环氧化物法制备锑掺杂氧化锡气凝胶.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)500ActaP.一C.Sin.2014,30(3),500—507March【Article】doi:10.3866/PKU.WHXB201401201、]【rvr.whxb.pku.edu.cn环氧化物法制备锑掺杂氧化锡气凝胶虞秋捷周斌张志华刘光武杜艾(同济大学物理科学与X-程学院,上海市特殊人X-微结构材料与技术重点实验室,上海200092)摘要:以无机金属盐为前驱体,采用环氧丙烷添加法结合CO:超临界流体干燥和热处理工艺,制备了不同锑掺杂浓度的二氧化锡(ATO)气凝胶.所得气

2、凝胶为深蓝色块体,平均密度约为600mg·cm~,锑掺杂浓度在5%到20%(x)之间.电子显微镜图片显示ATO气凝胶的骨架由粒径约为数十纳米的颗粒堆积而成,而这些颗粒又由数纳米的初级球形颗粒构成.X射线衍射谱表明,样品的主要晶相为SnO四方相金红石结构,锑的掺杂仅引起微小的晶格畸变.X射线光电子谱显示锡元素以+4价态存在,而锑则具有+3和+5的混合价态.四探针电阻率测试仪的结果表明,ATO气凝胶的电阻率在2.7—40Q·cm之间变化,其中在锑掺杂浓度(x)为12%时具有最低电阻率.关键词:锑掺杂二氧化锡:气凝胶:环氧丙烷:超临界干

3、燥:电阻率中图分类号:0648.17Antimony-DopedTinOxideAerogelBasedonEpoxideAdditionaIMethodYUQiu—JieZHOUBinZHANGZhi—HuaLIUGuang-WuDUAiShanghaiKeyLaboratoryofSpecialArtificialMicrostructureMaterialsandTechnology,SchoolofPhysicsScienceandEngineering,Tong/iUniversity,Shanghai200092,PR

4、.China)Abstract:Antimony.dopedtinoxidefrO)aerogelswerepreparedfr0minorganicsaltsviaepoxideadditionalmethod。CO2supercriticalfluiddryingandthermaItreatment.ATOsamplesweredarkbluemonolithswithaveragedensityofabout600mg·cm0andSbconcentrationsof5%一20%(x).Electronmicroscopy

5、showedthattheskeletonoftheATOaerogelsconsistedofparticlesofsizeofdozensofnanometers。whichfurtherconsistedofprimaryparticlesofsizeaboutseveraInanometers.X.raydifractionspectrashowedthatthemaincrystalstructurewithintheATOaerogelswastetragonaItindioxide.whileSbdopingonly

6、resultedinminorIatticedistortion.X-rayphotoelectronspectroscopyindicatedthatthevalencestateoftinwas+4.whileantimonywasmixedwith+3and+5valences.Four-pointproberesistivityanalysisexhibitedthattheelectricaIresistivityoftheAr0aerogelschangedfr0m2_7to40Q·cm.amongwhichtheae

7、rogelwith12%SbhadtheIowestresistivityKeyWords:Antimony-dopedtinoxide;Aerogel;Propyleneoxide;SupercriticaldryingElectricalresistivityReceived:October6,2013;Revised:January17,2014:PublishedonWeb:January20,2014.Correspondingauthors.zH0UBin,Email:zhoubin863@.tongji.edu.cn

8、.DUAi,Email:duai@ton~i.edu.ca.TheprojectwassupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(51l02184,5l172163),Nationa1

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