三氧化二铟的制备及应用

背景及概述^[1][2]

三氧化二铟为红棕色(高温)无定形或浅黄色(冷)三角系晶体。熔点1910℃以上，850℃挥发，相对密度7.179。不溶于水，无定形体易溶于酸，三角形系晶体不溶于酸。具有较高的化学稳定性，和碳、氢气加热被还原。制法：将铟于 氧气中强热，或将三价铟溶液用氨水沉淀，然后灼烧而得。用途：用于制玻璃及其他铟盐。

制备^[2]

三氧化二铟作为一种n型宽带隙透明半导体纳米材料，具有许多优异的性能，已经在许多领域得到应用，比如超灵敏气体传感器、太阳能电池、液晶显示和建筑玻璃加热材料等。现有制备方法有高温液相热解氧化法或氢氧化铟热分解两步法，但是高温液相热解氧化法反应温度高，氢氧化铟热分解两步法合成路线复杂，以致后处理繁琐，并且两种方法制备的纳米三氧化二铟在水中的分散性比较差，从而严重制约其作为生物荧光指示剂和建筑玻璃透明涂料的应用。

CN201210129062.3提供了纳米三氧化二铟的制备方法：将铟盐和表面修饰剂溶于醇类反应介质中，置于密闭反应容器中120~150℃反应4~16h，反应结束之后，自然冷却至室温，经离心、洗涤、干燥，研磨后得目标产物；其中，铟离子在醇类反应介质中的摩尔浓度为0.01~0.05mol/L，表面修饰剂在醇类反应介质中的浓度为0~0.09mol/L。

本发明中，为了提高纳米三氧化二铟在水中的分散性，采用合适的表面修饰剂对其进行表面改性，增强其在水中的分散性能，从而拓宽它的使用范围。同时，采用合适的表面修饰剂也可以显著改善其在油中的分散性能。不添加表面修饰剂时，获得的目标产物为未表面修饰的三氧化二铟纳米晶，添加主链碳原子数为4‑16的季铵盐作为表面修饰剂时，获得的目标产物为表面修饰的三氧化二铟纳米晶，添加具有生物安全性的油水双亲性高聚物作为表面修饰剂时，获得的目标产物为表面修饰的三氧化二铟纳米花。

本发明是以铟盐或铟盐和不同的表面修饰剂为起始原料，在反应介质醇中经低温溶剂热一步而成，该方法既非高温液相热解氧化，又非由氢氧化铟热分解两步法而成。高温液相热解氧化的缺点是原材料成本高、能耗大，氢氧化铟热分解两步法不仅步骤繁琐，而且能耗大。本发明的制备方法具有反应温度低、能耗小、一步合成、合成路线绿色、所需设备简单、后处理简便和易于批量化生产的优点。本发明的未表面修饰的三氧化二铟纳米晶及表面修饰的三氧化二铟纳米晶和纳米花均具有强的荧光性能和可见光透过性能，在三氯甲烷、石油醚、水等不同介质中有良好的分散性，可用作生物荧光指示剂和玻璃透明涂料。

应用^[3-6]

CN201410076956.X描述了一种甲醛气体传感器气敏膜的制备方法。该方法是以无定型三氧化二铟粉末为起始物，在高温条件下，先在氨气流中还原分解，再引入空气进行氧化，经由过饱和度的控制，得到八面体串状三氧化二铟产物直接沉积在陶瓷管上形成的气敏膜。由该气敏膜组成的传感器对甲醛具有稳定的线性响应。在室内其他干扰气体存在的条件下，该气体传感器表现出对甲醛较好的选择性，可监测低至5ppm的甲醛气体浓度。

CN201610148744.7公开了一种兼具高Bs和高ui的MnZn铁氧体材料，包括主料及辅料，所述主料由以下质量百分比的组分组成：69.5~70.5%氧化铁，7~11%氧化锌，余量为四氧化三锰；所述辅料为氧化钙、氧化铋、三氧化二钴及三氧化二铟中的一种或多种，以主料总质量计，辅料中的各组分添加量为：50~1000ppm氧化钙，0~500ppm氧化铋，0~2000ppm三氧化二钴，0~200ppm三氧化二铟。本发明采用低Zn配方体系，使得本发明的MnZn铁氧体材料具有超高的磁导率、饱和磁通密度，提高了其应用范围。本发明的制备方法，工艺步骤简单，可操作性强，能耗低，原材料适应性强。

CN02137645.X公开一种制备纳米氮化铟粉体的方法。其特征在于由纳米三氧化二铟于管式反应炉中，在流动氨气条件下高温氮化，然后在流动氨气氛下，自然冷却至室温；流动氨气的流量为0.5~5升/分钟，氮化温度550~650℃，持续时间2~8小时。所得的纳米氮化铟的晶粒尺寸为50~300nm。三氧化二铟制备是以含铟的化合物为原料，以氨水或氢氧化钠溶液为沉淀剂进行沉淀反应，沉淀物经过滤、水洗、醇洗，然后干燥得到分散性良好的氢氧化铟，最后经450-500℃高温煅烧。本方法具有工艺简单、生产设备价格低廉且用氨气作为还原剂安全、可靠易于实现工业化生产。

CN201510384193.X公开了一种耐低温玻璃容器及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：硅微粉56-68、山砂42-54、地开石30-40、碳酸铯9-17、偏硼酸钡12-26、三氧化二铟5-10、松脂岩24-38、铝酸钙11-19、磷酸铈8-16、锂辉石22-34、水合碱式碳酸镁14-22、骨炭粉6-12、助剂6-10。本发明通过地开石、松脂岩、锂辉石等矿石原料与碳酸铯、偏硼酸钡、三氧化二铟、铝酸钙、磷酸铈、水合碱式碳酸镁等原料复合使用，使得玻璃容器不仅具有优异的耐低温性能，最低工作温度可达-35℃，长期使用不破裂，还具有优良的力学性能、耐腐蚀性和抗老化性。

主要参考资料

[1] 化合物词典

[2] CN201210129062.3 纳米三氧化二铟的制备方法

[3] CN201410076956.X一种甲醛气体传感器气敏膜的制备方法

[4] CN201610148744.7兼具高Bs和高ui的MnZn铁氧体材料及其制备方法

[5] CN02137645.X纳米氮化铟粉体的制备方法

[6] CN201510384193.X一种耐低温玻璃容器及其制备方法