二氧化錫納米中空球製備方法知多少？

錫是我國豐富的礦產資源，它的深度加工產品在高技術領域中具有重要的應用。二氧化錫(SnO2)作為其中的一種衍生功能材料由於其具有化學穩定性好、氣體靈敏度高和成本低等優點，近年來受到越來越多的關注。

SnO2主要用於鋰電池、光催化劑和氣敏感測器等領域。現今已成功製備多種不同形態的SnO2。同核桃形、花形和立方形SnO2功能感測材料相比，SnO2中空球感測材料具有較大的比表面積、較多的活性位點、更優異的光電以及氣敏性能，近年來這種潛力功能材料越來越受到科研人員的青睞，關於SnO2中空球的文獻報道也逐年遞增。本文對常見的SnO2納米中空球的製備方法做一下介紹。

水熱法

多年來，水熱法已廣泛應用於中空納米材料的製備領域。有研究者以次氮基三乙酸(NTA)為前驅體，通過水熱處理製得長鏈聚合物前體(—NiNTA—)n，水熱條件下向(—NiNTA—)n 聚合物中加入三水合錫酸鈉(Na2SnO3·3H2O)以形成鎳離子(Ni2+)、次氮基三乙酸離子(NTA－ )和SnO2顆粒。在反應系統中，利用水分子與乙醇分子的結合來產生強大的靜電吸附作用使Ni2+、NTA-和SnO2顆粒聚集在一起，通過高溫燒結形成斷開的Ni摻雜的SnO2中空微球。 另有研究者通過一步水熱反應合成了不同Al摻雜量(1.0%、1.5%、2.0%，wt，質量分數，下同)的SnO2中空微球，當Al的摻雜量為1.5%時，複合中空材料表現出優越的電化學循環穩定性。

溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法具有簡單易操作、產物純度高、組成控制好和化學成分相對均勻等諸多優點，被廣泛用來製備納米材料。通常用溶膠-凝膠法輔以其他方法來製備中空SnO2納米材料。研究者通過溶膠-凝膠法以SnO2微球作為犧牲模板製備了SnO2中空球納米材料應用到鋰電池陽極端，並對它的電化學性能進行了研究，發現當SnO2中空球的直徑為25nm時，鋰電池表現出優越的電化學性能。研究者基於納米SnO2膠體模板工藝，輔助溶膠-凝膠塗層技術成功合成了SnO2與四氧化三鈷(Co3O4)的混合物(SnO2＠Co3O4)中空納米球，在電化學性能測試中，SnO2＠Co3O4複合材料高的比容量和循環穩定性表明其在鋰電池中具有潛在的應用價值。

奧斯特瓦爾德熟化法

奧斯特瓦爾德熟化是指小顆粒溶解後吸附在大顆粒表面而使大顆粒繼續增長的一種自發過程，成功地被用來製備中空球。採用奧斯特瓦爾德熟化法可以解決傳統模板法製備中空結構過程中模板去除的問題。同時，其製備的中空結構規整、粒徑較小。研究者以錫酸鉀(K2SnO3)為前驅體，在乙醇-水混合溶劑中，「一鍋出」製得SnO2中空微納米球，反應的自發形成歸結為由內而外的奧斯特瓦爾德熟化過程；合成的SnO2中空納米球在鋰離子電池的電極材料中顯示了很好的鋰儲存能力和使用周期。另有研究者將SnSO4和尿素混合液在120℃的高壓反應釜中水熱處理24h，直接獲得了海膽狀SnO2中空結構，該納米中空材料對乙醇氣體具有良好的氣敏感測性能。另有研究者將SnCl4作為前驅體，在冷凝的硫酸(H2SO4)存在下利用乙醇催化水解脫水形成SnO2納米晶體，基於奧斯特瓦爾德熟化機理，SnO2納米晶體迅速聚集形成微球，直接生長重結晶得到SnO2中空球，其作為鋰電池的負極材料使用時比原始的SnO2納米顆粒具有更好的循環穩定性。

其他方法

一步燒結法、超聲噴霧熱解法等也常被用來合成SnO2納米中空球。其中一步燒結法是相對簡單、適用、經濟和快速製備納米中空球形粒子的方法。有研究者僅以辛酸錫(C16H30O4Sn)為原料，300℃條件下利用C16H30O4Sn與氧氣發生反應合成表面起泡的納米SnO2顆粒，為了減少系統表面能，這些納米SnO2顆粒開始自發聚集在一起形成球形，最後在500℃馬弗爐中煅燒得到SnO2中空球。另有研究者以二氯化錫(SnCl2·2H2O)為錫源，檸檬酸為空心結構輔助添加劑，利用超聲噴霧熱解技術以及高溫熱分解過程產生大量的錫前體空心氣凝膠，這些氣凝膠在70℃空氣中乾燥12h後600℃條件下燒結１h製得SnO2中空球。

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