静电纺丝法制备纳米氧化铟锡及其导电性能

摘要

采用静电纺丝-溶胶凝胶法,以SnCl2、InCl3、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等为原料,乙醇胺为水解控制剂,合成了超细氧化铟锡(ITO)纳米纤维及富氧缺陷的ITO纳米颗粒.采用透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、X射线电子能谱(XPS)、四探针电阻仪,系统研究了超细ITO纤维及颗粒的形貌、晶型、氧缺陷及导电性能.在400°C空气煅烧后,纤维中的PVP高分子骨架发生热分解,获得超细、多孔ITO纳米纤维,晶型为立方相.进一步升高煅烧温度至800°C,ITO纳米纤维转变为富氧缺陷的纳米颗粒,晶格氧空位含量高达38.9％.随着煅烧温度升高,Sn4+掺入到In2O3晶格中,发生晶格膨胀,晶面间距增大.煅烧温度由400 °C升高至800°C,未发生立方相向六方相的转变,晶型稳定,晶粒尺寸从32 nm生长到44 nm,晶格应变(ε0)从1.943×10-3减小至1.422×10-3,应变诱导的晶格弛豫逐渐减小.此外,高温煅烧可抑制In2O3晶粒(111)晶面的增长,随着In2O3的(400)与(222)晶面比值(I400)/I(222))的增加,ITO电导率逐渐升高.在800°C获得的ITO纳米颗粒导电率最高.