固相研磨法制备纳米二氧化锆及其机理初探

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无机盐工业

ＩＮＯＲＧＡＮＩＣＣＨＥＭＩＣＡＬＳＩＮＤＵＳＴＲＹ

第３７卷第２期

２００５年２月固相研磨法制备纳米二氧化锆及其机理初探术

王焕英１，宋秀芹２，翟学良２，张索芳１

（１．衡水学院化学系，河北衡水０５３０００；２．河北师范大学）

摘要：通过在研钵内研磨，使固相的氧氯化锆分别与固相的氢氧化钠或六次甲基四胺或氢氧化钠和碳酸锂的

混合研磨物发生反应，生成纳米二氧化锆粉体的前驱体氢氧化锆，然后中温（４００ｏＣ）烧结制得纳米二氧化锆粉体，

粒径约为１０ｎｍ。并研究了不同沉淀剂、不同干燥方式对产物的影响。该法既节省能源又不污染环境，是一条绿色

合成方法，具有工业化生产潜力。

关键词：固相研磨；纳米二氧化锆；氢氧化锆；氧氯化锆

中图分类号：ＴＱｌ３４．１２文献标识码：Ａ文章编号：１００６—４９９０（２００５）０２—００１６—０２

’ｒｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｎａｎｏ—Ｚｒ０２ｂｙｓｏｌｉｄｓｔａｔｅｇｒｉｎｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄ

ＷａｎｇＨｕａｎｙｉｎ９１，ＳｏｎｇＸｉｕｑｉｎ２，ＺｈａｉＸｕｅｌｉａｎ９２，ＺｈａｎｇＳｕｆａｎ９１

（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆｃｈｅｍｉｓｔｒｙＨｅｎｇｓｈｕｉｔｅａｃｈｅ瑚’ｃｏｌｌｅｇｅ，ＨｅｂｅｉＨｅｎｇｓｈｕｉ０５３０００，Ｃｈｉｎａ；

２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＨｅＢｅｉｎｏｒｍａｌｕｎｉｖｅ您ｉｔｙ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈｇｒｉｎｄｉｎｇｉｎｔｈｅｍｏｒｔａｒ，ｔｈｅ

ｓｏｌｉｄｓｔａｔｅｚｉｒｃｏｎｉｕｍｏｘｙｃｈｌｏｒｉｄｅｒｅａｃｔｓｗｉｔｈｓｏｌｉｄｓｏｄｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅｏｒ

ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｍｉｎｅｏｒｔｈｅｍｉｘｔｕｒｅｏｆｓｏｄｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅ

ａｎｄｌｉｔｈｉｕｍ

ｃａｒｂｏｎａｔｅ，ｔｈｅｚｉｒｃｏｎｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅ

ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｏｆ

Ｎａｎｏ

Ｚｒ０２ｐｏｗｄｅｒ，ｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．ＴｈｅｎｔｈｅＺｒ（ＯＨ）４ｉｓｃａｌｃｉｎａｔｅｄａｔ

４００℃ａｎｄｔｈｅｎａｎｏ

Ｚｒ０２ｐｏｗｄｅｒｗｉｔｈｐａｒｔｉ－

ｃｌｅｓｉｚｅ１０ａｍｉｓｍａｄｅ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｏｒｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｒｙｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｎｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｉｓ

ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｍｅｔｈｏｄｎｏｔｏｎｌｙｐｏｓｓｅｓｓｅｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｓａｖｉｎｇｅｎｅｒｇｙ，ｂｕｔａｌｓｏｎｏｎ—ｐｏｌｌｕｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｅｄ．Ｓｏ，ｉｔｈａｓｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉ－

ａｌｉｔｙｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｄｉｄ—ｓｔａｔｅｇｒｉｎｄｉｎｇ；ｎａｎｏｍｅｔｅｒＺｒ０２；ｚｉｒｃｏｎｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅ；ｚｉｒｃｏｎｉｕｍｏｘｙｃｈｌｏｒｉｄｅ

１实验

按化学反应计量比称取分析纯ＮａＯＨ（或六次甲基四胺或Ｌｉ：ＣＯ，）和ＺｒＯＣｌ：?８Ｈ：Ｏ。然后将氧氯化锆逐步加入到ＮａＯＨ（或六次甲基四胺或Ｌｉ：ＣＯ，和ＮａＯＨ的研磨产物）中研磨约３０ｍｉｎ，加蒸馏水，发现沉淀物快速沉降。将该混合物抽滤、洗涤、干燥、煅烧，即可得纳米氧化锆粉体。

２结果讨论

２．１不同沉淀剂对产物粒径的影响

实验过程中，分别采用ＮａＯＨ，Ｎ。（ＣＨ：）。，ＮａＯＨ与Ｌｉ：ＣＯ，的混合研磨物与ＺｒＯＣｌ：?８Ｈ：０研磨、溶解、抽滤、洗涤、干燥、煅烧（前两者于６００ｏＣ煅烧１ｈ，后者于４００℃煅烧１ｈ），得到的Ｚｒ０２的ＴＥＭ照片见图１。由图１可以看出，用ＮａＯＨ和Ｌｉ：ＣＯ，与ＮａＯＨ的混合研磨物作为反应物得到产物粒径更小

＋基金项目：河北省教育厅科研基金资助项目（２００２２３７）。些，而以六次甲基四胺为反应物得到产物粒径要大一些。这可能是因为ＮａＯＨ和ＬｉＯＨ的碱性比六次甲基四胺更强的缘故。从照片中还可以看到，“：ＣＯ。与ＮａＯＨ的混合研磨物作为反应物得到粒子的分散性比前两者好。这是因为其煅烧温度低（比前两者低２００℃）的缘故。

ａ—Ｎａ０Ｈ；ｂ—Ｎ４（ＣＨ２）６；ｃ—Ｌｉ２Ｃ０３与ＮａＯＨ

图１Ｚｒ０２的ＴＥＭ照片

２．２不同干燥方式对产物粒径的影响

以ＮａＯＨ与ＺｒＯＣｌ：?８Ｈ：０研磨得到的产物经洗涤，分别在室温下自然干燥和８０℃真空干燥，然

后煅烧，两种方式得到的产物通过Ｍａｌｖｅｒｎ粒度分

　

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