一种纳米材料的制备AgSnO2 - 图文

图2.扫描电子显微镜（SEM）图像显示的粉末形态：a：DPT（II）；b：DPT（IV）。

DPT：直接处理锡

因为溶液的离子强度为0.1M或更小，所以，电解质的影响与离子的种类没有关系，而是只依赖于离子强度。当离子强度变高时，电解质类型的独立将会消失。

根据式子（7）（Debye-Huckle方程），很明显，当离子强度相同时，Sn(II)比Sn（IV）有更高的活跃系数。

2?log??0.Z5xx1?

式中，γx为X的活跃系数；

/?(1?x3.?3 ) （7）

Zx为X的原子序数； μ为溶液的离子强度

αx为X水合离子的纳米级有效直径（10-9m） 离子电荷越高，溶解在溶液中的极性水分子数量就越多[16]。

当水合Sn2+离子的有效直径为0.6nm时，水合Sn4+离子的有效直径为1.1nm。相同的离子强度的情况下（比如离子强度是0.1），Sn(II)的活跃系数大于Sn（IV）的活跃系数（分别为0.4的0.063）[16]。因此化学势μ作为摩尔数Xi和活跃系数γi的函数关系可由下式表示：

（8）

通过增加Sn(II)的活跃系数，其化学势将增加，这会使得化学反应速率增加。因

此，细化晶粒和DPT(II)颗粒是由于高的活跃系数、化学反应速率和化学势产生的。根据图2 SEM显微照片可以知道，两种物相成分的粒度分布为：在两个样品中，一种组分颗粒尺寸约为2μm而另一种组分颗粒尺寸小于500 nm。 DPT(II)纳米粉末的平均颗粒尺寸为0.2-0.7μm，而DPT(IV)则是0.4-1μm，这反过来提高了颗粒凝聚水平。同时XRD的定量数据也证实了这一结果。

初始化合物的影响（氯离子）

在图1中显示的是DPT(II)的纳米粉末，它显示出了AgCl的特征线，图3显示的是DPC-I纳米粉末的XRD图，AgCl的特征线在图3中不能得到。

图3 DPC-I粉末的X光衍射的形式。DPC：直接处理的氯

氯化银的存在是使用Sn元素和HCl根据方程1反应的结果。DPT（II）和DPC-（I）纳米粉体的SEM图如图4和图5所示。它们的X射线衍图也在这些图中显示。

图4 扫描电子显微镜（SEM）图像显示的DPT（II）形态：a：二次电子图像；b：Ag元素的X射线衍射图；c：Sn元素的X射线衍射图；d：Cl元素的X射线衍射图。DPT：直接处理锡

图5 扫描电子显微镜（SEM）图像显示的DPC-I形态：a：二次电子图像；b：Ag元素的X射线衍射图；c：Sn元素的X射线衍射图；d：Cl元素的X射线衍射图。DPC：直接处理氯化锡

图4和图5中DPT（II）和DPC-i纳米复合材料的X射线衍射图表明，Sn和Ag元素在纳米复合材料中是均匀分布的。并且Cl元素也均匀的分布在DPT（II）粉体中。根据图1可知，氯元素以氯化银的形式存在于化合物中。由于所有的胶体颗粒可以带正电荷或负电荷，因此氯化银通常形成一个稳定的胶体悬浮。这些带电荷的阳离子或阴离子又吸附在颗粒的表面[ 16 ]。这样，在DPT(II)复合材料中，形成更多的氯化银颗粒，聚集现象比其他复合材料更加显著。

由吸附的银离子构成的带电粒子直接附着于氯化银胶体表面。带电粒子周围的一层溶液处在分层状态，称为反离子层，其中包含大量的负离子，其主要作用是平衡胶体颗粒表面的电荷。主要吸附的银离子和带负电荷的反离子层构成的双电层，这赋予了胶体悬浮液的稳定性。当胶体颗粒互相接近时，双电层产生的静电斥力就会阻止颗粒粘附在一起，因此就会生成更多粒径极小的颗粒[16]。因此，DPT(II)粉末比DPC-I纳米粉体颗粒尺寸更小。当粉体被暴露在含氯化物的环境中时，表面会产生光泽暗淡的污染薄膜。银表面这层薄膜形态的不均匀发展会与底层腐蚀产物混合，这可能会导致薄膜较薄引起接触电阻的问题。这会使得增长率的测定困难以及可能误生成氯化银层，并造成接触电阻异常和加快银表面的环境暴露。银表层的薄膜通常导致接触界面的接触电阻不稳定[17]。它暴露在光下会缓慢释放出氯气（在一个密闭的空间有氯气的积累，对于人类有危险性）。因此，使用SnCl2?2H2O取代Sn组分，氯离子从最后的组分中除去。