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氧化錫

鎖定
氧化錫是一種無機物,化學式SnO2,為白色、淡黃色或淡灰色四方、六方或斜方晶系粉末。熔點1630℃,沸點1800℃。密度6.95 g/mL at 25 °C [1]  ,同時是一種優秀的透明導電材料。它是第一個投入商用的透明導電材料,為了提高其導電性穩定性,常進行摻雜使用,如SnO2:Sb、SnO2:F等。
中文名
氧化錫 [4] 
外文名
stannic oxide [4] 
別    名
錫灰
化學式
SnO₂ [4] 
分子量
150.71
CAS登錄號
18282-10-5 [4] 
EINECS登錄號
242-159-0 [4] 
熔    點
1630 ℃
沸    點
1800 ℃
密    度
6.95 g/cm³ [4] 
外    觀
白色、淡黃色或淡灰色四方、六方或斜方晶系粉末
危險性描述
長期受氧化錫作用的人會患塵埃沉着症

氧化錫特性簡介

質量指標(Specification)
含量(Purity): 99.60%-99.99%)
物化性質(Physical Properties)
化學成分:SnO2:99.85%;Cu:0.0014%
氧化錫 氧化錫
氧化錫以錫石的形式存在於自然界中。錫石一般為紅褐色,呈微粒狀或塊狀,多分散於花崗岩裏,是提煉錫的主要礦石。氧化錫對空氣和熱都很穩定,不溶於水,也難溶於酸或鹼溶液,但能溶於熱濃硫酸以及熔融苛性鹼和氫氧化鉀,微溶於鹼金屬碳酸鹽溶液中。不與一般化學試劑反應,不與硝酸作用。與濃HCl共熱慢慢變為氯化物而溶解。高温下與氫氣作用被還原為金屬錫。與CO反應得金屬錫和CO2,反應可逆。製法:由錫在空氣中燃燒,或由四價可溶性錫鹽與鹼作用,也可由金屬錫與濃HNO3作用生成β-錫酸沉澱,再經加熱、脱水而得氧化錫。 [1] 
圖1 SnO2和其摻雜都具有正方金紅石結構 圖1 SnO2和其摻雜都具有正方金紅石結構
SnO2同時是一種優秀的透明導電材料。它是第一個投入商用的透明導電材料,為了提高其導電性穩定性,常進行摻雜使用,如SnO2:Sb、SnO2:F等。SnO2和其摻雜都具有正方金紅石結構(tetragonal rutile),如圖1所示。紅色為O,黑色為Sn,SnO2由兩個Sn和四個O原子組成,晶格常數為a=b=0.4737nm,c=0.3186nm,c/a=0.637。O2-=0.140nm,Sn4+=0.071nm。SnO2是n型寬能隙半導體,禁帶寬度為3.5-4.0eV,可見光及紅外透射率為80%,等離子邊位於3.2μm處,折射率>2,消光係數趨於0.SnO2附着力強,與玻璃陶瓷結合力可達20MPa,莫氏硬度為7—8,化學穩定性好,可經受化學刻蝕。SnO2作為導電膜,其載流子主要來自晶體缺陷,即O空位和摻雜雜質提供的電子 [2] 

氧化錫用途

氧化錫常用於搪瓷電磁材料,並用於製造乳白玻璃、錫鹽、瓷着色劑、織物媒染劑和增重劑、鋼和玻璃的磨光劑等
氧化錫電極廣泛應用於高檔光學玻璃的熔鍊以及電解鋁行業,氧化錫電極尤其適用於火石類玻璃、鋇火石、鋇冕,以及重冕玻璃等的熔鍊,且對玻璃不產生污染。此項成果已通過河南省科技廳組織的專家鑑定,整體性能指標在國內處於領先水平,氧化錫電極主要指標已達到國際先進水平。
SnO2電極性能技術指標
1、體積密度6.38-6.58g/cm3
室 温 1155kg/cm2
1000℃ 641kg/cm2
1200℃ 166kg/cm2
1400℃ 95kg/cm2
3、電阻率(Ω· cm)
室 温 93
400℃ 6.1000
600℃ 1.4000
800℃ 0.0200
900℃ 0.0150
1000℃ 0.0098
1100℃ 0.0084
1000℃ 0.53 x 10-3
1100℃ 0.63 x 10-3
5、熱膨脹率(1200℃ )
0.69%
SnO2是一種重要的半導體傳感器材料,用它製備的氣敏傳感器靈敏度高,被廣泛用於各種可燃氣體、環境污染氣體、工業廢氣以及有害氣體的檢測和預報。以SnO2為基體材料製備的濕敏傳感器,在改善室內環境、精密儀器設備機房以及圖書館、美術館、博物館等均有應用。通過在SnO2中摻雜一定量的CoO、Co2O3、Cr2O3、Nb2O5、Ta2O5等,可以製成阻值不同的壓敏電阻,在電力系統、電子線路、家用電器等方面都有廣泛的用途。
SnO2由於對可見光具有良好的通透性,在水溶液中具有優良的化學穩定性,且具有特定的導電性和反射紅外線輻射的特性,因此在鋰電池太陽能電池液晶顯示、光電子裝置、透明導電電極、防紅外探測保護等領域也被廣泛應用。而SnO2納米材料由於具有小尺寸效應量子尺寸效應表面效應宏觀量子隧道效應,在光、熱、電、聲、磁等物理特性以及其他宏觀性質方面較傳統SnO2而言都會發生顯著的變化,所以可以通過運用納米材料來改善傳感器材料的性能。 [2] 

氧化錫毒性

長期(15~20年)受氧化錫作用的人會患塵埃沉着症,即塵肺。空氣中最大容許濃度為10 mg/m(換算成金屬錫計)。粉塵多時使用防毒口罩,並注意保護皮膚。應注意防塵和除塵。 [1] 

氧化錫製備方法

氧化錫的製備方法很多,包括固相合成法、液相合成法和氣相合成法三類,每一類又分很多種方法。當前常用的方法有溶膠凝膠法共沉澱法,電化學沉積法等。 [3] 
參考資料
  • 1.    二氧化錫  .Chemical Book[引用日期2017-05-06]
  • 2.    王箴 主編.化工辭典:化學工業出版社,2010年
  • 3.    李超,魏偉等。SnO2的電沉積法制備及電化學性能【J】。鄭州輕工業學院學報,2008,23(5):1-5。
  • 4.    氧化錫  .化源網[引用日期2022-10-27]