物质简述
锡酸锌具有较高的电子迁移率,稳定性,高电导率,优异的吸附性能,光学性能和阻燃抑烟性能等特性,近年来逐渐受到科研人员的关注。该物质的相关研究通常以纳米材料领域为主,锡酸锌纳米颗粒可以通过水热法、化学沉淀法、固相化学合成法、微波合成法、溶胶-凝胶法、模板法等方法合成,制备产物有颗粒状、立方体、球形、八面体、纳米棒、片状、纳米花状等多种形貌结构,可用于制备锂电负极材料,气敏材料,电触头材料,DSSC阳极等[1]。

制备方法
以硫酸锌和锡酸钠为原料可以实现锡酸锌的制备,通过一系列实验得出最佳工艺条件:Na2SnO31.2 mol/L,ZnSO41.3 mol/L,室温下反应4 h,终点pH值9.4,搅拌速度900 r/m in。通过上述工艺制得锡酸锌为白色晶态粉末,呈球形,纯度达99%以上,粒径为3.8μm。对该产品进行氧指数测试,发现当其在PVC中的添加质量分数为13%时,氧指数达31.0,继续添加氧指数会继续增加,具有很好的阻燃效果[2]。
应用
至于锡酸锌的物质应用,基于其独有的吸附性能,光学性能等,该物质被广泛应用于光电材料制备、催化剂合成等领域,下面就与之相关的几种应用实例展开详细介绍:
(1)半导体光电催化氧化技术领域公开了一种Yb掺杂改性锡酸锌光电极的制备方法及应用。具体地,先采用水热法制备不同Yb掺杂量改性的锡酸锌粉末,依次加入去离子水,聚乙二醇和聚乙烯醇,制成粘稠性较好的悬浮液,再均匀刮涂至FTO导电玻璃上,置于烘箱中,80℃保持2h后,再置于马弗炉中,500℃焙烧2h,得到Yb掺杂改性锡酸锌光电极。该制备方法制得的Yb掺杂改性锡酸锌光电极比纯ZnSnO具有更高的催化活性[3]。
(2)催化剂研究领域报道了一种中空立方体型锡酸锌光催化剂的制备方法及其应用。采用共沉淀法合成具有中空立方体结构的锡酸锌光催化剂,最终获得高活性的可见光催化剂。研究表明,该光催化剂具有在模拟太阳光照射下高效降解有机污染物的特性,对于拓展纳米光催化技术降解废水污染物的工业化应用范围,节省废水处理能耗,具有重大的现实意义[4]。
此外,以锡酸锌为主要活性中心还可以合成一种锡酸锌/硫化铟带刺纳米花压电/光催化剂。该催化剂的制备方法包括主要包括以下步骤:(1)采用水热法,制备ZnSnO3纳米花;(2)将(1)中得到的纳米花研磨均匀;(3)将(2)中得到的纳米花分散在乙二醇溶液中,放入超声槽中,使纳米花均匀分散在乙二醇中;(4)往乙二醇中加入三氯化铟和硫代乙酰胺,使其完全溶解,制得三氯化铟/硫代乙酰胺混合溶液;(5)将(3)和(4)中的液体混合,搅拌均匀;(6)将(5)中的液体放入超声槽中,超声反应,所得产物离心,清洗,干燥,即得到锡酸锌/硫化铟带刺纳米花。相关实验表明,这种新型的带刺纳米花压电/光催化剂在超声作用下,可以明显增强光催化降解性能[5]。
有关研究
用氧指数,剩炭率,烟密度等方法测试锡酸锌包覆碳酸钙对PVC的阻燃作用,同时采用热分析,扫描电镜的方法研究锡酸锌包覆碳酸钙的阻燃机理。
实验表明,在锡酸锌含量相同的情况下,锡酸锌包覆碳酸钙对PVC的阻燃和消烟性能优于锡酸锌;在添加量为10份时,锡酸锌包覆碳酸钙阻燃PVC样品和三氧化二锑阻燃PVC样品具有相同的氧指数,但当添加量为20份时,前者的氧指数比后者的高3%,前者的烟密度等级比后者低约10%[6]。
参考文献
[1]马殿普,李俊,覃德清,等.锡酸锌纳米材料的制备方法及应用研究进展[J].化工进展, 2022(006):041.DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2021-1595.
[2]何汉兵,秦毅红,石西昌,等.阻燃剂锡酸锌的优化制备[J].化学工程, 2006, 34(5):3.DOI:10.3969/j.issn.1005-9954.2006.05.017.
[3]薛娟琴,雷大士,李姝昊,等.一种Yb掺杂改性锡酸锌光电极的制备及其应用:CN201910314775.9[P].
[4]董淑英,崔龄芳,刘灿豫,等.一种中空立方体型锡酸锌光催化剂的制备方法及其应用:CN201910008370.2[P].
[5]金成超,胡小诗,贺君敬.一种锡酸锌/硫化铟带刺纳米花压电/光催化剂及其制备方法:CN202010870292.X[P].
[6]徐建中,焦运红,屈红强,等.锡酸锌包覆碳酸钙对聚氯乙烯的阻燃消烟作用[J].塑料, 2006, 35(2):6.DOI:10.3969/j.issn.1001-9456.2006.02.006.