料目前，能够成功制备纳米材料的方法已有许多种，人们也已经利用很多种方法成功的合成了形貌特殊、性能优越的SnO2纳米粉体。然而这些合成方法各冇优缺点，包括室温固相化学法[57]、溶胶■凝胶法[58]、沉淀法、溶剂热法等。英中溶剂热合成[59,60]是应用最为广泛的一种方法，溶剂热法指在密闭的反应容器屮，以溶剂（水、乙醇等）或者具他气流为介质，通过对反应体积加热，使体系产生高温高压的环境，反应物在此环境下离子活度增强，溶解度增大,发牛溶解、重结晶，再经过分离和热处理就可以得到产物。溶剂热法具有设备要求不高，操

2、作简便，产物形貌和组分易控，化学组成和形貌均匀等优点，而H.通过改变溶剂热反应环境（pH值、原料配比等）[61,27],可以获得不同形貌和尺寸的SnO2,通常采用模板辅助來实现[62,48]O水热法包括水热晶化法[63]、水热氧化法[64]水热沉淀法[65]、水热合成法[66,67]、微波水热法148J等。但是传统溶剂热法的不足Z处在于反应过程慢、比较耗吋，而微波加热貝•有反应迅速的特点，能够克服溶剂热反应耗吋的缺点。微波加热能够实现分了水平的搅拌，均匀加热，温度梯度小，物质升温速度快，能量利川率高。因此将微波法和溶剂热法相结合，则可以使反应迅速进行，而且操作简单，容易控制。微波■溶剂热法

3、[6&69]是把传统的溶剂热法与微波场结合起來，体现出微波的独特性和溶剂热法本身的优势：1）快速加热提高了反应初期的净速率；2）抑制反应容器的加热，从而减少了热梯度引起的不均一问题，使反应物在快速和剧烈加热过程中均匀反应；3）氧化物的表面被微波吸收的嶷慕组覆盖，从而改变了表面温度，产生局部过热[43]o微波溶剂热法合成纳米材料具有合成时间短、加热均匀、能耗少、颗粒均匀而细小等优点，是一种高效的纳米材料制备方法。因此木论文实验选择采用微波溶剂热法合成纳米SnO2粉体。微波化学反应是合成纳米材料比较有效几迅速的方法，一方面因为其反应速率快、选择性好、产品转化率高；另一方而，越来越多的研究表明，

4、将少量表而活性剂添加到反应溶液屮，可以显著的影响纳米材料的形貌。但是，将微波加热与表面活性剂相结合来合成纳米材料却很少有人研究。其中表面活性剂在化学反应中作为软模板使用。软模板L70]是指像表血活性剂或者表面活性剂聚集体等结构可变性人的双亲分了形成的一类物质，其与介孔无机骨架Z间具有较强的作用，当软模板从小脱出后便形成介孔材料。易于构筑、形状多样、能模拟生物矿化是软模板最大的特点，软模板所具有的上述特点，也使得借助软模板制备介孔材料的方法受到人们的格外重视，利川软模板法制备介孔材料不仅操作简便，成本也比较低廉。在反应体系屮，软模板和自纽装之间存在着关系，因为在软模板存在的反应体系中，自组装

5、过程可以顺利进行。“自组装”是指分子、纳米材料、微米或更大尺度物质的基本结构单元通过非共价键（诸如氢键、CH-n作用、阳离子•兀作用、兀・兀作用、范徳华力、溶剂化）的协同作用自发聚集或组织成为一种结构的技术，通过该技术获得的物质结构不仅稳定，紧密，还具有一定的规则。纳米晶、纳米线等纳米材料的化学自组装过程，是实现特定纳米结构的一个重要环节。自组装技术在光学、纳米电了结构、催化、微电了、传感器等方面的应用中，也发挥着举足轻重的作用。通过自组装技术形成具冇特殊形貌结构的物质可以给材料带来很多新的性质，并且激发了人们在很多领域的研究兴趣。Deng等[71]利用湿化学法在室温下含有PVP和EDA过

6、氧化氢溶液屮利用氧化锡金属合成了单分散的自组装二氧化锡纳米球，纳米球是由3.8nm左右的纳米晶自组装形成的，粒径为30nm。Jiang[72]等利川水热法，通过调制水热温度和使用表面活性剂，反应物通过自组装过程形成分层花状纳米结构的二氧化锡，对浓度低至5ppm的H2和CO气体冇较好的响应。查阅已有研究成果，可知将微波热和表面活性剂（软模板）结合可以使颗粒在反应过程中通过自组装过程形成形貌特姝，结构复杂，性能优界的化合物。Qi等人L73]利用微波溶剂热法，添加不同的表血活性剂，并调节化学反应参数，合成了山纳米颗粒自组装形成的三维匕首状、双锥体状、梭了状、和微球等不同形貌的碳酸钙。Potdar

7、等174]通过微波水热法制备了立方萤石结构的Co0.75Zr0.25O2，其表面积达到125m2/g，产物颗粒是由约为7nm的初晶聚集成的。Gao等人[75]利用微波溶剂热法直接一步合成粒径小于10nm的球状银纳米品，并口讨论了银颗粒形貌和排列造成影响的因素。Cho等人L76]利用微波辐照法低温下（90°C）合成了具有不同形貌的氧化锌，包括纳米棒、烛台状、针状、圆盘状、坚果状、星型，微球等复朵的形状，而且合成方法比较简单