氧化锌
氧化锌

检查
碱度 取本品1.0g,加新沸的热水10mL,振摇5分钟,放冷,滤过,滤液加酚酞指示液2滴,如显粉红色,加盐酸 滴定液(0.1mol/L)0.10mL,粉红色应消失。 硫酸盐 取本品1.0g,加稀盐酸适量使溶解,依法检查(通则0802),与标准硫酸钾溶液0.5mL制成的对照液比较, 不得更深(0.005%)。 碳酸盐与酸中不溶物 取本品2.0g,加水10mL混合后,加稀硫酸30mL,置水浴上加热,不得发生气泡,搅拌后,溶液应澄清。 炽灼失重 取本品约1.0g,精密称定,在800℃炽灼至恒重,减失重量不得过1.0%。 铁盐 取本品0.40g,加稀盐酸8mL、水15mL与硝酸2滴,煮沸5分钟使溶解,放冷,加水适量使成50mL,混匀后, 取出
应用领域
应用领域
1、在橡胶或电缆工业工业中用作天然橡胶、合成橡胶及乳胶的硫化活性剂、补强剂及着色剂,以使橡胶具 有良好的耐腐蚀性,抗撕裂性和弹性。白色胶的着色剂和填充剂,在氯丁橡胶中用作硫化剂,颗粒细小者(粒径 0.1μm左右)可用作聚烯烃或聚氯乙烯等塑料的光稳定剂。
2、有机合成催化剂、脱硫剂, 3、在化肥工业中对原料气作精脱硫用,用于合成氨、石油、天然气化工原料气的脱硫,甲醇和制氢等工业 原料气、油的深度脱硫净化过程, 4、用作分析试剂、基准试剂、荧光剂和光敏材料的基质 5、用于静电湿法复印、干法转印、激光传真通讯、电子计算机的静电记录及静电制版档 6、用于塑料行业、防晒化妆品系列产品、特殊陶瓷制品、特种功能涂料以及纺织卫生加工等 7、制药,用作收敛药,用于制软膏、锌糊、橡皮膏 8、用作白色颜料,着色力不及二氧化钛及立德粉。用于ABS树脂、聚苯乙烯、环氧树脂、酚醛树脂、氨基树 脂和聚氯乙烯及油漆和油墨的着色。用于颜料锌铬黄、醋酸锌、碳酸锌、氯化锌等的制造。
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

氧化锌说明宁波北仑雅旭化工有限公司优质生产商,俗称锌白,是锌的一种氧化物。
性状:白色粉末,难溶于水,可溶于酸和强碱。
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)用途:氧化锌是一种常用的化学添加剂,广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。
氧化锌的能带隙和激子束缚能较大,透明度高,有优异的常温发光性能,在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。
此外,微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。
应用领域1.橡胶制造:工业生产的氧化锌有50%流向橡胶工业。
氧化锌和硬脂酸作为橡胶硫化的重要反应物,是橡胶制造的原料之一。
氧化锌和硬脂酸的混合加强了橡胶的硬化度。
氧化锌也是汽车轮胎的重要添加剂。
除了硫化作用,氧化锌能大大提高橡胶的热传导性能,从而有助于轮胎的散热,保证行车安全。
氧化锌添加剂同时也阻止了霉菌生物或紫外线对橡胶的侵蚀。
2.硅酸盐工业:氧化锌是水泥的一种添加剂,能缩减水泥的硬化时间,并提高水泥的防水性能。
在玻璃、陶瓷的制作中,氧化锌可用作助熔剂,降低玻璃和陶瓷的烧结温度。
添加铝、镓和氮的氧化锌的透明度达90%,可用作玻璃涂料,让可见光通过的同时反射红外线。
涂料可涂在窗户玻璃的内或外,以达到保温或隔热的效果。
3.医药卫生氧化锌具有除臭、抗菌的功能,因而常被添加入棉织物、橡胶、食品包装等。
在食品中添加的氧化锌不仅具有一定的防腐作用,更能作为锌源为人体补充必需的锌元素。
氧化锌可用于改良皮肤健康状况,如婴儿爽身粉、尿布疹药膏、锌膏、抗头屑洗发水和防腐药剂。
混有约0.5%氧化铁的氧化锌被称为炉甘石,制造用于治疗急性瘙痒性皮肤病的炉甘石洗剂。
一些运动绷带也掺入了氧化锌,防止运动员在运动中发生软组织损伤。
氧化锌的用途和应用领域

氧化锌的用途和应用领域1. 氧化锌的基本概述氧化锌是一种无机化合物,化学式为ZnO。
它具有白色颗粒状结晶的形态,是一种广泛应用于各个领域的重要材料。
氧化锌的性质稳定,不溶于水,但可以溶于酸和碱。
在常温下,氧化锌具有一定的导电性。
它是一种重要的半导体材料,广泛应用于电子、光电子学、化工等领域。
2. 氧化锌在橡胶工业中的应用氧化锌在橡胶工业中有着重要的应用。
作为一种有效的反光剂和光稳定剂,氧化锌可以提高橡胶制品的耐候性和耐光性,延长其使用寿命。
此外,氧化锌还能提高橡胶制品的硫化速度,增强其硬度和强度。
在橡胶制品中,氧化锌通常以粉末或粒状的形式添加。
3. 氧化锌在陶瓷工业中的应用由于氧化锌具有良好的稳定性和高温抗腐蚀性,它被广泛应用于陶瓷工业中。
氧化锌可以用作陶瓷釉料的添加剂,能够改善釉料的流动性和润湿性,提高陶瓷制品的品质和光泽。
此外,氧化锌还可以增加陶瓷的硬度和强度,提高其热稳定性和绝缘性能。
在陶瓷工业中,氧化锌的用量通常较少,但对于改善陶瓷制品的性能起到重要作用。
4. 氧化锌在涂料工业中的应用氧化锌被广泛应用于涂料工业中。
它可以增加涂料的抗紫外线能力,提高涂层的耐候性和耐腐蚀性。
氧化锌还可以增加涂料的附着力和硬度,提高涂层的耐磨性。
在涂料中,氧化锌通常以粉末形式添加,通过与其他材料的混合使用,能够制备出各种性能优良的涂料。
5. 氧化锌在橡塑制品中的应用氧化锌在橡塑制品中也扮演着重要角色。
添加适量的氧化锌可以提高橡塑制品的硫化速度,提高其硬度和强度。
氧化锌还能提高橡塑制品的耐候性和耐光性,延长其使用寿命。
此外,氧化锌还可以增加橡塑制品的抗老化性能和耐腐蚀性,提高其绝缘性能。
在橡塑制品中,氧化锌通常以粉末或粒状的形式添加。
6. 氧化锌在电子工业中的应用氧化锌是一种重要的半导体材料,具有优异的光电性能,因此被广泛应用于电子工业中。
氧化锌可以用于制备发光二极管(LED)、太阳能电池、光电传感器等器件。
此外,氧化锌还可以用于制备薄膜晶体管(TFT)和液晶显示器(LCD)的背板。
《氧化锌zno》课件

氧化锌压敏电阻器具有响应速度快、通流容量大等优点,广泛应用于电子设备和电力系统的 过电压保护。
透明导电膜
01
氧化锌具有较高的导电性能和良 好的透明度,可以用于制作透明 导电膜。
02
在显示器、触控面板、太阳能电 池等领域,透明导电膜作为电极 材料使用,具有较高的导电性能 和可见光透过率。
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
氧化锌的物理性质
总结词
高熔点、高硬度、高稳定性
详细描述
氧化锌是一种白色或微黄色的固体,具有较高的熔点和硬度,能够在高温和恶 劣环境下保持稳定性。
氧化锌的化学性质
总结词
两性氧化物、可溶于酸碱、光催化性 能
详细描述
氧化锌是一种两性氧化物,既可以与 酸反应又可以与碱反应,生成盐和水 。同时,它在光照条件下具有光催化 性能,能够分解有机物。
常见的沉淀剂有氢氧化钠、碳酸钠、氨水等。
热解法
热解法是将含锌化合物加热至高 温,使其分解为氧化锌和氧气。
该方法可获得高纯度氧化锌,但 能耗较大,成本较高,一般仅用 于特殊用途的高纯度氧化锌生产
。
热解法可以采用多种含锌化合物 作为原料,如锌酸盐、醋酸锌等
。
溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法是一种制备纳米材料的湿化学方法。将锌盐与有机溶剂混合 ,通过水解和缩聚反应形成凝胶,再经过干燥、热处理得到氧化锌。
中国氧化锌出口量较大,但近年来 出口量有所下降,主要受到国内外 市场价格差异的影响。
中国市场分析
01 02
消费结构
中国氧化锌消费结构较为单一,主要应用于塑料、橡胶、陶瓷等传统领 域,未来随着环保要求的提高和下游新兴领域的拓展,消费结构将逐步 多元化。
氧化锌的物理化学性质及用途

氧化锌的物理化学性质及用途氧化锌(ZnO),俗称锌白,是锌的一种氧化物。
难溶于水,可溶于酸和强碱。
氧化锌是一种常用的化学添加剂,广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。
氧化锌的能带隙和激子束缚能较大,透明度高,有优异的常温发光性能,在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。
此外,微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。
中文名称:氧化锌英文名称:Zinc oxide中文别名:C.I.颜料白4;氧化锌; 锌氧粉; 锌白; 锌白粉; 锌华; 亚铅华; 预分散ZnO-80; 母胶粒ZnO-80; 药胶ZnO-80; 活性剂ZnO; 环氧乙酰蓖麻油酸甲酯;中国白; 锌白银; 活性氧化锌;一氧化锌; 氧化锌掺杂银; 锌白银(色料名);纳米氧化锌; 水锌矿; 氧化锌脱硫剂T304; 氧化锌脱硫剂T303; 金属氧化物; ZnO英文别名:C.I. 77947; C.I. Pigment White 4; Zinc oxide [USAN]; zincoxideheavy; flowers of zinc; zinc white; zinc oxide,edible; active zinc oxide; zinkoxyd aktiv; zinci oxidum; activox; activox b; actox14; zine oxide; zine white; zincoxide; actox16; actox216; ai3-00277; akro-zincbar85; akro-zincbar90; amalox; azo22; azo-33; azo-55; azo-55tt; azo-66; azo-66tt[1]CAS编号:1314-13-2物理性质白色六方晶系结晶或粉末。
无味、质细腻。
溶于酸、氢氧化钠、氯化铵,不溶于水、乙醇和氨水。
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纳米氧化锌的制备及其纯度测定1 前言近年来,纳米材料因其独特的物理化学作用而被广为重视,并逐步应用于各个领域。
纳米氧化锌粒子作为联系宏观物体及微观粒子的桥梁,其潜在的重要性毋庸置疑,一些发达国家都投入大量资金开展研究工作,国内的许多科研院所、高等院校也组织科研力量,开展纳米材料的研究工作。
纳米氧化锌是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品,其粒径介于1-100nm,由于具有纳米材料的结构特点和性质,使得纳米氧化锌产生了表面效应及体积效应等,从而使其在磁、光、电、敏感性等方面具有一般氧化锌产品无法比拟的特殊性能和新用途。
纳米氧化锌是一种重要的催化剂材料,又是非常有代表性的电化学,光化学半导体材料,它广泛的应用于涂料、橡胶、陶瓷、玻璃等多种工业、化妆品及药物的生产加工和应用于变阻器、气体敏感材料、透明导电材料以及光子材料等重要领域,所以近年来纳米氧化锌的制备受到人们广泛的关注。
关于纳米氧化锌的制备,国内外有不少的报道,如溶液沉淀法、微乳液法、非微乳液法、超声辐射沉淀法。
2 纳米氧化锌的性质与用途[1]2.1 纳米氧化锌的性质2.1.1 表面效应表面效应是指纳米粒子表面原子与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。
随着粒径减小,表面原子数迅速增加。
另外,随着粒径的减小,纳米粒子的表面积、表面能及表面结合都迅速增大。
这主要是由于粒径越小,处于表面的原子数越多。
表面原子的晶场环境和结合能与内部原子不同。
表面原子周围缺少相邻的原子,有许多悬空键,具有不饱和性质,易与其它原子相结合而稳定下来,故具有很大的化学活性,晶体微粒化伴有这种活性表面原子的增多,其表面能大大增加。
伴随表面能的增加,其颗粒的表面原子数增多,表面原子数与颗粒的总原子数的比值被增大,于是便产生了“表面效应”。
2.1.2 体积效应当纳米粒子的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或更小时,周期性的边界条件将被破坏,磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化剂及熔点等都较普通粒子发生了很大的变化,这就是纳米粒子的体积效应。
2.2 纳米氧化锌的用途2.2.1 橡胶工业纳米氧化锌是橡胶工业最有效的无机活性剂和硫化促进剂。
纳米氧化锌具有颗粒微小,比表面积大,分散性好,疏松多孔,流动性好等物理化学特性,因此,与橡胶的亲和性好,熔炼时易分散,胶料生热低,扯断变形小,弹性好,改善材料工艺性能和物理性能。
用于制造高速耐磨的橡胶制品,如飞机轮胎、高级轿车用的子午线胎等。
2.2.2陶瓷工业纳米氧化锌极小的粒径,大的比表面积和高的化学性能,可以显著降低材料的烧结致密化程度,节约能源,使陶瓷材料的组成结构的致密化、均匀化,改善陶瓷材料的性能,提高其使用可靠性。
可以从纳米材料的结构层次(1-100nm)上控制材料的成分和结构,有利于充分发挥陶瓷材料的潜在性能。
2.2.3日用化工纳米氧化锌在阳光,尤其在紫外线照射下,在水和空气中,能自行分解出自由移动的带负电的电子,同时留下带正电的空穴。
这种空穴可以将空气中的氧变成活性氧,有极强的化学活性,能与大多数有机物发生氧化反应(包括细菌类的有机物),从而把大多数的病菌和病毒杀死。
对纳米氧化锌的定量杀菌试验表明:在5分钟内,纳米氧化锌的浓度为1%时,金黄色葡萄球菌的杀菌率为98.68%,大肠杆菌的杀菌率为99.93%。
2.2.4涂料舰船长期航行、停泊在海洋环境中,采用纳米氧化锌作原料,制成一种舰船专用的涂料,不仅起到屏蔽紫外线的作用,而且还可以杀死各种微生物,从而可提高航行速度并延长检修期限。
2.2.5催化剂和光催化剂纳米氧化锌因为气体通过的扩散速度比较快,因此又是一种极好的催化剂。
纳米氧化锌因其尺寸小、比表面积大、表面键性和颗粒内部的不同、表面原子配位不全等,导致表面的活性位置增多,形成了凸凹不平的原子台阶,加大了反应接触面,纳米氧化锌的催化活性和选择性远远大于其传统催化剂。
纳米氧化锌还是一种很好的光催化剂。
水中的有害有机物质如有机氯化物、农药、界面活性剂、色素等,用目前的水处理技术充分去除是困难的,而氧化锌作为光催化剂可以使有机物分解。
2.2.6磁性材料磁性材料是电子信息产业发展的基础,纳米磁性材料的特性不同于常规的磁性材料,其原因是与磁有关的特征物理长度恰好处于纳米量级,例如:磁单畴尺寸、超顺磁性临界尺寸、交换作用长度、以及电子平均自由路程等大致处于1-100nm量级,当磁性体的尺寸与这些特征物理长度相当时,就会出现反常的磁学性质。
纳米金属软磁材料具有十分优异的性能,高磁导率、低损耗、高饱和磁化强度,已应用于开关电源、变压器、传感器等。
2.2.7雷达波吸收材料雷达波吸收材料(简称吸波材料)系指能有效的吸收入射雷达波并使其射衰减的一类功能材料。
利用等离子共振频移随颗粒尺寸变化的性质,可以改变颗粒尺寸,制造具有一定频宽的微波吸收纳米材料,用于电磁波屏蔽,隐形飞机等。
吸波材料的研究在国防上具有重大的意义。
3纳米氧化锌的物化性质与表征手段[2]3.13.2纳米氧化锌性质的表征手段红外光谱仪测定前驱物及样品的红外特征(FT-IR),X射线衍射仪测定前驱物及样品的物相组成(XRD分析),高分辨率透射电子显微镜测定样品的形貌及粒径,综合热分析仪测定样品的失重率及分解温度(TG—DTG—DTA分析),比表面积及空隙分析仪测定样品的比表面积(BET),塞曼偏光原子吸收分光光度计测定杂质含量,;EDTA配位滴定法测定ZnO的纯度。
4纳米氧化锌的制备方法4.1物理方法物理法是指采用光、电技术使材料在真空或惰性气体中蒸发,然后使原子或分子形成纳米微粒,或者采用以球磨、喷雾为主的力学方式获得纳米微粒的制备方法。
物理法包括机械粉碎法和深度塑性变形法两大类。
机械粉碎法是采用特殊的机械粉碎、电点火花爆炸等技术,将普通级别的氧化锌粉碎至超细。
该方法制得的纳米氧化锌的最小粒径可以达到100nm。
虽然利用该法制备的纳米氧化锌具有成本低、能耗小等优点,但产品的粒径分布范围较宽,易引入杂质,故应用较少。
深度塑性变形法是原材料在准静压下发生严重塑性形变,使材料的尺寸细化到纳米量级。
该法制得的氧化锌粉体纯度高,粒径可控,但对设备的要求较高。
4.2化学方法4.2.1气相法气相法是以惰性气体为载体,将锌粉或锌盐带入有氧气的超高温环境气体中,在气相中发生化学反应形成基本粒子,并经成核、生长两个阶段,同时利用高温区与周围环境形成的巨大的温度梯度,通过急冷作用得到氧化锌纳米颗粒。
Dierstein等,以氧气为气源、锌片为原料,运用电化学气相沉积法制得纳米氧化锌粉末,其粒径大约为20nm,比表面积为105.8m2/g。
化学气相法制备的纳米氧化锌具有粒径小、粒度分布窄、分散性好、纯度高、不易团聚等特点,但操作要求较高,能量消耗大,粉体回收率低,成本高,难以工业化生产[3]。
4.2.2液相法液相法具有设备简单、原料容易获得,能够准确地控制粒子的化学组成,且粒子大小及形状容易控制,在反应中还可以采用精制手段,因而得到的氧化锌纯度高、活性好、成本低等特点。
4.2.2.1以(NH)2CO3和ZnSO4·7H2O为原料,采用直接沉淀法制得的纳米ZnO粒径较小(20nm左右)产率高、颜色纯正,晶型为六方晶型。
原料配比(计量比)为1:1,干燥温度为60-70℃,焙烧温度及时间为:300℃、2h。
本法原料成本低且易得,制备工艺简单,操作简便,ZnO粉体纯度高(>99%),耗能少、无污染[2]。
4.2.2.2配制一定浓度的硝酸锌和碳酸钠溶液,在碳酸钠溶液中加入少量的表面活性剂溴化十六烷基三甲基铵(CTAB),使其质量浓度为0.2mg/mL,超声分散。
在超声环境下按碳酸钠与硝酸锌物质的量之比1∶1将硝酸锌溶液滴加到碳酸钠溶液中,得到前驱物的沉淀,沉淀继续超声分散10min。
抽滤,沉淀分别用去离子水和无水乙醇各洗涤3次,滤饼在80℃下烘干得到前驱体。
前驱体在马弗炉中300℃焙烧2h得到产物[4]。
4.2.2.3在烧杯中加入一定浓度的Zn(NO3)250mL,放入超声波清洗器,加入表面活化剂,用自制滴加装置滴加沉淀剂氨,滴加完沉淀剂以后,将反应所制备的纳米ZnO前驱体过滤,用蒸馏水洗涤2-3次;再放入50-60℃干燥箱中干燥20-30h;最后在500-550℃左右的马弗炉中焙烧3h后即得纳米ZnO。
超声振荡直接沉淀法制备纳米ZnO的工艺研究4.2.2.4维持一定反应温度,一边搅拌一边将一定浓度的碳酸铵溶液逐渐滴加到相同浓度的硫酸锌溶液中,至pH=8为止,熟化1h,反应生成纳米氧化锌前驱体;然后将其过滤,洗涤至滤液中检测无SO4-4(BaCl2溶液的浓度为0.2mol·L-1),110℃下烘干10h,然后放在马弗炉中500℃煅烧2h,即得产品。
纳米氧化锌的制备4.2.2.5称取24gH2C2O4·2H2O和14gZnCl2分别溶于200ml去离子水中,超声分散。
然后将(NH4)2CO4溶液缓慢加入到加有表面活性剂的ZnCl2溶液中,搅拌反应一段时间后得白色草酸锌沉淀;将沉淀先后用无水乙醇和去离子水多次洗涤后置于90℃烘箱内干燥。
将干燥的ZnC2O4·2H2O研磨后,置于马弗炉中,于500℃保温1.5小时后随炉冷却。
沉淀法合成纳米氧化锌的工艺比较4.2.3固相法4.2.3.1称取20g硫酸锌经研磨后与10g碳酸氢铵充分混合,置于120℃的烘箱中反应40min,取出冷却至室温,加水250ml搅拌,过滤,滤液滴加0.5mol-1硫酸使溶液pH为9左右,将沉淀过滤,两次沉淀并于一起,用0.1%碳酸钠溶液300ml洗涤沉淀一次,然后用去离子水洗至无SO2-4,再用无水乙醇洗涤三次,置于烘箱中100℃烘干,最后在400℃的电阻炉中锻烧1h得纳米氧化锌产品。
结果表明纳米氧化锌平均粒晶为9.5nm,平均比表面积为68.05m2/g该法制备出的纳米粒子颗粒小,不发生硬团聚,易于分散,可见光透明性好。
气 相化学反应法制备纳米氧化锌4.2.3.2按Zn(NO3)2·6H2O与NH4HCO3物质的量比为3:7,准确称取一定量的Zn(NO3)2·6H2O,置于研钵中。
再准确称取一定量的NH4HCO3,分多次加入Zn(NO3)2·6H2O中。
在室温条件下,一经研磨立即产生大量的气泡,充分研磨1h,置于80℃烘箱内干燥得前驱物。
然后将其在600℃下煅烧1h得到ZnO纳米粉。
用XRD,TEM对其形貌、结构进行了表征。
结果表明:所制备的ZnO结晶良好,其粒径为20-50nm。
用其制成气敏元件,并用静态配气法测试其气敏性能,发现在工作温度为290℃左右,该气敏元件对体积分数为0.001%的Cl2的灵敏度高达288。