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电气

二氧化锡量子点溶液制备技术与应用
发布时间 : 2022-08-29 来源:  点击量:

负责人:王红康

所在学院:电气工程学院

一、项目简介

二氧化锡是一种N型氧化物半导体,具有很好的导电性和透明性,耐侯性,抗辐射性等众多优良特性,可以切断对人体有害的电子辐射、紫外线及远红外线。因此,喷涂在玻璃、塑料及电子显示屏上后,不但可以增强导电性和透明性,而且可以切断对人体有害的电子辐射及紫外、红外线IR等。主要用于抗静电塑料、涂料、纤维,显示器用防辐射涂层、建筑用节能视窗、太阳能电池、汽车风挡等。此外,二氧化锡微粉还可作优良隔热粉,其良好隔热性能,被应用于涂料、化纤、高分子膜等领域。

纳米氧化锡作为导电材料,在分散性、耐活性、热塑性、耐磨性等方面有着其他导电材料(如石墨、表面活性剂、金属粉等)无法比拟的优势。现阶段市场上的纳米二氧化锡为粉体材料,尺寸为几十甚至数百纳米,比表面积大,易团聚,难分散。一般产品为惰气包装,长久暴露于空气中易受潮发生团聚,影响分散性能和使用效果。

本项目提供一种二氧化锡量子点溶液(见附图)的生产制备工艺,方法简单,成本低廉,可规模化生产放大,可实现与各种基底材料复合。与纳米粉体材料相比,溶液避免了粉体的分散,而纳米粉体材料往往需要有机表面活性剂助分散,工艺步骤复杂。二氧化锡量子点溶液可通过喷涂方式或者浸渍-提拉方式,实现二氧化锡涂层在各种基底上的涂覆。

二、产品性能优势

(1)本项目攻克了水性超微SnO2量子点溶液的宏量制备技术。

市售SnO2通常为纳米粉体或其分散液,尺度最小也在几十纳米,由于纳米粉体具有较大的比表面积,易于团聚,其分散往往需要借助表面活性剂等添加剂,由此造成应用不便。本项目实现了常温下水性超微SnO2量子点溶液的宏量制备,SnO2尺寸在5nm以内,且均匀分散在水中,形成澄清透明溶液,可实现在不同基底上的均匀、透明涂覆,也可以有均匀地吸附在其他纳米介质如碳纳米管、石墨烯等碳材料上,在气敏传感器、储能材料、催化等领域具有重要应用前景。

(2)本项目溶剂可调,如水、乙醇、异丙醇、DMF等(可定制),浓度可调,可达50wt%以上(可定制),可做成粉体,溶剂重新分散形成透明胶体溶液,不含其他助剂。

(3)本项目技术简单易行、成本低廉,无需复杂、昂贵设备,对环境要求低,便于工业化生成。实现了性能、成本、工艺的完美统一。

三、市场前景及应用

依据行业《2019-2025全球与中国纳米二氧化锡市场现状及未来发展趋势》调研报告,纳米二氧化锡组作为重要化工原料,市场规模巨大。其应用领域十分广泛,包括ITO等半导体电子工业材料(宽禁带半导体等),陶瓷釉料的遮光剂、乳浊剂、着色剂,气敏元件材料,导电陶瓷及电极材料,抗菌材料,低辐射玻璃,抗静电材料,有机合成催化剂,锡盐,织物媒染剂和增重剂,铜和玻璃的磨光剂等。银锡触头材料。银氧化锡触头材料是近年发展迅速的新型环保电触头材料,是替代传统银氧化镉触头的理想材料;塑料和建筑行业的抗静电添加剂,用于平板和CRT(阴极射线管)显示的透明导电材料,电工及电子元件,用于熔炼特种玻璃的氧化锡电极;用于光催化抗菌材料、透明导电膜、气体传感器、太阳能电池、锂离子电池,等等。

目前国内纳米二氧化锡粒径在50nm左右的产品,售价在1500元/公斤,附加值更高的纳米二氧化锡售价为4元/克。总体来看,产品价值高、市场应用广。

四、技术成熟度

□概念验证 □原理样机 □工程样机 √中试 □产业化

五、合作方式

□联合研发 □技术入股 □转让 □授权(许可) √面议

附图