纳米氧化锡的热学性能和光学性能

热学性能上，纳米SnO2可归于一种ATO原料，其隔热机理：

SnO2晶体具有正四面体的金红石结构，阴阳离子配位数为6∶3，每个锡离子都与6个氧离子相邻，每个氧离子都与3个锡离子相邻。在SnO2中掺入锑离子后，占据了晶格中Sn4+的位置，形成一个一价正电荷中心SbSn和一个多余的价电子，使净电子增加，形成n-type半导体，晶粒电导率增大，从而使SnO2及其掺杂得到的粉末制成膜以后在保持高可见光透过率的同时，显示出类似于金属的电导性能和高红外光反射率等优良特性。且由于ATO是一种n-type半导体，根据经典Drude理论，导电性最佳的纳米ATO粒子具备最优的红外线屏蔽性能。

何秋星等提出ATO粒子的隔热作用是基于其对红外光的吸收。黄宝元等通过较长时间的隔热效果测试和光谱性能表征，认为ATO颗粒在红外区域是以吸收为主，反射为辅。Qu等认为纳米ATO透明隔热涂层的隔热机理是当太阳辐射到达涂层表面时，大部分近红外光和极少部分可见光被吸收，因而涂层表面温度升高；同时，绝大部分可见光和极少的近红外光会透过涂层进入室内，如此在使得室内温度降低的同时仍能保持在可见光区良好的透光率。此外，由于其在远红外区域的低发射率，在以采暖为主的节气或冬季使用时，该涂层可以有效地阻止房间内的热量向外散失。

化妆品方面的应用：SnO2作为掺杂材料，利用纳米SnO2粉体的红外反射性能，结合纳米TiO2粉体吸收的紫外光的特点，掺杂有TiO2的纳米SnO2粉体，具有抗红外和抗紫外的特点，制出的化妆品更能起到保护皮肤的作用。

电学性能简述：

纳米SnO2是典型的n型半导体，其Eg=3.5eV（300K），具有比表面大、活性高、熔点低、导热性好等特点，在气敏材料、电学方面、催化剂、陶瓷及化妆品方面应用比较多。

SnO2是目前广泛应用的一种半导体气敏材料，普通SnO2粉为基体材料制成的烧结型电阻式气敏元件，对多种还原性气体具有很高的灵敏度，但器件的稳定性和一致性等方面还不令人满意。SnO2纳米粉体在陶瓷工业中可用作釉料和搪瓷乳浊剂。在电学方面，抗为静电剂显示出比其它抗静电材料较大的优越性，并且在光电显示器、透明电极、太阳能电池、液晶显示、催化等方面有很大优点。

此外，纳米二氧化锡复合材料也是目前开发的一个热点，在制备SnO2材料的过程中，通过添加少量的掺杂剂，来改善其选择性和降低电阻率。

二氧化锡一般指氧化锡

用途

用于搪瓷和电磁材料，并用于制造乳白玻璃、锡盐、瓷着色剂、织物媒染剂和增重剂、钢和玻璃的磨光剂等

二氧化锡（SnO₂）电极广泛应用于高档光学玻璃的熔炼以及电解铝行业，二氧化锡电级尤其适用于火石类玻璃、钡火石、钡冕，以及重冕玻璃等的熔炼，且对玻璃不产生污染。此项成果已通过河南省科技厅组织的专家鉴定，整体性能指标在国内处于领先水平，二氧化锡电级主要指标已达到国际先进水平。

SnO2电极性能技术指标

1、体积密度6.38-6.58g/cm3

2、抗弯强度

室 温 1155kg/cm2

1000℃ 641kg/cm2

1200℃ 166kg/cm2

1400℃ 95kg/cm2

3、电阻率(Ω· cm)

室 温 93

400℃ 6.1000

600℃ 1.4000

800℃ 0.0200

900℃ 0.0150

1000℃ 0.0098

1100℃ 0.0084

4、抗钠钙玻璃侵蚀速率(mm/h)

1000℃ 0.53 x 10-3

1100℃ 0.63 x 10-3

5、热膨胀率(1200℃ )

0.69%

SnO₂是一种重要的半导体传感器材料，用它制备的气敏传感器灵敏度高，被广泛用于各种可燃气体、环境污染气体、工业废气以及有害气体的检测和预报。以SnO2为基体材料制备的湿敏传感器，在改善室内环境、精密仪器设备机房以及图书馆、美术馆、博物馆等均有应用。通过在SnO2中掺杂一定量的CoO、Co2O3、Cr2O3、Nb2O5、Ta2O5等，可以制成阻值不同的压敏电阻，在电力系统、电子线路、家用电器等方面都有广泛的用途。

SnO₂由于对可见光具有良好的通透性，在水溶液中具有优良的化学稳定性，且具有特定的导电性和反射红外线辐射的特性，因此在锂电池、太阳能电池、液晶显示、光电子装置、透明导电电极、防红外探测保护等领域也被广泛应用。而SnO₂纳米材料由于具有小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应，在光、热、电、声、磁等物理特性以及其他宏观性质方面较传统SnO₂而言都会发生显著的变化，所以可以通过运用纳米材料来改善传感器材料的性能。

SnO2同时是一种优秀的透明导电材料。它是第一个投入商用的透明导电材料，为了提高其导电性和稳定性，常进行掺杂使用，如SnO₂：Sb、SnO₂：F等。SnO2和其掺杂都具有正方金红石结构（tetragonal rutile），如图所示。红色为O，黑色为Sn，SnO2由两个Sn和四个O原子组成，晶格常数为a=b=0.4737nm，c=0.3186nm，c/a=0.637。O^2-=0.140nm,Sn^4+=0.071nm。

SnO2是n型宽能隙半导体，禁带宽度为3.5-4.0eV，可见光及红外透射率为80%，等离子边位于3.2μm处，折射率>2,消光系数趋于0.SnO2附着力强，与玻璃和陶瓷的结合力可达20MPa，莫氏硬度为7—8，化学稳定性好，可经受化学刻蚀。SnO2作为导电膜，其载流子主要来自晶体缺陷，即O空位和掺杂杂质提供的电子。

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