二氧化锡纳米线.ppt
纳米二氧化锡粉末
纳米二氧化锡粉末
纳米二氧化锡粉末是由纳米级的二氧化锡颗粒组成的粉末材料。
由于其颗粒尺寸小于100纳米，具有较大的表面积和高比表面积，因此具有许多独特的性质和应用。
纳米二氧化锡粉末具有以下几个特点：
1. 高比表面积：由于粒径小，具有较大的表面积，可以增加物质表面与周围环境的接触面积，提高反应速率和效率。
2. 高活性：纳米二氧化锡粉末表面容易发生吸附和催化反应，具有高催化活性，可以用于气体传感器、催化剂等领域。
3. 尺寸效应：纳米颗粒尺寸处于量子尺寸范围内，具有特殊的光电学、力学和磁学特性，如量子限制效应和显著的量子尺寸效应。
4. 良好的分散性：由于颗粒尺寸小、表面活性高，纳米二氧化锡粉末在溶液中易于分散，可以制备成稳定的悬浮液，方便应用于涂料、陶瓷等领域。
纳米二氧化锡粉末的应用领域广泛，主要包括：
1. 传感器：纳米二氧化锡粉末具有很高的氧化还原反应活性和催化活性，广泛应用于气体传感器、光学传感器等领域。
2. 催化剂：纳米二氧化锡粉末作为催化剂可用于化学反应中，如甲醇、乙醇催化燃烧、有机合成、汽车尾气净化等。
3. 陶瓷材料：纳米二氧化锡粉末可用于制备高性能陶瓷材料，如氧化锡陶瓷、电子陶瓷等。
4. 防腐涂料：由于纳米二氧化锡粉末具有较高的光催化和抗菌性能，可应用于防腐涂料，以提高涂层的耐候性和抗菌性能。
总之，纳米二氧化锡粉末由于其特殊的性质和广泛的应用前景在材料科学、化学、电子学等领域受到广泛关注和研究。
微波合成二氧化锡纳米材料
71.2.4 微波溶剂热法制备SnO2纳米材料目前，能够成功制备纳米材料的方法已有许多种，人们也已经利用很多种方法成功的合成了形貌特殊、性能优越的SnO2纳米粉体。
然而这些合成方法各有优缺点，包括室温固相化学法[57]、溶胶-凝胶法[58]、沉淀法、溶剂热法等。
其中溶剂热合成[59,60]是应用最为广泛的一种方法，溶剂热法指在密闭的反应容器中，以溶剂（水、乙醇等）或者其他气流为介质，通过对反应体积加热，使体系产生高温高压的环境，反应物在此环境下离子活度增强，溶解度增大，发生溶解、重结晶，再经过分离和热处理就可以得到产物。
溶剂热法具有设备要求不高，操作简便，产物形貌和组分易控，化学组成和形貌均匀等优点，而且通过改变溶剂热反应环境（pH值、原料配比等）[61,27]，可以获得不同形貌和尺寸的SnO2，通常采用模板辅助来实现[62,48]。
水热法包括水热晶化法[63]、水热氧化法[64]、水热沉淀法[65]、水热合成法[66,67]、微波水热法[48]等。
但是传统溶剂热法的不足之处在于反应过程慢、比较耗时，而微波加热具有反应迅速的特点，能够克服溶剂热反应耗时的缺点。
微波加热能够实现分子水平的搅拌，均匀加热，温度梯度小，物质升温速度快，能量利用率高。
因此将微波法和溶剂热法相结合，则可以使反应迅速进行，而且操作简单，容易控制。
微波-溶剂热法[68,69]是把传统的溶剂热法与微波场结合起来，体现出微波的独特性和溶剂热法本身的优势：1）快速加热提高了反应初期的净速率；2）抑制反应容器的加热，从而减少了热梯度引起的不均一问题，使反应物在快速和剧烈加热过程中均匀反应；3）氧化物的表面被微波吸收的羟基组覆盖，从而改变了表面温度，产生局部过热[43]。
微波溶剂热法合成纳米材料具有合成时间短、加热均匀、能耗少、颗粒均匀而细小等优点，是一种高效的纳米材料制备方法。
因此本论文实验选择采用微波溶剂热法合成纳米SnO2粉体。
微波化学反应是合成纳米材料比较有效且迅速的方法，一方面因为其反应速率快、选择性好、产品转化率高；另一方面，越来越多的研究表明，将少量表面活性剂添加到反应溶液中，可以显著的影响纳米材料的形貌。
SnO2纳米线的制备及结构表征
SnO2纳米线的制备及结构表征方香;李玉国;王宇;刘永峰【摘要】以SnO2粉末和碳粉的混合物为源,高纯氮气为载气,利用化学气相沉积法在1 000℃下,在溅有Au的单晶Si衬底上制备了SnO2纳米线.用SEM、XRD测试技术对样品进行了结构、形貌的表征,利用PL技术分析了样品的发光特性.由分析可知,样品均为四方金红石结构,退火时间对样品形貌具有一定的影响,但不影响其结构.所制备的SnO2纳米线结晶质量较高,其生长遵循VLS机制.【期刊名称】《山东科学》【年(卷),期】2013(026)006【总页数】5页(P14-18)【关键词】化学气相沉积;SnO2纳米线;生长机制【作者】方香;李玉国;王宇;刘永峰【作者单位】山东师范大学物理与电子科学学院,山东济南250014;山东师范大学物理与电子科学学院,山东济南250014;山东师范大学物理与电子科学学院,山东济南250014;山东师范大学物理与电子科学学院,山东济南250014【正文语种】中文【中图分类】O484.5纳米材料又称超微颗粒材料，其尺寸一般在1～100 nm之间，处在原子簇和宏观物体的过渡区域。
此类材料具有许多奇异特性，即与大块固体相比，其光、热、磁、力以及化学方面的性质具有显著的不同。
在众多纳米材料中，SnO2是一种重要的宽禁带N型半导体材料(Eg=3.6 eV)，具有优异的电学和光学性能。
由SnO2制备的器件现已广泛应用于各种领域，如光电器件［1］、气敏元件［2］、透明导电电极［3］等。
现阶段人们已用热蒸发法［4］、分子束外延法［5］、机械球磨法［6］、溶胶－凝胶法［7］、水热/溶剂热法［8－9］、模板法［10］、溅射［11－12］和化学气相沉积等方法合成了大量的纳米薄膜和颗粒，对其性质也做了相应的研究。
其中化学气相沉积(CVD)是一种较常用的方法。
Ma等［13］通过CVD法制备了针状SnO2，PAN［14］等也用该法合成了SnO2纳米带。
二氧化锡纳米粒子的制备及表征
实验方案探索
目前纳米SnO2的制备方法很多, 主要有物 理法如溅射法、气相沉积法、等离子体法, 以 及化学法如水热法、醇盐水解法和化学沉淀法 等。这些制备方法, 由于工艺路线复杂或有机 原料的成本、设备昂贵而使工业化生产受到限 制。 综合考虑了其他因素，我们在实验前后共 选用了两种方案来进行纳米SnO2的制备，分别 为均匀沉淀法及恒pH值尿素-氨水沉淀法。
XRD分析 与标准图对照）： 分析（ 2、XRD分析（与标准图对照）：
1400 复复 2 peaks 1200 1000 800 600 400 200 1000 5-467 Cassiterite, syn 800
600
400
200
0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
造成前期实验失败的原因归纳如下： 造成前期实验失败的原因归纳如下：
1)反应温度 由于CO(NH2)2在低于60℃不发生分解，所以实验 反应温度 在高于60℃的情况下进行，且随着反应温度的增加，CO(NH2)2 分解速度逐渐增大，消耗Sn4+速度越快，而Sn4+的数量是一定的， 反应的时间就逐渐减少。但由于实验条件的限制，我们无法进行 100℃以上体系的反应，我们选取了95℃的反应体系，有大量的 尿素在95℃时并未分解，所以这是导致产率低下的主要原因。 2)反应体系不封闭 反应体系不是完全封闭的，使用三口烧瓶为 反应体系不封闭 反应器，一个口接球形冷凝管，冷凝管一端开放使体系未封闭。 在实验温度下，由尿素分解生成的NH3·H2O分解挥发导致溶液中 OH-的不足，从而难以得到Sn(OH)4胶体。由文献可知，体系在高 压灭菌锅中反应，可使尿素较完全地分解产生的氨。 3)沉淀剂用量 该反应体系中，CO(NH2)2与Sn4+的理论用量比 沉淀剂用量 为1：2。CO(NH2)2与Sn4+的用量比对反应过程中沉淀产生所需的 时间有很大的影响。CO(NH2)2与Sn4+的用量比越大，OH-溶液的 浓度越大，pH上升，过饱和度增加，有利于形成大量的晶核 ,同 时减缓了晶粒的长大速度 ,有利于较快形成粒径小的沉淀。 CO(NH2)2与Sn4+的理论用量比1：3的溶液，出现Sn(OH)4胶体的 速度很慢，陈化时间不足也可能是造成没有产品的原因。
SnO2纳米线表面形貌影响因素研究
SnO2纳米线表面形貌影响因素研究作者：杨焕银郭红力马拥军裴重华来源：《科技资讯》2012年第33期摘要：采用化学气相沉积法在经硝酸镍水溶液处理过的硅衬底上，通过控制生长条件，制备出了二氧化锡的几种纳米结构。
利用扫描电子显微镜（SEM）对样品的表面形貌进行了表征，并在此基础上对CVD过程中影响产物形貌的各因素进行了讨论分析，为实现SnO2纳米线的可控生长提供了工艺参数。
关键词：二氧化锡纳米线可控生长中图分类号：TB34 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（c）-0080-02自从1991年Iijima首次发现碳纳米管[1]以来，立刻引起了众多研究人员对一维纳米材料的极大关注，相应地，关于纳米线的制备研究也已有大量报道[2～6]。
因而在经过20多年的发展之后，人们在纳米线的制备及结构、性能表征方面取得了很大的进展，可以通过各种物理、化学方法合成纳米线，甚至在控制纳米线尺寸、生长方向等方面做了很多工作[7～11]。
比如研究者利用模板孔径对纳米线直径进行控制生长，或采用化学气相沉积（CVD）方法，通过调控实验条件对纳米线的生长过程进行控制等[12～13]。
但是如何精确控制纳米线的形状、尺寸大小和生长方向等仍然是研究中的一个难题，而且由于一维纳米结构尺寸的特殊性，其形貌、结构、尺寸、生长方向等因素对其性能有直接的影响，因而，寻求合理的合成方法，实现对其形貌、尺寸、生长方向等的精确控制已成为科学研究中的重要课题。
众所周知，晶体的周期性结构决定了其生长具有各向异性，在不同的方向生长速率不同，这种差别与其本身结构组成和生长条件相关，最终晶体的生长形貌取决于以上因素的共同作用。
本文采用过程连续可控的CVD技术合成了SnO2纳米线，鉴于化学气相沉积法中影响纳米结构形貌的因素众多，本文采用单因素法考察了反应温度、载气流量、衬底位置等对产物形貌的影响。
1 实验条件选取n型（100）Si单晶片作为衬底，并用硝酸镍水溶液处理；然后，按摩尔比2∶1的比例称取SnO2和活性炭的混合粉末，将其放入研钵中细细研磨，之后放入陶瓷舟中，将陶瓷舟（含有源料）与处理过的衬底依次排列置于载物板上，然后放入高温管式炉，其中，陶瓷舟处于衬底的气流上方且置于热电偶中央加热区。
二氧化锡纳米材料的制备与扩展
溶液pH值可以影响纳米粒子的形 貌、粒径和分散性，合理调节pH 值对于制备高质量的二氧化锡纳米 材料至关重要。
形貌控制对二氧化锡纳米材料的影响
晶体结构
不同晶体结构会影响二氧化锡纳米材料的物理化学性质，如电学、光学和催 化性能。
形貌稳定性
不同形貌的二氧化锡纳米材料在应用过程中可能表现出不同的稳定性，如循 环使用性能和储存性能等。
2023
《二氧化锡纳米材料的制 备与扩展》
目录
• 引言 • 二氧化锡纳米材料制备方法 • 二氧化锡纳米材料的应用 • 二氧化锡纳米材料制备过程中的问题与挑战 • 二氧化锡纳米材料的扩展应用 • 结论与展望
01
引言
研究背景与意义
纳米科技的发展
纳米科技是在尺度上介于分子和宏观物体之间的科学技术，具有极高的研究和应用价值。
离子交换法
用离子交换剂将溶液中的离子与固相中的离子进行交换，从 而制备出二氧化锡纳米材料。
03
二氧化锡纳米材料的应用
在光催化领域的应用
降解有机染料
二氧化锡纳米材料可以作为光催化剂，在光照条件下有效降解有机染料，提 高废水处理效率。
抗菌消毒
二氧化锡纳米材料具有光催化抗菌消毒的作用，能够杀灭细菌和病毒，为医 疗、卫生和防疫等领域提供支持。
06
结论与展望
研究成果总结
要点一
成功合成二氧化锡纳 米材料
通过合适的制备条件，成功合成了二 氧化锡纳米材料，并对其形貌、结构 和性质进行了详细表征。
要点二
探讨了制备机理
针对二氧化锡纳米材料的制备机理进 行了深入研究，发现某些添加剂和温 度对二氧化锡的形貌和性能具有显著 影响。
要点三
验证了应用潜力
二氧化锡纳米线的生长机理研究
｛ｉｔ ｏ ｍｉｅ ｎｐ ｗ ｅ ｉｒｃ ｏ ） 明的有关二氧化 ｏｎ ｍ ｔ ｅ ｏ ｄｒ ｆ ａｔ ｎ注 ｃ ｔ ｏ ｄｆ ｉ
・收到 稿件 日期 ：２０ ．４２ ０７０ ．６ 通讯 作 者 ：宗福 建 作者 简 介 ：宗福 建 （ ９４ ，男 ， 山东金 乡 县人 ，教授 ， 山东大 学物 理 与微 电子 学院 教师 ，主 要 从事 宽 带隙 半导 体材 料 与器 件 的 １６ 一） 教学 与科 研工 作 。
文章编号 ： １０ ．７ １ ０ ７增刊．６ ２０ ０ １９ ３ （ ０ ） ２ ２ ６ ．４
１ 引 言
Ｓ ｏ 是一种 具有 宽直接带 隙的ｎ ｎ２ 型半 导体材料 ，也 是最早具有 商业价值 的透 明导 电材料 。 标准 的单晶Ｓ Ｏ ｎ２ 是 四 方 相 的 金 红 石 结 构 【 ，其 晶 格 常 数 为 ａ＝ｂ＝ １ 】 ０ ７ ８ｍ，Ｃ ０３８ ｎ ． ３ｎ ４ Ｍ Ｔ －１８ ｍ。与Ｚ Ｏ相 比，Ｓ Ｏ 具有 更 宽 ｎ ｎ２ 的带 隙和更 高的激子束缚 能【 。Ｓ Ｏ 及其掺 杂薄膜具 ２ 】 ｎ ２ 有高可见光透过率 、高电导率、高稳定性 、高硬度 和极 强的 耐腐蚀 性 。Ｓ Ｏ 薄膜 已广泛地 应用 于透 明导 电玻 ｎ２ 璃、太阳 电池、平板显 示器 、高温 电子器件和气敏 传感 器等领域 。 近年来Ｓ Ｏ 薄膜 由于在蓝光 、 外光发光二 ｎ２ 紫 极管 （ Ｅ 、激光器（Ｄ） Ｌ Ｄ） Ｌ 、紫外 （ ＵＶ）探 测器和 氧化 物 透 明电子学等领域具有 重要的潜在应用前景 ， 引起 了 人们 的广泛注 意 ，成为 当前 国际上 重要 的研 究课题 之 几 年来 ，随着纳米 技术 的发展 ，一 维 结构 的Ｓ Ｏ ｎ２
料 ， 以金为催化 剂的硅 衬底上制备 了高质量 的二氧化 在 锡 纳米 线 。在硅衬底 上镀 ５ ｍ 厚的 Ａ ｉ ｒ ｕ膜作 为催 化剂。
纳米二氧化锡的制备路线设计页PPT课件
Sn02纳米薄膜的制备方法
➢ 等离子体化学 气相沉积法
➢ 溶胶．凝胶法
➢ 溅射镀膜法
等离子体化学气相沉积法
➢ 等离子体化学气相沉积法(PCVD)是一种借助等 离子体使含有薄膜组成原子的气态物质发生化学 反应，而在基板上沉积薄膜的方法。
➢ 特别适合于半导体薄膜和化合物薄膜的合成，被 视为第二代薄膜技术。
法
化学气相Байду номын сангаас积
➢ 化学气相淀积是近一、二十年发展起来的制备无 机材料的新技术。化学气相淀积法已经广泛用于 提纯物质、研制新晶体、淀积各种单晶、多晶或 玻璃态无机 薄膜材料。
➢ 这些材料可以是氧化物、硫化物、氮化物、碳化 物，也可以是III-V、 II．Ⅳ、Ⅳ-VI族中的二元或 多元的元素间化合物，而且它们的物理功能可以 通过 气相掺杂的淀积过程精确控制。
➢ PCVD通常是在真空反应器中进行的，通过射频 辉光放电装置发生等离子体，由于等离子体有足 够的能量在碰撞过程中使反应气体分子激发、分 解和电离，大大提高了物质的反应活性，能在较 低的温度下获得纳米级的晶粒，且晶粒尺寸易于 控制。
➢ 一般射频频率为 13．586MHz，电极间距为 2．5cm。
➢ 文应献物【，2分1】别以以高硅纯片的、液玻态璃S和n单Cl4晶和K高Br纯为氧衬气底为，反用 PCVD法制备了Sn02薄膜。
二氧化锡
➢ 又名氧化锡，式量150.7。 ➢ 白色，四方、六方或正交晶体， ➢ 密度为6.95克/厘米3，熔点1630℃，于
1800～1900℃升华。 ➢ 难溶于水、醇、稀酸和碱液。缓溶于热
浓强碱溶液并分解，与强碱共熔可生成 锡酸盐。能溶于浓硫酸或浓盐酸。。
二氧化锡
➢ 用于制锡盐、催化剂、媒染剂，配制涂料， 玻璃、搪瓷工业用作抛光剂。
纳米二氧化钛光催化材料PPT课件
捕获导带电子生成Ti3+
⑥
Ti
HO Ti
⑦
e-
① ②
h+
④
Ox-
Red+ →→→CO2,Cl,H+,H2O
③
⑤
Red
TiO2光催化反应基本原理及主要基元反应步骤
第20页/共82页
➢光催化反应类型
反应物被光激发后，在催化剂作用下引起的催化反应：
A + hv A* + K
A* (AK)*
B+ K
由激发的催化剂K*所引起的催化反应
4.掺杂可以形成晶格缺陷，有利于形成更多的Ti3+氧化中心
第31页/共82页
氮掺杂的二氧化钛带隙结构
第32页/共82页
表面光敏化 光敏化的作用机理
一
S*
hv
S
CB
A
S
CB A
VB 一
敏化剂激发后电子转移 CB
A
S
VB 催化剂再生
VB 电子转移给受体
第33页/共82页
表面还原处理
一方面，随着TiO2表面Ti3+位的增多，TiO2的费米能级 升高，界面势垒增大，减少了电子在表面的积累及与 空穴的进一步复合
导带
Ec Ed
导带
Ec
Ev
价带
N型半导体的能级
第4页/共82页
Ea Ev
价带
P型半导体的能级
P型半导体中电子转移示意图
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纳米线讲稿
纳米烧蚀：催化剂是制备硅纳米线的必要条件之一，这个图是Fe作为催化剂，颗粒的成分是FeSi2，另外一个必要条件是需要足够高的温度，在铁作为催化剂时，温度不得低于1150-1200度。
在Fe-Si相图的富硅区存在共晶反应，反应温度为1207度，反应产物为FeSi2，在低于这个温度时，纳米线的生长是合理的，因为纳米颗粒的熔点要明显的低于相应大块固体的熔点。
硅纳米线的生长可分为两个阶段：FeSi2液滴的成核和长大，以及基于VLS 机制的硅纳米线的生长。
在高温下, 原料中的硅和铁原子被蒸发出来, 它们与载气中的氩原子碰撞而损失热运动能量, 使铁、硅蒸汽迅速冷却成为过冷气体, 促使液滴(FeSi2)自发成核.由于过冷度很大, FeSi2的临界核尺度可达纳米量级。
FeSi2核(液滴)形成后可借助两种机制长大, 一种是核从气相中吸收硅、铁原子而长大,另一种是核之间的碰撞聚合, 后者引起的核长大速率远大于前者。
VCL生长机制：当载气将在B形成的FeSi2 液滴带入区域C时(见图3 , 区域Ⅱ的温度≥FeSi2 液滴的凝固温度T2), 由于区域C中硅原子浓度相对较高,FeSi2 液滴吸收的过量硅原子(过饱和状态)将从液滴中析出, 形成硅纳米线, 这就是所谓的VLS 生长机制.在区域C中FeSi2保持液态, 上述过程不断发生, 维持硅纳米线不断生长.当载气将硅纳米线和与之相连的FeSi2 液滴带出区域D 后, 由于区域D的温度低于液滴的凝固温度, 液滴将凝固成FeSi2颗粒, 于是硅纳米线停止生长。
根据VLS 生长机制, 硅纳米线直径取决于FeSi2 颗粒的尺寸.用上述模型可以很好地解释我们可以解释一下压强与纳米线直径的关系，当压强低时, 区域B中的FeSi2 核(液态)数量少, 核间碰撞几率小, 核长大主要靠吸收气相中的硅、铁原子，FeSi2 液滴尺寸愈小, 且液滴尺寸分布均匀。
因此, 所生成的硅纳米线直径小且分布均匀；当压强高时, FeSi2 核除通过吸收气相中的Si , Fe 原子长大外, 还可通过核间碰撞聚合而长大, 所生长的硅纳米线直径大且分布不均匀，可能出现在同一液滴(尺寸较大)上沿两个不同方向生长硅纳米线。
氧化锡纳米线的制备及其乙醇气体敏感性能
氧化锡纳米线的制备及其乙醇气体敏感性能李立珺;苗瑞霞;张霞【摘要】采用热蒸发法成功制备氧化锡纳米线.用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对所制备纳米线的晶格结构和表面形貌进行表征.所制材料为金红石氧化锡单晶结构,纳米线直径为50～200nm,长度为5～15μm,符合气-液-固生长机制.以氧化锡为气敏材料,制备了旁热式结构气敏元件,测试该元件对浓度范围为25×10-6～500×10-6的乙醇气体环境的敏感性能.结果表明,该元件的最佳工作温度约为260℃;在25×10-6和500×10-6的乙醇气体中,灵敏度分别为7.54和111.01,响应时间为2～20s,恢复时间为5～33s;在测试范围内灵敏度与气体浓度具有良好的线性关系;7天内重复测量误差在5％以内,稳定性较好.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2019(047)006【总页数】6页(P82-87)【关键词】热蒸发法;氧化锡;纳米线;气敏性能【作者】李立珺;苗瑞霞;张霞【作者单位】西安邮电大学电子工程学院,西安710121;西安邮电大学电子工程学院,西安710121;西安邮电大学电子工程学院,西安710121【正文语种】中文【中图分类】TP212.2气敏传感器广泛应用于环境监测、电子工业、食品生产等领域。
常见的气敏材料有ZnO，SnO2，Fe2O3，NiO，WO3，In2O3等，其中SnO2因灵敏度高、化学稳定性强、成本低廉、应用范围广等性能，占据了气敏传感器领域的大部分市场。
气敏传感器普遍存在工作温度偏高、响应恢复时间长、选择性差等问题，目前的解决途径主要集中在对气体敏感材料的研究上，包括材料纳米化[1-3]、掺杂改性[4-6]、复合异质结构[7-10]等。
Kou等[11]制备了纳米纤维状SnO2，其在300℃的最佳工作温度下对100×10-6乙醇气体的灵敏度为9.5。
通过适量Co掺杂有效提高了灵敏度，掺杂摩尔分数为3%时，对100×10-6乙醇气体的灵敏度为40.1。
半导体光催化基础-第四章-纳米二氧化钛PPT课件
4.1 纳米材料的基本概念
▪ 所谓纳米材料，是指晶粒尺度介于原子簇 和通常所说的尺度大于亚微米粒子之间的 超细材料，其晶粒尺寸一般为1~100nm。
▪ 在这个尺度范围内，电子波函数的相关长 度与体系的特征尺寸相当，或者说，固体 颗粒的尺度与第一激子的德布洛依半径相 当，电子的波动性在电子输运过程中得到 充分的展现。
易团聚Biblioteka 纳米TiO2的气相制备方法
▪ 气相法的主要优点是：纯度高，分散性好，粒度分 布窄，后处理简单。其缺点是气相反应需要将物料 气化，能耗较高，对反应器的形式、材质及进出料 方式均有很高的要求，技术难度较大。
▪ Degussa P25 TiO2的制备：在高于1200℃的高温 火焰中，在H2、O2参与下将TiCl4水解而制得，所 得产品再用过热蒸汽处理以除去表面的HCl。
4.2.4 热载流子效应
▪ 在粉末体系光催化反应中，当入射光子能量 hυ＞Eg时，多余能量△E= hυ—Eg往往以 热能形式耗散在晶格中，但当半导体微粒进 入纳米尺度时，光生载流子的转移路径很短， 颗粒中原子数目也很少。因此，碰撞几率大 大减少，热损失可显著降低并以热动能形式 提高电荷转移速度，相应地提高了能量转换 效率。这种大于带隙的激发能被利用的过程 称为热载流子注入或热载流子效应。
▪ 其次，随着纳晶粒子粒粒径的减小，比表面则 急剧增高，如粒径为10nm时，比表面为90m2/g， 粒径为5 nm时，比表面增至180 m2/g，粒径再 下降到2 nm时，比表面猛增至450 m2/g，这种 巨大的表面积亦为光催化的反应的进行提供了 有利条件。
4.2.3 超微粒的体效应
▪ 纳米颗粒体积小，所含的原子数目少，它的粒 径小于大块材料的空间电荷层的厚度，或者说 常规半导体材料界面的能带弯曲已退化至接近 平带状态。
In2Sn2O7-x纳米线的制备及其性质表征
In2Sn2O7-x纳米线的制备及其性质表征以半导体及金属纳米线为代表的一维纳米结构因在电、磁、力、光及光催化等众多领域所显示的潜在重要应用前景，已经获得了人们的广泛关注。
SnO2是一种具有良好导电性的透明材料，加上一维纳米线具有较大的比表面积和量子尺寸效应，使其广泛地应用于特种陶瓷、大规模集成电路、生物和化学传感器以及低能量消耗的光电子设备上。
本研究以高纯Sn粉和高纯In粒以及镀Pt的硅片（100）为原料，使用CVD法在硅片衬底上制备了大量单晶In2Sn2O7-x纳米线。
这些纳米线直径分布在500nm～1μm之间，长度在几微米到几十微米之间。
采用透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）等测试手段对试验样品的表面相貌，微观结构进行分析。
分析结果表明这些纳米线为单晶In2Sn2O7-x纳米线，并且随着温度的升高，In2Sn2O7-x纳米线的数量增多，直径更大且长度更长。
所获得的主要结果及结论如下：（1）采用磁控溅射法制备纳米级厚度的镀铂硅片作为实验材料；（2）采用CVD法制备出一系列单晶In2Sn2O7-x纳米线；（3）通过实验控制温度的差异探究对实验产物直径、长度的影响，进一步指出了温度与单晶In2Sn2O7-x纳米线表面形貌的关系。
关键词：In2Sn2O7-x纳米线，Pt，直径第一章绪论1.1 引言1.1.1 纳米材料简介纳米材料，指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度或者由它们作为基本单元构成的材料，如陶瓷、金属、半导体、聚合物、玻璃等纳米材料。
纳米材料的制备和使用由来已久，我国古代铜镜表面的防锈层现已被证明是有纳米氧化锡颗粒构成的薄膜。
但是在古代由于实验技术和实验手段的限制，人类对纳米材料并没有一个系统深入的认识。
近年来，随着量子力学、介观物理、混沌物理等基础科学的研究和发展，以及原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等一系列微观表征仪器的发明，人类对纳米材料和纳米技术的认识也越来越深入。
In2Sn2O7-x纳米线的制备及其性质表征
In2Sn2O7-x纳米线的制备及其性质表征3.1 引言目前为止，一维SnO2纳米线是文献报道和产业新闻中很好的透明导电材料。
本实验旨在通过对In2Sn2O7-x纳米线合成工艺的研究探讨，系统的了解一维In2Sn2O7-x纳米线的制备并对其表征，研究其对应的各类性质。
3.2 实验过程3.2.1 一维In2Sn2O7-x纳米线的制备本实验在石英管式炉中利用Pt作为催化剂，采用高纯锡粉作为实验锡源，以（100）晶面硅片作为实验衬底，于管式炉中在950℃下进行纳米线的生长，得到纳米尺寸在1μm范围的一维In2Sn2O7-x纳米线，实验过程如下：（1）选择合适基底材料。
本实验选择100mm直径，（100）晶面的单晶硅片。
（2）将硅片浸入丙酮和无水乙醇中超声30min以除去硅片表面有机物，结束后使用去离子水将表面清理干净。
（3）再将硅片放在浓度为5%的HF溶液中漂洗1min以除去表面自然氧化层，结束后用去离子水将表面清理干净。
（4）使用磁控溅射仪，在硅片表面分别溅射30nm厚度的铂层。
（磁控溅射仪参数：25W、1Pa、75mm、DC）（5）实验粉末为高纯锡粉（99.99%）0.04g、高纯铟粒（99.99%）0.04g ；均放在瓷舟上，样品放在下游，位于实验粉末之后。
（6）将准备好的样品放入高温管式炉中以CVD法生长原理制备一维In2Sn2O7-x纳米线，反应温度为800℃和950℃反应时间分别为4h和1h。
（7）生长温区设置：20℃—78min—800℃—4h—800℃—15min—950℃—1h—950℃——20℃。
（8）实验过程中通入高纯N2作为保护气，气体流量为50ml/min.（9）得到的样品进行表面形貌和性能测试分析，比较不同温度导致的实验样品的异同点。
3.2.2 样品测试用X射线光电子能谱（XPS）对所制样品组成及结构进行物相分析表征，再取少量样品用透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）进行样品的形貌表征。