中國粉體網(wǎng)訊  納米氧化錫銻（ATO）是一種透明導電氧化物，是近年來發(fā)展迅速的一種新型功能材料，廣泛應用于制作液晶顯示器、太陽能電池材料、電鏡發(fā)光器件和電極材料等。

SnO₂晶體結構圖

隨著國家建筑節(jié)能工作的不斷推進，建筑節(jié)能玻璃的重要性日益凸顯，而玻璃隔熱涂料作為其中一個分支正在被不斷研究及應用，其中起主要隔熱作用的納米ATO粉體，其制備工藝、隔熱性能等方面的研究成為熱門課題。ATO價格相對ITO(氧化銦銻)便宜，是制備透明隔熱涂料的理想材料。

￭納米ATO粉體的性能

獨特的光電性能、抗電離輻射、良好的減反射、紅外吸收、熱穩(wěn)定性以及對某些元素有很高的離子選擇性交換能力。

￭ATO納米顆粒的隔熱原理

是基于對紅外光的吸收而非反射，吸收的紅外光會使基底（如玻璃等）升溫，但同時也會向周圍散熱，從而達到阻隔紅外熱量直接透過基底的目的，起到類似于“反射”紅外光的效果。

ATO國內外研究進展

目前國外在ATO納米科技材料領域處于領先地位，日德美等發(fā)達國家已成功研發(fā)性能優(yōu)異的ATO涂料，并且已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。日本石原產(chǎn)業(yè)株式會社、三菱公司等相應開發(fā)出ATO透明防靜電涂料，思凱奇株式會社制備的透明隔熱涂膜材料逐漸獲得廣泛應用；美國Technology公司制備的ATO防靜電涂料，涂膜的硬度和透明度俱佳，且適用于多種涂膜方式。

國內ATO納米材料的研究起步較晚，但近幾年發(fā)展迅速，特別是在氧化錫銻納米粉體制備及透明隔熱，導電性能的應用方面日趨增多，以南京理工大學唐婧艷為代表首先將納米氧化錫銻應用到電催化氧化技術，制備出一種兼具電催化活性和膜過濾性能的多孔Ti/Sb-SnO₂管式膜電極。中南民族大學楊玲玲等人將ATO應用于透明隔熱玻璃中，研究得到既環(huán)保又具有極大應用價值的透明隔熱玻璃涂料。

ATO納米粉體的制備方法

￭醋酸鹽共沉淀法

趙曉偉等在較低的溫度下將錫粉和三氧化二銻溶于冰醋酸并通過共沉淀，成功制備了銻摻雜二氧化錫納米粉體。采用XRD、TEM、N₂等溫吸/脫附及粉末電阻率測試儀等對其結構、形貌和導電性進行表征，并研究了銻摻雜濃度對ATO導電性能的影響。結果表明：隨著銻摻雜量的增加，ATO粉體電阻率有一最低值，即在銻摻雜濃度為8%時，ATO粉體電阻率可達0.4Ω•cm；ATO粉體的一次粒徑約為5nm，其比表面高達85.9m²/g。

￭醇鹽水解法

醇鹽水解法是指利用金屬或金屬鹵化物為原料，首先使其與醇發(fā)生反應生醇鹽，然后利用醇鹽水解的特性生成金屬氧化物或氫氧化物從而制備納米粉體。

該方法生產(chǎn)的納米粉體純度高且組成均一，是生產(chǎn)納米粉體常用的實驗方法。但是由于其成本較高，設備要求嚴格，并不能適用于大規(guī)模工業(yè)化的生產(chǎn)。

￭溶膠-凝膠法

稱取一定量的SnCl₄•5H₂O（分析純）和SbCl（分析純）分別溶入乙醇中，用磁力攪拌器進行攪拌，形成Sn乙醇溶膠和Sb乙醇溶膠。按照不同Sb/Sn配比，將制得的Sb乙醇溶膠加入Sn乙醇溶膠中，并在70℃進行攪拌，形成透明清澈的溶膠，再向溶膠中緩慢滴加氨水，至不再出現(xiàn)凝膠為止。用蒸餾水將凝膠反復清洗，除去其中的Cl^-。納米ATO粉體的制備工藝流程如下圖所示。

ATO凝膠的熱處理工藝為：燒結溫度800℃，升溫速度3℃/min，保溫時間60min。

溶膠-凝膠法制備納米ATO粉體制備工藝

殷馨等在《溶膠-凝膠法制備銻摻雜氧化錫納米粉體》一文中表示，采用溶膠-凝膠法制備ATO納米粉體，并對其進行結構分析和性能表征。以金屬錫粉和三氧化二銻為金屬原料，制備得到檸檬酸錫、銻的配合物溶液，向其中加入乙腈，產(chǎn)生溶膠-凝膠過程。結果：對洗滌后的凝膠進行不同溫度熱處理，得到銻摻雜氧化錫納米粉體。隨著銻摻雜量的增加，納米粉體的晶粒減小，比表面積增加，晶胞參數(shù)也發(fā)生相應變化。隨著熱處理溫度的升高，納米顆粒長大，比表面積減小，高銻摻雜量的氧化錫納米粉體顯示出結晶下降的趨勢。

￭其他制備方法

①新型燃燒法

燃燒法是制備納米ATO的一種新型的方法。Div等人首次以草酸錫和氯化銻為前驅體，硝酸為燃料助劑，采用一步溶液燃燒法合成了ATO，該方法反應速度快，總合成時間為6h，比其他合成路線短，而且反應過程的高溫使部分低沸點的雜質揮發(fā)，因此制得的ATO納米粉體純度高，比表面積大，粒徑小且電化學性能良好。

②電噴霧熱解法

噴霧熱解法有簡單廉價的實驗結構、易于添加多種摻雜材料、重現(xiàn)性、生長速度快、成品率髙等優(yōu)點，非常適合應用于納米氧化錫銻的制備。印度的Thang等人以SnCl₂前驅體為原料，采用噴霧熱解法制備了氟、銻摻雜的氧化錫薄膜。噴霧熱解法可以算作是化學溶液沉積法中的一種。它是將所要摻雜的物質的水溶液以極小的細霧的形式噴射到預熱的基片上。熱分解發(fā)生在熱基片表面，形成連續(xù)的薄膜。實驗研宄結果表明使用該方法制備的納米ATO粉體具有較高的透明度和較好的導電性。但該方法成本較高,不適用于工業(yè)生產(chǎn)。

ATO納米材料的應用

￭透明隔熱領域的應用

多層納米涂層具有優(yōu)異的性能，具有廣闊的應用前景。納米ATO因其良好的光電性能作為填料添加進入涂層中可以賦予涂層更多的優(yōu)良性能。

￭導電領域的應用

ATO納米粉體材料具有類似于金屬的良好導電性能，其本征電導率最高可達到104S•cm^-1。因此，可代替金屬運用到各種行業(yè)中。

￭淺色透明性的應用

ATO納米粉體不僅具有高的電導率，也具有大于80%的可見光透過率，其良好的導電率及淺色透明性彌補了許多傳統(tǒng)的導電材料的缺陷，越來越受到重視。眾所周知，目前主要的導電材料大都集中在炭黑及金屬單質，但是炭黑因顏色深，對材料色彩產(chǎn)生不利影響而使應用受到限制。金屬單質中的銅、鐵等因為密度大且易氧化，隨著時間的延長而使體系的導電率顯著下降，金、銀粉末的價格高，難以規(guī)�；�使用。ATO納米粉體其淺色透明性正好填補了這一空白，還可起到裝飾作用。因此，制備具有多重性能的ATO納米材料有極大的應用前景。

參考文獻：

何喜春.納米ATO抗靜電防腐涂料的制備及性能研究��

王怡等.納米ATO透明隔熱涂料的制備與性能研究

醋酸鹽共沉淀法制備銻摻雜二氧化錫（ATO）粉體

黃慶文等.納米ATO粉體的制備及其電光熱性能研究

殷馨等.溶膠-凝膠法制備銻摻雜氧化錫納米粉體

楊波等.一種新型納米隔熱涂料的制備及性能