氧化锌常识

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氧化锌说明书

氧化锌说明书

氧化锌说明书氧化锌是一种无机化合物,化学式为ZnO。

它是一种白色固体,常见于自然界中的锌矿石中。

氧化锌具有广泛的应用领域,包括医药、防晒、化妆品、橡胶制品、涂料和陶瓷等。

本文将为您详细介绍氧化锌的性质、制备方法以及主要应用。

一、性质氧化锌的物理性质使其广泛应用于各个领域。

氧化锌的熔点为1975摄氏度,沸点为2360摄氏度。

它是一种无毒无味的白色固体,不溶于水,但能溶于酸和碱溶液中。

氧化锌的热导率较高,电导率较低,具有良好的化学稳定性。

二、制备方法1. 肖夫法:将锌粉与氧气在高温条件下反应生成氧化锌。

这是一种常用的工业制备方法。

2. 水热法:将锌盐与碱性溶液在高温高压的条件下反应,则可以得到氧化锌。

3. 溶胶-凝胶法:利用合适的溶胶,通过凝胶作用将其转化为固体氧化锌。

三、主要应用1. 医药领域:氧化锌具有消炎和抗菌的作用,常用于舒缓皮肤刺激和治疗皮肤炎症,例如湿疹和痱子。

此外,氧化锌还可以用于防治烧伤。

2. 防晒领域:氧化锌被广泛应用于防晒霜和日常护肤品中。

它能够吸收和反射紫外线,起到有效的防晒作用,保护皮肤免受紫外线伤害。

3. 化妆品领域:氧化锌是化妆品中的重要组成部分,常用于提供白皙效果、吸附油脂和控制皮肤油脂分泌等。

它还可以用于控制面部出油和改善肤色不均匀的问题。

4. 橡胶制品领域:氧化锌常用于橡胶制品的生产过程中,作为催化剂和活性剂。

它可以增强橡胶的物理和化学性能,提高耐磨性和耐候性。

5. 涂料和陶瓷领域:由于氧化锌具有良好的遮盖性、抗侵蚀性和耐热性,因此在涂料和陶瓷制造中广泛应用。

它能够改善产品的质量和外观效果。

四、安全注意事项在使用氧化锌时,需要注意以下几点:1. 避免与皮肤、眼睛和呼吸道直接接触,以免引起过敏或刺激。

2. 存放时,将氧化锌保存在干燥、阴凉、通风良好的地方,远离火源和易燃物。

3. 在处理氧化锌时,建议佩戴防护手套、防护面具和防护眼镜,避免范围过大的粉尘。

4. 如意外接触或误食氧化锌,请立即就医,并告知医生具体的接触情况和症状。

氧化锌应用领域基本介绍

氧化锌应用领域基本介绍

国家标准 GB/T 3494-1996 ZnO-X1 ZnO-X2 ZnO-T1
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99.5

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≤ 0.006
≤ 0.0002
无4
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按化工部 HG2572-94 标准,普通氧化锌粒度 0.5μm,柱状,棒状,比表面积 1~5m2/g;活性氧化锌粒度 0.05μm, 球状,比表面积 35~45m2/g。活性锌氧粉乃由湿式法制造,反应方式为离子反应,故比起干式法制造之一般氧化锌(分 子反应),有更小之粒子,更大之比表面积,与橡胶之接触面积加大,并加入分散剂处理,而能得到比一般 99%锌氧 粉吏好的分散效果。使得锌氧粉在橡胶中,提高其利用率,发挥其高水准具有之良好物性。活性氧化锌表面能吸附气 体分子形成单分子吸附层,据此可计算出其比表面积,判断其活性度。
氧化锌行业是是一个分布较广,数量较多,原料较杂,管理技术粗放的行业,近 l 0 年来发展较快。10 年前,生 产氧化锌的企业在全国不多,年产 3 000 t 的企业不超过 20 家。随着国民经济的高速发展,氧化锌在国内需求不断增 大,推动了氧化锌生产企业的发展,产能不断扩大。从最近 5 年的不完全数据统计看,间接法氧化锌的产能从 10 多万, 已经上升到 30 多万 t;湿法活性氧化锌不足 3 000 t,已经上升到了 3 万 t;全国直接法氧化锌,间接法氧化锌和湿法 氧化锌总产能已达 1 00 万 t/a 以上(那些生产低品位的氧化锌均未统计在内)。

氧化锌和次氧化锌

氧化锌和次氧化锌

氧化锌和次氧化锌一、氧化锌(ZnO)1. 物理性质外观:白色粉末或六角晶系结晶体。

熔点:1975℃。

密度:5.606g/cm³。

溶解性:难溶于水,可溶于酸和强碱。

例如,它能与盐酸反应生成氯化锌和水,化学方程式为:ZnO + 2HCl = ZnCl₂+ H₂O;与氢氧化钠反应生成偏锌酸钠和水,化学方程式为:ZnO+2NaOH = Na₂ZnO₂ + H₂O。

2. 化学性质氧化性:在高温下,氧化锌具有一定的氧化性。

例如,它可以与一氧化碳反应,将一氧化碳氧化为二氧化碳,自身被还原为锌,反应方程式为:ZnO+CO = Zn + CO₂(高温条件)。

酸碱性:氧化锌是一种两性氧化物,既能与酸反应表现出碱性,又能与碱反应表现出酸性。

3. 制备方法直接法:以锌精矿为原料,经高温氧化焙烧,使锌精矿中的硫化锌转变为氧化锌,反应方程式为:2ZnS+3O₂ = 2ZnO + 2SO₂(高温条件)。

间接法:将锌锭加热至1000℃以上,使其挥发形成锌蒸气,锌蒸气与空气中的氧气反应生成氧化锌,反应方程式为:2Zn+O₂ = 2ZnO。

湿法:用锌盐(如硫酸锌)溶液与碱(如氢氧化钠或氨水)反应生成氢氧化锌沉淀,然后将氢氧化锌加热分解得到氧化锌,以硫酸锌和氢氧化钠为例,反应方程式为:ZnSO₄+2NaOH = Zn(OH)₂↓+Na₂SO₄,Zn(OH)₂ = ZnO + H₂O(加热条件)。

4. 用途在橡胶工业中,氧化锌作为硫化活性剂使用,能提高橡胶的硫化效率,改善橡胶的物理性能,如硬度、耐磨性等。

在涂料工业中,可作为白色颜料,具有良好的遮盖力和着色力,同时还能提高涂料的耐候性和抗粉化性。

在电子工业中,氧化锌是一种重要的半导体材料,可用于制造压敏电阻、发光二极管(LED)等电子元件。

二、次氧化锌(ZnO·Zn(OH)₂)1. 物理性质外观:通常为淡黄色粉末。

密度:相对氧化锌有所不同,一般在4 5g/cm³左右。

氧化锌 表征-概述说明以及解释

氧化锌 表征-概述说明以及解释

氧化锌表征-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述氧化锌(Zinc Oxide,ZnO)是一种重要的无机化合物,由锌和氧两种元素构成。

它具有多种物理和化学性质,广泛用于各个领域。

本文将对氧化锌的表征进行详细介绍。

首先,我们将介绍氧化锌的物理性质。

氧化锌是一种白色粉末状固体,无味无臭。

其晶体结构属于六方晶系,具有高熔点和热稳定性。

此外,氧化锌具有优异的电学性能,是一种半导体材料,具有特殊的光学和电学性质。

其次,我们将探讨氧化锌的化学性质。

氧化锌在常温下相对稳定,不溶于水和酸,但可溶于碱性溶液。

它具有良好的催化活性,可以催化多种有机反应,例如光催化和氧化反应。

此外,氧化锌还具有抗菌、抗氧化、光敏和防紫外线等特性,因此在医药、化妆品和防晒等领域得到广泛应用。

最后,我们将介绍氧化锌的应用领域。

氧化锌作为一种重要的功能材料,广泛应用于多个领域。

例如,在橡胶工业中,氧化锌可用作活性剂,起到促进橡胶硫化反应的作用。

在电子行业中,氧化锌可以制备成透明导电膜,用于平板显示器和太阳能电池等器件。

此外,氧化锌还可用于催化剂、染料、润滑剂和防腐剂等方面。

综上所述,本文将全面介绍氧化锌的物理性质、化学性质和应用领域。

通过对氧化锌的表征,我们可以深入了解这种材料的特性和潜在的应用价值。

接下来的正文将对氧化锌的各个方面进行详细探讨,希望通过本文的阐述能够增加对氧化锌的全面理解,并为未来的研究和应用提供参考。

1.2 文章结构文章结构本文主要围绕氧化锌的表征展开,文章分为引言、正文和结论三部分。

引言部分(Chapter 1)为文章的开篇,主要包括概述、文章结构和目的。

在概述(1.1)中,将简要介绍氧化锌的基本情况,包括其化学式、晶体结构等相关信息,以及氧化锌在实际应用中的重要性。

这一部分旨在引起读者对本文的兴趣,并为后续内容做好铺垫。

接下来是文章的文章结构(1.2)部分,本部分将详细介绍整篇文章的组织结构。

首先,将会介绍本文的大纲,即引言、正文和结论三个主要部分。

氧化锌 9类

氧化锌 9类

氧化锌9类摘要:I.氧化锌简介A.氧化锌的基本性质B.氧化锌的分类II.氧化锌的9类应用领域A.电子工业1.半导体材料2.光电子器件B.涂料工业1.防腐涂料2.防晒涂料C.医药领域1.药物载体2.药用辅料D.陶瓷工业1.陶瓷釉料2.电子陶瓷E.橡胶工业1.轮胎制造2.橡胶补强剂F.化学工业1.催化剂2.吸附剂G.食品工业1.食品添加剂2.营养强化剂H.环保领域1.废水处理2.空气净化I.其他领域1.光学材料2.磁性材料正文:氧化锌(ZnO)是一种常见的无机化合物,具有良好的物理和化学性质。

作为一种重要的工业原料,氧化锌在众多领域都有广泛的应用。

本文将对氧化锌的9类应用领域进行详细介绍。

首先,氧化锌在电子工业中有着广泛的应用。

作为一种半导体材料,氧化锌在光电子器件、光电传感器等方面具有重要应用。

此外,氧化锌具有良好的压敏性能,可用于制作压敏电阻。

其次,氧化锌在涂料工业中具有重要地位。

由于其优异的耐候性和防腐性能,氧化锌被广泛用作防腐涂料和防晒涂料的主要成分。

在医药领域,氧化锌具有良好的生物相容性和药物释放性能,可用作药物载体和药用辅料。

在陶瓷工业中,氧化锌作为陶瓷釉料的主要成分,可以提高陶瓷制品的硬度和耐磨性。

同时,氧化锌还在电子陶瓷等领域有广泛应用。

在橡胶工业中,氧化锌被用作轮胎制造中的补强剂,可以提高轮胎的耐磨性和抗老化性能。

此外,氧化锌在化学工业中可用作催化剂和吸附剂,具有良好的催化活性和吸附性能。

在食品工业中,氧化锌作为食品添加剂和营养强化剂,被广泛应用于食品生产中。

同时,氧化锌在环保领域也有重要应用,可用于废水处理和空气净化等方面。

在其他领域,氧化锌还可用作光学材料和磁性材料。

其高折射率和良好的透明性使其成为一种理想的光学材料;而磁性氧化锌在磁性材料领域具有巨大的应用潜力。

综上所述,氧化锌在众多领域具有广泛的应用,其多种功能和优异性能使其成为一种不可或缺的工业原料。

氧化锌——精选推荐

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氧化锌折叠编辑本段基本简介氧化锌氧化锌是锌的氧化物,难溶于⽔,可溶于酸和强碱。

它是⽩⾊固体,故⼜称锌⽩。

它能通过燃烧锌或焙烧闪锌矿(硫化锌)取得。

在⾃然中,氧化锌是矿物红锌矿的主要成分。

虽然⼈造氧化锌有两种制造⽅法:由纯锌氧化或烘烧锌矿⽯⽽成。

氧化锌作为添加剂在多种材料和产品有应⽤,包括塑料、陶瓷、玻璃、⽔泥、润滑剂[2]、油漆、软膏、粘合剂、填隙材料、颜料、⾷品(补锌剂)、电池、铁氧体材料、阻燃材料[3]和医⽤急救绷带等。

折叠编辑本段理化常数CAS编号:1314-13-2EINECS号: 215-222-5InChI编码: InChI=1/O.Zn/rOZn/c1-2化学式:ZnO分⼦量:81.39外观:⽩⾊固体相对密度:5.606熔点:1975 °C(分解)沸点:2360 °C在⽔中溶解度:0.16 mg / 100 mL(30 °C)能带隙:3.3eV标准摩尔⽣成焓:-348.0 kJ / mol标准摩尔熵:43.9 J / (K · mol)MSDS编号:ICSC 0208EU分类:对环境有害(N)警⽰性质标准词:R50/53(对⽔⽣⽣物有剧毒,可能对⽔⽣环境造成长期的不良影响)安全建议标准词:S60(物质及容器必须按危险废物放置)、S61(防⽌排向环境)闪点:1436 °C折叠编辑本段基本性质物理性质氧化锌氧化锌晶体有三种结构:六边纤锌矿结构、⽴⽅闪锌矿结构,以及⽐较罕见的氯化钠式⼋⾯体结构。

纤锌矿结构在三者中稳定性最⾼,因⽽最常见。

⽴⽅闪锌矿结构可由逐渐在表⾯⽣成氧化锌的⽅式获得。

在两种晶体中,每个锌或氧原⼦都与相邻原⼦组成以其为中⼼的正四⾯体结构。

⼋⾯体结构则只曾在100亿帕斯卡的⾼压条件下被观察到。

纤锌矿结构、闪锌矿结构有中⼼对称性,但都没有轴对称性。

晶体的对称性质使得纤锌矿结构具有压电效应和焦热点效应,闪锌矿结构具有压电效应。

纤锌矿结构的点群为6mm(国际符号表⽰),空间群是P63mc。

氧化锌的性质

氧化锌的性质

氧化锌的性质氧化锌(ZnO)作为一种重要的化学物质,在化学、材料、电子、环保、生物学和其他科学领域发挥着着重要的作用。

它具有许多独特的物理和化学性质,是许多新型技术的关键材料。

氧化锌最基本的成分是氧与锌,它是由共价方式由氧原子、锌原子和锌配位子组成的,其中由锌配位子担任中间连接结构,两个氧原子连接在每一个锌原子上,取得六电荷的稳定结构。

氧化锌的化学式是ZnO,由一Zn原子和一O原子组成,其结构类似于NaCl,但它通常是无定形白色结构粉末。

氧化锌具有较高的电导率,它可以将大量自由电子储存在它的晶格中,这提供了良好的热导率和抗腐蚀性能,并能够有效地吸收有害气体和尘埃,具有良好的环境保护及耐用性能。

此外,氧化锌具有良好的光吸收能力,有利于抑制可见光的折射,因此在涂料领域,一般用它来增加涂料的耐紫外线和吸收性能,有利于涂料的长期使用。

另外,由于氧化锌具有高活性,具有良好的光致发光性能,在夜光和日光偶合耐候功能玻璃和半导体器件中,用于显示、发光和传感等方面,已经大量应用于各种新型仪器、设备、显示器等的制造中,使氧化锌具有了更广泛的应用前景。

至于氧化锌的毒性,它可以与人体的胃酸发生结合,这种结合物不易消化,最终可以进入血液,使身体的器官受到损害。

在纯氧化锌的工业应用中,为了防止氧化锌对人体的毒性,对于日常生活中常见的氧化锌,应当用尽可能少的氯离子将其扩散到空气中去,这样可以有效保护人体健康。

总之,氧化锌是一种重要的化学物质,它具有许多独特的物理和化学性质,是许多新型技术的关键材料。

而其优异的电子、热导率、光学、紫外线吸收性等物理性质,多个应用领域,其广泛的应用前景可期,其中涂料、半导体器件、玻璃等等方面已经得到了充分的利用,甚至还可能应用于生物学领域,因此,氧化锌可以被许多行业用于一系列技术和应用中。

氧化锌注意事项

氧化锌注意事项

氧化锌注意事项
氧化锌是一种常用的化学添加剂,广泛应用于各种领域。

然而,在使用过程中,需要注意以下几点:
1. 健康危害:氧化锌的粉尘对人体有危害。

当人们吸入氧化锌烟尘时,可能会引起锌铸造热。

其症状包括口内金属味、口渴、咽干、食欲不振、胸部发紧、干咳、头痛、头晕、四肢酸痛和高热恶寒。

大量氧化锌粉尘还可能阻塞皮脂腺管和引起皮肤丘疹。

2. 操作与储存:
-氧化锌应储存于阴凉、通风的库房,远离火种和热源。

-应与氧化剂分开存放,切忌混储。

-操作时应密闭操作并局部排风。

-操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。

建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴化学安全防护眼镜,穿防毒物渗透工作服,戴乳胶手套。

-避免产生粉尘,确保工作环境清洁。

3. 环境标准:根据中国的环境标准(GBZ2.1-2007),车间空气中有害物质短时间接触容许浓度为5mg/m3,时间加权平均容许浓度为3mg/m3。

总之,虽然氧化锌在许多应用中都是必需的,但在使用过程中必须采取适当的安全措施,以确保工作人员和环境的安全。

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1 普通氧化锌的生产工艺及制备方法进展普通氧化锌包括直接法氧化锌、间接法氧化锌和湿法氧化锌。

其中直接法氧化锌占10%-20%,间接法氧化锌占70%气80%,而湿法氧化锌只占1%-2%。

直接法也称“韦氏炉”法,因首先出现在美国,又称“美国法”。

直接法生产氧化锌,优点是成本较低,热效率高。

含锌的原料在1000-1200℃下,被含碳物质(主要是煤)还原。

锌原料的含锌质量分数在60%-70%。

反应设备一般选用回转窑。

常用的回转窑长30m,直径2.5 m左右。

燃烧气中含有的锌蒸气和CO,可导入氧化设备,使氧化反应进行完全,再经过热交换器,冷却后进入布袋分离器,以收集成品。

直接法生产的氧化锌为针状结构,是工业等级氧化锌。

直接法氧化锌因含有未能完全分离的杂质,白度也较差,但因价格较低而有一定的销路。

间接法出现于19世纪中叶,法国使用金属锌在坩埚中高温气化,并使锌蒸气氧化燃烧,而收集到氧化锌粉末,因此也称为“法国法”。

工业上,间接法生产ZnO是先将锌块在高温下熔融而蒸发成锌蒸气,进而氧化生成ZnO。

产品品型及物理性能与氧化的条件有关,而产品的纯度与所用的锌块纯度有关。

间接法也可使用锌渣等低规格的含锌原料,但需要采用气-液相的分离技术,预先分离出Cd,Pb,Fe及Al等杂质,以提高锌蒸气的纯度。

除去杂质的措施如下:1)采用坩埚法或马弗炉法,使不易蒸发的Fe和Pb等杂质成渣而分离;2)采用分馏法,使高温蒸发的原料蒸气中的Cd,Pb,Fe,Al及Cu等杂质在通过由碳化硅材料制成的分馏塔板时得以分离;3)采用二室炉分离法,原料预先在一室炉中分离杂质,进入第二室后,在无氧存在的条件下进行蒸馏,以提高锌蒸气的纯度,如纯度不够,还可以继续用分馏法分离少量的Pb;4)采用回转窑法,在回转窑中使物料熔化、蒸馏,并有部分氧化,可控制温度、CO2及O2的分压等操作条件,以减少Pb杂质的含量,还可控制生成的氧化锌的颗粒和晶体形状。

间接法生产的氧化锌为无定形,可制成光敏氧化锌、彩电玻壳用氧化锌、药用氧化锌及饲料级氧化锌等。

湿法是以ZnSO4或ZnCl2为原料,经去除杂质,加入Na2CO3溶液,生成Zn2(OH)2C O3沉淀,再经过漂洗、过滤、干燥,将所得干粉焙烧得ZnO。

所制得的ZnO具有较大的比表面积,所以也有称其为活性ZnO。

其反应式如下:ZnSO4+Na2CO3→ZnCO3+N a2SO4沉淀中可能含有一定量的Zn(OH)2,焙烧后释放出CO2和水蒸气,而得到ZnO。

2 活性氧化锌生产方法及改进2.1 有机化合物的碱性还原法1951年日本特许公报昭26-113报道了这种方法。

即用有机化合物的碱性还原废锌,再用水洗净,加热到高温,单独或混以少量的硫,生产适合橡胶填料用的活性氧化锌。

2.2 通入二氧化碳的方法奥地利专利报道了这种方法。

即在充满含水蒸气的二氧化碳的密闭容器中,加入高纯大粒子的氧化锌(例如湿法制得的氧化锌),温度保持在常温以上,使氧化锌转化为碱式碳酸锌,然后再加热分解,可以得到粒径0.05μm左右的活性氧化锌。

2.3 草酸锌分解法1958年,在天津橡胶三厂化验室,中国首次试制出活性氧化锌。

制备方法是将草酸铵和氯化锌两种溶液分别加热到70℃,再将氯化锌加入到草酸铵溶液中,得到很细的草酸锌沉淀,然后将沉淀洗涤、干燥,再在400℃焙烧100 min,得到活性氧化锌。

该法的缺点是草酸铵价格太贵,不适合工业性生产。

2.4 碱法波兰专利报道了碱法的工业生产情况。

6.5m3质量分数为42%的氢氧化钠,在2 h内加入到含2000 kg锌、720 kg硝酸钠(用作氧化剂)和10m3水的混合物中。

在90℃下,8 h后锌完全溶解。

然后降温至30℃,通入二氧化碳,过滤氧化锌和氢氧化锌沉淀,干燥、焙烧,得到活性氧化锌。

商连弟等研究了用镀锌废渣制备活性氧化锌。

首先用硫酸溶解镀锌废渣,除去铁、铜、锰等,再用碳酸铵中和,过滤、水洗、烘干、焙烧,制备出比表面积40.5m2/g的活性氧化锌。

2.5 添加甲醇和水玻璃法苏联发明证书介绍,溶解锌盐于水中,同氢氧化钠混合搅拌,加入甲醇,再加入工业水玻璃(Na2SiO3)。

将生成的沉淀物滤出,水洗、干燥。

得到的活性氧化锌比普通氧化锌颗粒细得多,用于橡胶中能提高硫化速度2倍。

2.6 大比表面积活性氧化锌的制备方法根据美国专利2888323报道,将氯化锌或硫酸锌溶解在甲醇或丙醇中,在0℃左右通入氨气,生成氢氧化锌沉淀,沉淀用甲醇洗涤。

所得到的活性氧化锌经X射线衍射分析,比表面积达600m2/g。

另据西德专利报道,碱金属碳酸盐或碱金属氢氧化物溶液与锌盐溶液反应,生成物在450-900℃喷雾干燥,得到比表面积为100-130 m2/g和表观密度为400-600g/L的活性氧化锌。

2.7 碳酸钠法将一定浓度的碳酸钠溶液加到一定浓度的硫酸锌(或氯化锌)溶液中,生成碱式碳酸锌沉淀。

然后过滤、洗涤、干燥,在450-650℃下焙烧得到活性氧化锌。

产品活性氧化锌中含有很少的二氧化碳和质量分数1%左右的水分。

此方法是20世纪70-80年代国内外生产活性氧化锌的重要方法。

2.8 碳酸氢铵法此法的要点是各种含锌原料用稀硫酸浸取。

制得的硫酸锌溶液经净化,除去铁、锰等杂质。

净化后的硫酸锌溶液,同廉价的碳酸氢铵和氨水(少量)反应,生成碱式碳酸锌沉淀。

然后洗涤沉淀,再经干燥和焙烧,得到活性氧化锌产品。

该生产方法使用的碳酸氢铵价格比较便宜,成本低廉。

3 纳米氧化锌的生产及研究进展3.1 固相法张永康等以Na2CO2和ZnSO4·7H2O为原料,分别研磨,再混合研磨,进行室温固相反应,首先合成前躯体ZnCO3,然后于200℃热分解,用去离子水和无水乙醇洗涤,过滤、干燥后制得纯净的ZnO产品,粒径介于6.0-12.7nm。

也有人以草酸和醋酸锌为原料,用室温固相反应首先制备前驱物二水合草酸锌,然后在微波场辐射分解得到纳米氧化锌,平均粒径约8 nm。

室温固相反应法,实验设备简单,工艺流程短,操作方便,至今未见工业化生产的报道。

3.2 气相法气相法又可分为气体中蒸发法(电阻加热法、高频感应加热法、等离子体加热法、电子束加热法和激光加热法等)、化学气相反应法、化学气相凝聚法和溅射法等。

1)激光加热气相沉积法采用激光蒸发、凝聚技术,在极短时间内使金属产生高密度蒸气,形成定向高速金属蒸气流。

然后用金属蒸气与氧气反应而制备出粒径为10-20nm的ZnO。

此种方法具有能量转换效率高、可精确控制的优点,但成本较高,产率低,难以实现工业化生产。

2)化学气相氧化反应法孙志刚等以氧气为氧源,锌粉为原料,在高温(550℃)下以氮气作载气,进行氧化反应。

该法制得的纳米氧化锌,粒径介于10-20 nm,产品单分散性好,但产品纯度低,有原料金属锌粉残存。

3.3 液相法3.3.1 直接沉淀法直接沉淀法是在包含一种或多种离子的可溶性盐溶液中加入沉淀剂,于一定条件下生成沉淀,经过滤分离,洗去杂质离子,沉淀经热分解得到纳米氧化锌。

常用的沉淀剂为氨水、碳酸铵和草酸铵。

选用不同的沉淀剂,反应机理不同,得到的沉淀产物不同,故热分解温度不同。

1)以氨水作沉淀剂Zn2++2NH3·H2O=Zn(OH)2+2NH4+Zn(OH)2=ZnO+H2O2)以碳酸铵作沉淀剂2n2++(NH4)2CO3=ZnCO3+2NH4+ZnCO3=ZnO+CO2直接沉淀法操作简便易行,对设备、技术要求不高,成本较低,但粒径分布较宽,分散性较差,洗除原溶液中的杂质离子较困难。

3.3.2 均匀沉淀法均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子从溶液中缓慢均匀地释放出来。

加入的沉淀剂不直接与被沉淀物质发生反应,而是通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中均匀缓慢地析出。

该法得到的粒子粒径分布较狭窄,分散性好,有利于工业化生产。

常用的沉淀剂有尿素和六亚甲基四胺。

其反应原理如下:1)以尿素作沉淀剂CO(NH2)2+3H2O=CO2+2NH3·H2OZn2++2NH3·H2O=Zn(OH)2+2NH4+Zn(OH)2=ZnO+H2O2)六亚甲基四胺作沉淀剂(CH2)6N4+10H2O=6HCHO+4NH3·H2OZn2++2NH3·H2O=Zn(OH)2+2NH4+Zn(OH)2=ZnO+H2O均匀沉淀法制备的纳米粒子细小,而且分布均匀,分散性好,但反应时间长,效率不高。

3.3.3 超重力法刘建伟等以氨气和硝酸锌为原料,在超重机中进行逆流接触,制备出晶粒均匀、细微的纳米粒子前驱体,然后再经过滤、清洗、干燥、焙烧得到纳米粒子。

超重力反应沉淀法具有传统直接沉淀法的优点,并且在一定程度上克服了传统直接沉淀法中微观混合不均、前驱体粒子不够细化、粒度分布不均等缺点。

由于超重力技术强化了传质-反应过程,因此生产能力大,易于工业放大。

3.3.4 水热合成法水热合成法是利用高压反应器,使锌盐与沉淀剂反应生成前驱体,以及前驱体脱水生成ZnO晶粒,其关键就是在高温高压下使生成前驱体与前驱体脱水分解两个过程同时完成。

李汶军等采用不同的锌盐溶液和碱(NH3·H2O,KOH),在较高反应温度下(250℃)制得了呈六方晶型的纳米ZnO。

水热法制备的纳米氧化锌颗粒结晶完好,且工艺相对简单,无需高温焙烧。

但是粒子的粒径较大,分布宽,易团聚,又容易引入杂质。

由于反应要求较高的温度和压力,故对设备要求苛刻,而且生成周期长,连续性差。

3.3.5 沉淀转化法晋传贵等在前驱体合成阶段,向硫酸锌溶液中加入适量NaOH溶液,然后再加入NH4 HCO3,其目的在于控制液相中游离Zn2+浓度最低。

通过沉淀转化反应,使其成核速度大于晶体生长速度。

再采用先焙烧、后洗涤的方法,可得粒径为10-20nm的ZnO。

此法对合成设备要求不高,成本也较低,工业前景看好。

3.3.6 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是将金属醇盐或无机盐溶于水或有机溶剂,在低温下通过水解、聚合等化学反应,形成含纳米粒子的溶胶,再转化为具有一定空间结构的凝胶。

然后经过适当热处理或减压干燥,制备出相应的粉末的方法。

E.A.Meulenkamp用此法制备了粒径小于10 am 的ZnO纳米粒子。

此法的优点是反应过程易控制,处理温度低,粒径分布窄,纯度高,纳米颗粒分散均匀。

但成本昂贵,周期长,产量小,热处理时易团聚,且污染环境,难以实现大规模工业生产。

3.3.7 其他方法其他还有水解法、超声辐射沉淀法、微波辐射法、氧化热爆分解法和沉淀-分散等生产方法。

4 展望目前,世界上有多个国家进行了纳米氧化锌合成技术的研究。

其中以日、美、德、韩等国家的研究成果较为突出,尤其是日本。

中国这方面的报道最早于20世纪80-90年代,产品的粒子在50nm,当时叫活性氧化锌。

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