浅色导电纳米粉体的制备与表征

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浅色导电纳米粉体由于具备良好的电学性能和纳米材料的特性,同时色浅易于调色而受到越来越多关注,应用领域也越来越广泛,是一种极具发展潜力的新型材料。  本论文分别研究了掺铝氧化锌(AZO)和掺锑二氧化锡(ATO)两种浅色导电纳米粉体的制备与表征,并针对纳米粉体产生团聚的原因,提出了一些制备分散均匀、性能稳定的ATO浅色导电纳米粉体浆料的措施和方法。获得的主要结果如下:  采用溶胶-凝胶法、共沉淀法和溶剂热法制备AZO浅色导电纳米粉体。溶剂热法较为理想,所制得的粉体只有在氢气氛围中煅烧后才具有导电性,且导电性能较差(电阻率>100Ω·cm),粉体粒径可以控制在50 nm左右,但有团聚发生。  采用醇解-水热法、溶胶-凝胶法和共沉淀法制备ATO浅色导电纳米粉体。醇解-水热法能够得到导电性能较好的ATO导电纳米粉体,电阻率可达0.13Ω·cm,但该方法反应过程可控性差,制得的粉体形态差、团聚现象严重,而溶胶-凝胶法较难得到ATO粉体。因此主要采取共沉淀法。  在共沉淀法制备ATO导电纳米粉体的过程中,综合考虑各个反应条件对粉体粒径和导电性能的影响,得出要制备粒径小、导电性能好、颜色较浅的ATO导电纳米粉体的最佳制备条件为:反应温度为60℃,顺滴反应,机械搅拌分散,n(Sb3+)∶n(Sn4+)为8%,滴定pH值为2,在空气气氛500℃下煅烧2h,保护剂为PEG400,且n(PEG400)=n(Sb3+)+n(Sn4+)。在最佳共沉淀法制备条件下得到的ATO浅色导电纳米粉体的粒径为15 nm,粉体粒子呈椭球状,团聚现象相对较少,电阻率为0.13Ω·cm。  在制备浅色导电纳米粉体分散均匀、性能稳定浆料的过程中,主要从化学分散和物理分散两个方面研究了解决方案,发现以PVP和Dispersogen PCE为分散剂,通过高速机械搅拌的方式可以得到相对较稳定分散的浆料。
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