氧化亚锡的制备

背景及概述^[1][2]

氧化亚锡化学式SnO，溶于酸、碱，微溶于NH₄Cl，不溶于稀碱、氨水和水中。在氢气中加热还原为金属。在空气中加热氧化为氧化锡(Ⅳ)。与Cl₂作用生成氯化锡(Ⅳ)。与硝酸作用氧化生成H₂SnO₃。制法：在氯化亚锡水溶液中加入氨水或碱溶液直至酚酞变色，加热煮沸得到沉淀，后者在隔绝空气下干燥而得。SnO具有还原性，可用作还原剂，制备亚锡盐，由亚锡盐溶液跟氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚锡Sn(OH)2，再加热分解生成氧化亚锡。

因此它被广泛用于催化剂、电镀和玻璃工业等领域。这些年来人们用气相沉积法、均相沉淀法、激光辐射法等方法制备得到了SnO，并研究其性能，从测试结果来看，还有待进一步完善。如有研究制备的SnO基贮锂材料，其初始可逆放电容量仅有400 mAh/g左右 ；有报道的这类贮锂材料经20周循环后，其容量仅剩下100 mAh/g左右。纳米技术的出现，特别是高性能纳米材料的出现，为研究高性能锂离子电池提供了很好的机遇。

由于纳米材料的小尺寸效应及表面效应，使得其表现出独特的光电性能，因此，用它来改造锂离子电池，不仅可以很大幅度地提高锂电池的比能量，而且也可以降低嵌脱锂电位，改善电极结构和其循环性能8微米级的氧化亚锡形状有晶须、粒子、薄膜、花状的、磁盘状的、网状的、块状的、血小板薄片状的、板片状的、双椎体的和树枝状的等等。不同形貌的氧化亚锡，其应用性能也不一样，因此，对制备出不同形貌的氧化亚锡的可控合成方法需要更深入的研究，并对其形成机理及应用也要深人研究，具有重要的理论价值和实际意义。

应用^[2][3]

SnO具有还原性，可用作还原剂，制备亚锡盐，由亚锡盐溶液跟氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚锡Sn(OH)₂，再加热分解生成氧化亚锡。因此它被广泛用于催化剂、电镀和玻璃工业等领域。其应用举例如下：

1. SnO是一种重要的金属氧化物，可以作为锂电池的负极材料，其性能与碳材料为负极的电池相比，具有更高的体积比能量与质量比能量，其理论可逆放电容量高达880 mAh/g。

2. 用于制备一种氧化亚锡织构薄膜。氧化亚锡是一种简单的二元氧化物，由于氧化亚锡层状结构的各向异性，导致它的输运性质也是各向异性的。根据理论计算，氧化亚锡的有效空穴质量是各向异性的，从而使空穴在层内的跳跃传导比层间更容易。

因此，通过实验的方法调节氧化亚锡的结晶取向显得十分重要。目前，氧化亚锡已经在薄膜晶体管、气体传感器等方面得到广泛的研究，尤其是已经制备出性能优良的以氧化亚锡作为沟道层的p型和双极性薄膜晶体管。氧化亚锡织构薄膜从下至上依次包括：衬底，氧化亚锡主体层 和金属氧化物覆盖层，所述氧化亚锡主体层中氧化亚锡的择优取向为 (101)。

金属氧化物覆盖层改变了氧化亚锡的Sn/O、氧化亚锡的表面能以及 氧化亚锡和衬底间的界面能，从而控制了薄膜的结晶取向，金属氧化物覆 盖层应该性能稳定，不与氧化亚锡主体层反应，能减少氧的扩散等，如：Al₂O₃、ZnO、Y₂O₃、HfO2等。

制备^[4]

一种利用甲基磺酸亚锡含锡废液制备氧化亚锡的方法，包括如下步骤：

1）取含锡废液，真空减压蒸馏回收水和甲基磺酸等物质，然后加入锡金属进行反应，反应温度为80～95℃，反应时间30～60min，所述锡金属的加入量按每立方米含锡废液加入10～15kg锡金属计算；因二价锡在高温条件易被氧化为四价锡，所以含锡废液中存在的为Sn4+，本步骤发生的化学反应为： 

2）向反应后的物料加水稀释至含锡量40～80g/L、过滤、洗涤，合并滤液和洗液；本步骤加水稀释的目的是为了溶解含锡水溶性物质；

3）向合并后的滤液和洗液中加入碱液进行反应，反应温度为60～95℃，反应终点pH值控制在5～6，使铁、铅等杂质从氧化亚锡中分离出去，得到氧化亚锡粗品；

4）将氧化亚锡粗品经甩干、洗涤、烘干和过筛后，即可得到氧化亚锡成品。

主要参考资料

[1] 化合物词典

[2] 付伯艳, 谢汉文. 氧化亚锡晶体的可控合成研究进展[J]. 广州化工, 2016 (2016 年 09): 25-27, 91.

[3] 刘权;梁凌燕;曹鸿涛.氧化亚锡织构薄膜及其制备方法 .CN201410017207.X，申请日20140115

[4] 谢雪珍;叶有明;张诚;阮桦;吴伯增;农永萍;廖珍旭;陈进中;伍祥武;杨育兵;王运龙;荣桂能.一种利用甲基磺酸亚锡含锡废液制备氧化亚锡的方法. CN201310707953.7，申请日20131220