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水热法制备氧化锌粉体

水热法制备氧化锌粉体
水热法制备氧化锌粉体

水热法制备氧化锌粉体

内容:原料的计算,工艺流程(每组四个工艺参数),反应机理,过程操作

1、原料的计算:

取m(ZnO)=4.069g ,则 Zn(NO 3) + 2NaOH=ZnO↓+ 2NaNO 3 + H 2O

189.4 81.38

n 4.069g

则 n = 9.47g

由反应方程式得,取硝酸锌为9.47克,氢氧化钠为10克

2、工艺流程(每组四个工艺参数):

Zn(NO

3) NaOH

CH

3CH 3 (超声波)

加离子水 N 2HCH 2CH 2NH 2

160

3、反应机理:

Zn(NO 3) + 2NaOH=ZnO↓+ 2NaNO 3 + H 2O

CH 3CH 2OH + NaOH = CH 3CH 2ONa +H 2O

CH 3CH 2OH + 2NaNO 3 = CH 3CH 2ONa +H 2O

CH 3CH 2ONa + N 2HCH 2CH 2NH 2 = CH 3CH 2O- NHCH 2CH2NH- CH 3CH 2O

4、过程操作

去离子水与无水乙醇比例(单位:ml)

取9.47g硝酸锌与10g氢氧化钠溶解在去离子水中,形成50ml水溶液,在1、2、3、4的水热高压釜各加入上述溶液3ml,按表配比,在四个水热高压釜中各加入去离子水与无水乙醇形成混合物。随后四个水热高压釜均加入5ml乙二胺,用超声波震荡30min,将水热高压釜置于水热炉中,保温160℃,24h,待水热炉温度降至室温(40-50℃)后将水热高压釜从水热炉中取出,放置于阴凉处,2h后,开启水热高压釜,将所得纳米氧化锌,用去离子水和丙酮洗净,干燥,称取。

纳米氧化锌制备法

氧化锌制备工艺 2008-06-04 12:21阅读(4)评 论(0) D0208、氧化锌制备工艺(本技术资料含国家发明专利、实用新型专利、科研成果、技术文献、技术说明书、技术配方、技术关键、工艺 流程等,全套价格26 0元) (氧化锌*制备氧化锌*制取氧化锌*生产氧化锌*开发氧化锌*研究) (氧化锌制备氧化锌制取氧化锌生产 氧化锌开发氧化锌研究) 1、氨法制取氧化锌方法 2、氨浸法生产低堆积密度纳米氧化锌的方法 3、氨水·碳铵联合浸取络合制备高纯度活性氧化锌的方法 4、氨水循环络合法生产高纯度活性氧化锌的工艺 5、表面包覆金属钛或铝化合物的纳米氧化锌粉体及制备方法 6、表面改性的纳米氧化锌水分散体及其制备方法和用途 7、超声波-微波联合法

从锌浮渣中制备活性氧化锌的方法 8、超微粒子氧化锌及其制造方法和使用其的化妆材料 9、超微氧化锌制取的工艺与装置 10、超细活性氧化锌的制备方法 11、超细氧化锌复合物及其制备方法 12、成核生长分步进行的液相制取超细氧化锌的方法 13、从低品位含锌物料制备纳米活性氧化锌的方法 14、从含锌烟道灰制取氧化锌的工艺 15、从菱锌矿制氧化锌技术 16、从铜--锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法 17、等离子法制取氧化锌工艺及设备 18、低温热分解法制备纳米氧化锌 19、低温易烧结的纳米级氧化锌粉末的制备方法 20、多功能纳米氧化锌悬浮液及其制备方法21、改进的碳酸氢铵全湿法制取高活性氧化锌22、改性的超细氧化锌

及其制备方法 23、高白色氧化锌微粒及其制造方法 24、高级氧化锌制备工艺 25、固相低温热分解合成晶态和非晶态超微氧化锌粉末的制备 26、过氧化锌的制备方法 27、回转窑冶炼生产氧化锌的工艺方法 28、活性氧化锌的生产工艺方法 29、活性氧化锌及高纯氧化锌制备工艺 30、活性氧化锌生产工艺 31、碱法生产活性氧化锌的工艺方法 32、颗粒氧化锌的生产工艺方法 33、颗粒状氧化锌生产装置 34、粒状高活性氧化锌的制造方法及其产品35、联合法矿粉直接生产高纯度氧化锌新工艺36、菱锌矿制取高纯氧化锌的方法 37、硫化锌精矿焙砂与氧化锌矿联合浸出工艺38、硫化锌矿与软锰矿同槽浸出制取氧化锌和碳酸锰的方法 39、纳米氧化锌材料的

水热法制备纳米材料

实验名称:水热法制备纳米TiO2 水热法属于液相反应的范畴,是指在特定的密闭反应器中采用水溶液作为反应体系,通过对反应体系加热、加压而进行无机合成与材料处理的一种有效方法。在水热条件下可以使反应得以实现。在水热反应中,水既可以作为一种化学组分起反应并参与反应,又可以是溶剂和膨化促进剂,同时又是一种压力传递介质,通过加速渗透反应和控制其过程的物理化学因素,实现无机化合物的形成和改进。 水热法在合成无机纳米功能材料方面具有如下优势:明显降低反应温度(100-240℃);能够以单一步骤完成产物的形成与晶化,流程简单;能够控制产物配比;制备单一相材料;成本相对较低;容易得到取向好、完美的晶体;在生长的晶体中,能均匀地掺杂;可调节晶体生成的环境气氛。 一.实验目的 1.了解水热法的基本概念及特点。 2.掌握高温高压下水热法合成纳米材料的方法和操作的注意事项。 3.熟悉XRD操作及纳米材料表征。 4.通过实验方案设计,提高分析问题和解决问题的能力。 二.实验原理 水热法的原理是:水热法制备粉体的化学反应过程是在流体参与的高压容器中进行,高温时,密封容器中有一定填充度的溶媒膨胀,充满整个容器,从而产生很高的压力。为使反应较快和较充分的进行,通常还需要在高压釜中加入各种矿化物。 水热法一般以氧化物或氢氧化物(新配置的凝胶)作为前驱物,他们在加热过程中溶解度随温度的升高而增加,最终导致溶液过饱和并逐步形成更稳定的氧化物新相。反应过程的驱动力是最后可溶的的前驱物或中间产物与稳定氧化物之间的溶解度差。 三.实验器材 实验仪器:10ml量筒;胶头滴管;50ml烧杯;高压反应釜;烘箱;恒温磁力搅拌器。 实验试剂:无水TiCl4;蒸馏水;无水乙醇。 四.实验过程 1.取10mL量筒, 50mL的烧杯洗净并彻底干燥。 2.取适量冰块放入烧杯中,并加入一定的蒸馏水形成20mL的冰水混合物,用恒温磁力搅拌器搅拌,速度适中。

氧化锌粉体的制备方法

1.纳米氧化锌的性质 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”,即“表面能”与“体积能”的区分就失去了意义 ,使其表面与内部的晶格振动产生了显著变化 ,导致纳米材料具有许多奇特的性能 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这种体积效应为实用开拓了广阔的新领域。 2.纳米氧化锌的制备技术 制备纳米氧化锌的方法主要是物理法和化学法。其中,化学法是常用的方法。 2.1物理法 物理法包括机械粉碎法和深度塑性变形法。机械粉碎法是采用特殊的机械粉碎、电火花爆炸等技术 ,将普通级别的氧化锌粉碎至超细。其中张伟等人利用立 式振动磨制备纳米粉体 ,得到了α-Al 2O 3 ,ZnO、MgSiO 3 等超微粉 ,最细粒度达 到 0. 1μm此法虽然工艺简单 ,但却具有能耗大,产品纯度低 ,粒度分布不均匀 ,研磨介质的尺寸和进料的细度影响粉碎效能等缺点。最大的不足是该法得不到1—100nm 的粉体 ,因此工业上并不常用此法;而深度塑性变形法是使原材料在净静压作用下发生严重塑性形变 ,使材料的尺寸细化到纳米量级。这种独特的方法最初是由 Islamgaliev 等人于 1994 年初发展起来的。该法制得的氧化锌粉体纯度高,粒度可控,但对生产设备的要求却很高。总的说来 ,物理法制备纳米氧化锌存在着耗能大 ,产品粒度不均匀,甚至达不到纳米级,产品纯度不高等缺点,工业上不常采用,发展前景也不大。 2.2化学法 化学法具有成本低 ,设备简单 ,易放大进行工业化生产等特点。主要分为溶胶-凝胶法、醇盐水解法、直接沉淀法、均匀沉淀法等。 2.2.1溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶法制备纳米粉体的工作开始于 20 世纪60年代。近年来,用此法制备纳米微粒、纳米薄膜、纳米复合材料等的报道很多。它是以金属醇盐Zn(OR) 2为原料 ,在有机介质中对其进行水解、缩聚反应 ,使溶液经溶胶化得到凝胶 ,凝胶再经干燥、煅烧成粉体的方法。此法生产的产品粒度小、纯度高、反应温度低(可以比传统方法低 400 —500 ℃) ,过程易控制;颗粒分布均匀、团聚少、介电性能较好。但成本昂贵 ,排放物对环境有污染 ,有待改善。

《纳米氧化锌制备法》word版

氧化锌制备工艺2008-06-04 12:21阅读(4)评论 (0) D0208、氧化锌制备工艺(本技术资料含国家发 明专利、实用新型专利、科研成果、技术文献、技术说明书、技术配方、技术关键、工艺流程等,全套价格260元) (氧化锌*制备 氧化锌*制取氧化锌*生产氧化锌*开发氧化锌*研究) (氧化锌制备氧化锌制取氧化锌生产 氧化锌开发氧化锌 研究) 1、氨法制取氧化锌方法 2、氨浸法生产低堆积密度纳米氧化锌的方法 3、氨水·碳铵联合浸取络合制备高纯度活性氧化锌的方法 4、氨水循环络合法生产高纯度活性氧化锌的工艺 5、表面包覆金属钛或铝化合物的纳米氧化锌粉体及制备方法 6、表面改性的纳米氧化锌水分散体及其制备方法和用途

7、超声波-微波联合法从锌浮渣中制备活性氧化锌的方法 8、超微粒子氧化锌及其制造方法和使用其的化妆材料 9、超微氧化锌制取的工艺与装置 10、超细活性氧化锌的制备方法 11、超细氧化锌复合物及其制备方法 12、成核生长分步进行的液相制取超细氧化锌的方法 13、从低品位含锌物料制备纳米活性氧化锌的方法 14、从含锌烟道灰制取氧化锌的工艺 15、从菱锌矿制氧化锌技术 16、从铜--锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法 17、等离子法制取氧化锌工艺及设备 18、低温热分解法制备纳米氧化锌 19、低温易烧结的纳米级氧化锌粉末的制备方法 20、多功能纳米氧化锌悬浮液及其制备方法21、改进的碳酸氢铵全湿法制取高活性氧化锌

22、改性的超细氧化锌及其制备方法 23、高白色氧化锌微粒及其制造方法 24、高级氧化锌制备工艺 25、固相低温热分解合成晶态和非晶态超微氧化锌粉末的制备 26、过氧化锌的制备方法 27、回转窑冶炼生产氧化锌的工艺方法 28、活性氧化锌的生产工艺方法 29、活性氧化锌及高纯氧化锌制备工艺 30、活性氧化锌生产工艺 31、碱法生产活性氧化锌的工艺方法 32、颗粒氧化锌的生产工艺方法 33、颗粒状氧化锌生产装置 34、粒状高活性氧化锌的制造方法及其产品35、联合法矿粉直接生产高纯度氧化锌新工艺36、菱锌矿制取高纯氧化锌的方法 37、硫化锌精矿焙砂与氧化锌矿联合浸出工艺38、硫化锌矿与软锰矿同槽浸出制取氧化锌和碳酸锰的方法

实验7--沉淀法制备纳米氧化锌粉体

实验七 沉淀法制备纳米氧化锌粉体 一、实验目的 1、了解沉淀法制备纳米粉体的实验原理。 2、掌握沉淀法制备纳米氧化锌的制备过程和化学反应原理。 3、了解反应条件对实验产物形貌的影响,并对实验产物会表征分析。 二、实验原理 氧化锌是一种重要的宽带隙(3.37 eV)半导体氧化物,常温下激发键能为60 meV 。近年来,低维(0维、1维、2维)纳米材料由于具有新颖的性质已经引起了人们广泛的兴趣。氧化锌纳米材料已经应用在纳米发电机、紫外激光器、传感器和燃料电池等方面。通常的制备方法有蒸发法、液相法。我们在这里主要讨论沉淀法。 沉淀法是指包含一种或多种离子的可溶性盐溶液,当加入沉淀剂(如OH --,CO 32-等)后,或在一定温度下使溶液发生水解,形成不溶性的氢氧化物、氧化物或盐类从溶液中析出,并将溶剂和溶液中原有的阴离子洗去,得到所需的化合物粉料。 均匀沉淀法是利用化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢均匀地释放出来。而加入的沉淀剂不是立即在溶液中发生沉淀反应,而是通过沉淀剂在加热的情况下缓慢水解,在溶液中均匀地反应。 纳米颗粒在液相中的形成和析出分为两个过程,一个是核的形成过程,称为成核过程;另一个是核的长大,称为生长过程。这两个过程的控制对于产物的晶相、尺寸和形貌是非常重要的。 制备氧化锌常用的原料是可溶性的锌盐,如硝酸锌Zn(NO 3)2、氯化锌ZnCl 2、醋酸锌。常用的沉淀剂有氢氧化钠(NaOH )、氨水(NH 3. H 2O )、尿素(CO(NH 2)2)。一般情况下,锌盐在碱性条件下只能生产Zn(OH)2沉淀,不能得到氧化锌晶体,要得到氧化锌晶体通常需要进行煅烧高温。均匀沉淀法通常使用尿素作为沉淀剂,通过尿素分解反应在反应过程中产生NH 3 H 2O 与锌离子反应产生沉淀。反应如下: O H NH CO O H NH CO 23222223)(?+→+ (1) OH -的生成: -+ +→?OH NH O H NH 423 (2) CO 32-的生成: O H CO NH CO O H NH 223422322++→+?-+ (3)

纳米氧化锌的制备实验报告

纳米ZnO2的制备 实验报告 班级:应091-4 组号:第九组 指导老师:翁永根老师 成员:任晓洁 1428 邵凯 1429 孙希静 1432 【实验目的】 1.了解纳米氧化锌的基本性质及主要应用 2.通过本实验掌握纳米氧化锌的制备方法

3.对于纳米氧化锌的常见产品掌握制备原理和方法,并学会制备简易产 品。 4.通过本实验复习并掌握EDTA溶液的配制和标定,掌握配位滴定的原 理,方法,基准物质的选择依据以及指示剂的选择和pH的控制。 5.掌握基础常用的缓冲溶液的配制方法和原理。 6.加深对实验技能的掌握及提高查阅文献资料的能力。 【实验原理】 1. 超细氧化锌是一种近年来发展的新型高功能无机产品,晶体为六方结构,其颗粒大小约在1~100纳米。纳米氧化锌由于颗粒小、比表面积大而具有许多其表面电子结构和晶体结构发生变化,产生了宏观物体所不具有的特殊的性质,呈现表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点。近年来发现它在催化、光学、磁学、力学等方面展现出许多特殊功能,使在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等许多领域有重要的应用价值,具有普通氧化锌所无法比较的特殊性和用途。纳米氧化锌在纺织领域可用于紫外光遮蔽材料、抗菌剂、荧光材料、光催化材料等。纳米氧化锌一系列的优异性和十分诱人的应用前景。 2. 纳米氧化锌的制备方法主要有:水热法,均相沉淀法,溶胶一凝胶法,微乳液法,直接沉淀法 3. 本工艺是将锌焙砂(主要成份是ZnO,主要伴生元素及杂质为铁,铜,铅,镍,铬,镍,此外,还含有其它微量杂质,因而用锌焙砂直接酸浸湿法生产活性氧化锌,必须利用合理的酸浸及除杂工艺,分离铅,脱铁、锰,除钙、镁等重金属)与硫酸反应,生产出粗制硫酸锌,加高锰酸钾、锌粉等,经过提纯得到精制硫酸锌溶液后,再经碳化母液沉淀,制得碱式碳酸锌,最后经烘干,煅烧制成活性氧化锌成品。 4. 氧化锌含量的测定采用配位滴定法测定,用NH3-NH4Cl缓冲溶液控 制溶液pH≈10,以铬黑T为指示剂,用EDTA标准溶液进行滴定,其主要反应如下: 在氨性溶液中: Zn2++4NH3?Zn(NH3)42+ 加入EBT(铬黑T)时: Zn(NH3)42++EBT(蓝色)?Zn-EBT(酒红色)+4NH3 滴定开始-计量点前: Zn(NH3)42++EDTA?Zn-EDTA+4NH3 计量点时: Zn-EBT(酒红色)+EDTA?Zn-EDTA+EBT(蓝色)

氧化锌制备方法

将mol·L-1的NaOH乙醇溶液缓慢滴加到含有mol·L-1的Zn(NO3)2·6H2O乙醇溶液中. 将混合溶液转移至高压反应釜中, 在130℃下反应12 h, 将反应产物经二次去离子水、乙醇等洗涤后, 在130 摄氏度下干燥,即可获得纯ZnO纳米棒. 在 ZnCl2 溶液 mol/L) 中加入一定量的 SDS, 搅拌下于 65 ℃将 Na2CO3 溶 液滴加到该溶液中 (120 滴/min, n(Na 2CO 3 )/n(ZnCl2) = 2),恒温反应 h. 将反 应液倒入聚四氟乙烯罐中, 在150~160 ℃进行水热反应 12 h, 自然冷却后离心分离, 用去离子水洗涤到无水Cl?离子, 再用无水乙醇洗涤 2~3 次, 50 ℃真空干燥 2 h, 300 ℃焙烧 3 h, 即制得 ZnO 纳米管. 将0. 1 L0. 1 mo l/ L二水合醋酸锌的乙醇溶液置于带冷凝管和干燥管的0. 5 L 圆底烧瓶中, 在80 ℃搅拌3 h, 不断收集冷凝物, 最后可获得0. 04 L 中间物和0. 06 L 冷凝物. 将中间物迅速用冷的绝对乙醇稀释至0. 1 L, 冷至室温, 得0. 1 mol/ L 中间产物. 氨水沉淀法制备纳米氧化锌 在水——乙醇介质中用氨水沉淀法制备出了纳米Zn(OH) 2 和ZnO材料,讨论了介质组成对沉淀产物ZnO微粒的粒径范围及形貌的影响,并研究出由Zn(OH)2分解为纳米ZnO的最佳干燥脱水条件为200℃、2h。表明本方法不需高温处理就可得到颗粒均匀且分布窄的ZnO纳米材料,粒径可达17~6nm。 一、试剂与仪器 主要原料为氯化锌、无水乙醇、氨水等,均为分析纯试剂。 仪器为微型滴定管、磁力搅拌器、恒温干燥烘箱。 二、试验方法 以水——乙醇为溶剂,其中醇的体积含量分别为0%(去离子水)、20%、60%、100%。将氯化锌、氨水配制成不同浓度的溶液(不同浓度是多少)。取一定体积(一定体积是多少)的氯化锌乙醇溶液于烧杯中,加以适当速度搅拌,不同浓度的氨水从微型滴管中缓慢滴入氯化锌乙醇溶液中,使之进行反应。控制氨水用量,调节pH值为左右,确定滴定终点。反应得到的白色沉淀物,经抽滤洗涤后自然风干 即为Zn(OH) 2纳米粉,Zn(OH) 2 经干燥(200℃、2h)脱水后,为ZnO纳米粉

氧化锌

ZrO2粉体合成与表征 一前言 ZrO2属于新型陶瓷,由于它具有十分优异的物理、化学性能,不仅在科研领域已经成为研究热点,而且在工业生产中也得到了广泛的应用,是耐火材料、高温结构材料和电子材料的重要原料。在各种金属氧化物陶瓷材料中,ZrO2的高温热稳定性能,热性能最好,最适宜傲陶瓷涂层和高温耐火制品,以ZrO2为主要原料的锆英石基陶瓷颜料,高级釉料的重要成分;ZrO2的热导率在常见的陶瓷材料中最低,而热膨胀系数又与金属材料较为接近,成为重要的结构陶瓷材料;特殊的晶体结构,使之成为重要的电子材料;ZrO2的相变增韧等特性,成为塑性陶瓷材料的宠儿;良好的机械性能和热物理性能,使它能够成为金属基复合材料中性能优异的增强相。目前在各种金属氧化物陶瓷中ZrO2的重要作用仅次于Al2O3由于氧化锆材料具有高硬度,高强度,高韧性,极高的耐磨性及耐化学腐蚀性等等优良的物化性能,氧化锆已经在陶瓷、耐火材料、机械、电子、光学、航空航天、生物、化学等等各种领域获得广泛的应用。 二结构性质 氧化锆是白色固体,含有杂质时会显现灰色或淡黄色,添加显色剂还可显示各种其它颜色。纯氧化锆的分子量为123.22,理论密度是5.89g/cm3,熔点为2715℃。通常含有少量的氧化铪,难以分离,但是对氧化锆的性能没有明显的影响。氧化锆有三种晶体形态:单斜、四方、立方晶相。常温下氧化锆只以单斜相出现,加热到1100℃左右转变为四方相,加热到更高温度会转化为立方相。由于在单斜相向四方相转变的时候会产生较大的体积变化,冷却的时候又会向相反的方向发生较大的体积变化,容易造成产品的开裂,限制了纯氧化锆在高温领域的应用。但是添加稳定剂以后,四方相可以在常温下稳定,因此在加热以后不会发生体积的突变,大大拓展了氧化锆的应用范围。氧化锆(化学式:ZrO2)是锆的主要氧化物,通常状况下为白色无臭无味晶体,难溶于水、盐酸和稀硫酸。一般常含有少量的二氧化铪。化学性质不活泼,但高熔点、高电阻率、高折射率和低热膨胀系数的性质,使它成为重要的耐高温材料、陶瓷绝缘材料和陶瓷遮光剂。能带间隙大约为5-7eV。 二氧化锆的晶体结构 自然界中以少见的斜锆石存在,为单斜晶系结构。高熔点的立方氧化锆也是二氧化锆晶型之一,自然界以等轴钙锆钛矿

沉淀法制备纳米氧化锌粉体讲义

沉淀法制备纳米氧化锌粉体 一、实验目的 1.了解沉淀法制备纳米粉体的实验原理。 2.掌握沉淀法制备纳米氧化锌的制备过程和化学反应原理。 3.了解实验产物粒度的表征手段,掌握激光纳米粒度仪的使用。 4.了解沉淀剂、实验条件对产物粒径分布的影响。 二、实验原理 氧化锌是一种重要的宽带隙(3.37eV)半导体氧化物,常温下激发键能为60meV。近年来,低维(0维、1维、2维)纳米材料由于具有新颖的性质已经引起了人们广泛的兴趣。纳米氧化锌由于晶粒的细微化,其表面电子结构和晶体结构发生变化,产生了宏观物体所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点,已经广泛的应用在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等许多领域。纳米氧化锌的制备方法有物理法和化学法,物理法主要包括机械粉碎法和深度塑形变形法,化学法包括沉淀法、溶胶—凝胶法、水热法、微乳液法等方法。本实验采用沉淀法制备纳米氧化锌粉体。 沉淀法包括直接沉淀法和均匀沉淀法。直接沉淀法是制备纳米氧化锌广泛采用的一种方法。其原理是在包含一种或多种离子的可溶性盐溶液中,加入沉淀剂(如OH-,CO32-等)后,在一定条件下生成沉淀并使其沉淀从溶液中析出,再将阴离子除去,沉淀经热分解最终制得纳米氧化锌。其中选用不同的沉淀剂,可得到不同的沉淀产物。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地、均匀地释放出来,所加入的沉淀剂并不直接与被沉淀组分发生反应,而是通过沉淀剂在加热的情况下缓慢水解,在溶液中均匀地反应。 纳米颗粒在液相中的形成和析出分为两个过程,一个是核的形成过程,称为成核过程;另一个是核的长大,称为生长过程。这两个过程的控制对于产物的晶相、尺寸和形貌是非常重要的。 制备氧化锌常用的原料是可溶性的锌盐,如硝酸锌Zn(NO3)2、氯化锌ZnCl2、醋酸锌ZnAc2。常用的沉淀剂有氢氧化钠(NaOH)、氨水(NH3·H2O)、尿素(CO(NH2)2)等。一般情况下,锌盐在碱性条件下只能生成Zn(OH)2沉淀,不能得到氧化锌晶体,要得到氧化锌晶体需要进行高温煅烧。均匀沉淀法通常使用尿素作为沉淀剂,通过尿素分解反应在反应过程中产生NH3·H2O与锌离子反应生成沉淀。反应如下: OH-的生成: CO32-的生成: 形成前驱物碱式碳酸锌的反应: 热处理后得产物ZnO: 用NaOH作沉淀剂一步法直接制备纳米氧化锌的反应式如下: 该实验方法过程简单,不需要后煅烧处理就可以得到氧化锌晶体,而且可以通过调控Zn2+/OH-的摩尔比控制氧化锌纳米材料的形貌。 三、实验仪器与试剂

简单的制备纳米氧化锌的制备方法

在水——乙醇介质中用氨水沉淀法制备出了纳米()和材料,讨论了介质组成对沉淀产物微粒地粒径范围及形貌地影响,并研究出由()分解为纳米地最佳干燥脱水条件为℃、.表明本方法不需高温处理就可得到颗粒均匀且分布窄地纳米材料,粒径可达~. 一、试剂与仪器 主要原料为氯化锌、无水乙醇、氨水等,均为分析纯试剂. 仪器为微型滴定管、磁力搅拌器、恒温干燥烘箱. 二、试验方法 以水——乙醇为溶剂,其中醇地体积含量分别为(去离子水)、、、.将氯化锌、氨水配制成不同浓度地溶液(不同浓度是多少?).取一定体积(一定体积是多少?)地氯化锌乙醇溶液于烧杯中,加以适当速度搅拌,不同浓度地氨水从微型滴管中缓慢滴入氯化锌乙醇溶液中,使之进行反应.控制氨水用量,调节值为左右,确定滴定终点.反应得到地白色沉淀物,经抽滤洗涤后自然风干即为()纳米粉,()经干燥(℃、)脱水后,为纳米粉体.资料个人收集整理,勿做商业用途 三、不同乙醇浓度对粒径地影响 并且含量越高,这种抑制作用也越强.资料个人收集整理,勿做商业用途 氯化锌地浓度对地粒径影响不大,规律性不强;氨水地浓度对地粒径稍有影响,浓度增大,粒径是减小趋势,浓度为时,粒径为~,浓度为时,粒径为~.资料个人收集整理,勿做商业用途 五、该方法操作简单,条件温和,所用原材料成本低,过程易控制等,是制备纳米粉地好方法,值得推广. 固相合成氧化锌 一、试剂与前驱物地准备 七水硫酸锌、无水草酸纳均为分析纯; 准确称取比为地七水硫酸锌和无水草酸纳,分别研磨后,充分混合,再转入同一研钵中共研磨.热水洗去副产物后,再用无水乙醇淋次,于℃烘干.资料个人收集整理,勿做商业用途二、纳米氧化锌地制备 由前驱物地热分析得地热分解温度为℃.将置于马弗炉中加热升温至分解温度,保持,即得浅黄色纳米氧化锌.资料个人收集整理,勿做商业用途 液相沉淀制备氧化锌 一、单组分锌氨溶液地制备

氧化锌制备方法

氧化锌制备方法-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

将 mol·L-1的NaOH乙醇溶液缓慢滴加到含有 mol·L-1的Zn(NO3)2·6H2O乙醇溶液中. 将混合溶液转移至高压反应釜中, 在130℃下反应12 h, 将反应产物经二次去离子水、乙醇等洗涤后, 在130 摄氏度下干燥,即可获得纯ZnO纳米棒. 在 ZnCl2 溶液 mol/L) 中加入一定量的 SDS, 搅拌下于 65 ℃将 Na2CO3 溶液滴加到该溶液中 (120 滴/min, n(Na2CO3)/n(ZnCl2) = 2),恒温反应 h. 将反应液倒入聚四氟乙烯罐中, 在150~160 ℃进行水热反应 12 h, 自然冷却后离心分离, 用去离子水洗涤到无水Cl?离子, 再用无水乙醇洗涤 2~3 次, 50 ℃真空干燥 2 h, 300 ℃焙烧 3 h, 即制得 ZnO 纳米管. 将0. 1 L0. 1 mo l/ L二水合醋酸锌的乙醇溶液置于带冷凝管和干燥管的0. 5 L 圆底烧瓶中, 在80 ℃搅拌3 h, 不断收集冷凝物, 最后可获得0. 04 L 中间物和0. 06 L 冷凝物. 将中间物迅速用冷的绝对乙醇稀释至0. 1 L, 冷至室温, 得0. 1 mol/ L 中间产物. 氨水沉淀法制备纳米氧化锌 在水——乙醇介质中用氨水沉淀法制备出了纳米Zn(OH)2和ZnO材料,讨论了介质组成对沉淀产物ZnO微粒的粒径范围及形貌的影响,并研究出由 Zn(OH)2分解为纳米ZnO的最佳干燥脱水条件为200℃、2h。表明本方法不需高温处理就可得到颗粒均匀且分布窄的ZnO纳米材料,粒径可达17~6nm。一、试剂与仪器 主要原料为氯化锌、无水乙醇、氨水等,均为分析纯试剂。 仪器为微型滴定管、磁力搅拌器、恒温干燥烘箱。 二、试验方法 以水——乙醇为溶剂,其中醇的体积含量分别为0%(去离子水)、20%、60%、100%。将氯化锌、氨水配制成不同浓度的溶液(不同浓度是多少)。取一定体积(一定体积是多少)的氯化锌乙醇溶液于烧杯中,加以适当速度搅拌,不同浓度的氨水从微型滴管中缓慢滴入氯化锌乙醇溶液中,使之进行反应。控制氨水用量,调节pH值为左右,确定滴定终点。反应得到的白色沉淀物,经抽滤洗涤后自然风干即为Zn(OH)2纳米粉,Zn(OH)2经干燥(200℃、2h)脱水后,为ZnO纳米粉体。 三、不同乙醇浓度对ZnO粒径的影响 样品号 1 2 3 4 醇含量/%(体积分数 0 20 60 100 粒径范围/nm 286~46 100~31 38~14 17~6 这一结果表明,在此混合介质中,乙醇的存在对反应中生成的ZnO晶核的生长有明显的抑制作用,并且含量越高,这种抑制作用也越强。 四、氯化锌和氨水不同浓度下ZnO粒径大小 ZnCl2浓度/mol?L-1 粒径范围/nm 氨水浓度/%(体积分数)粒径范围/nm 32~12 10 32~14 25~15 15 25~15 34~10 25 16~7 氯化锌的浓度对ZnO的粒径影响不大,规律性不强;氨水的浓度对ZnO的粒径稍有影响,浓度增大,粒径是减小趋势,浓度为15%时,粒径为25~15nm,浓度为25%时,粒径为17~7nm。 五、该方法操作简单,条件温和,所用原材料成本低,过程易控制等,是制备ZnO纳米粉的好方法,值得推广。

氧化锌

化学化工学院材料化学专业实验报告 实验名称:纳米ZnO的制备 年级:2010级日期:2012—9—12 姓名:学号:同组人: 一、预习部分 1、纳米Zn O的性质和应用: 纳米ZnO是一种新型的精细功能无机材料,由于其具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应,因而纳米ZnO产生了其体相材料所部具备的这些效应,展现了许多特殊性质。在催化、滤光、光吸收、医药、磁介质、电等方面有着广阔的应用前景。主要用于制造气体传感器、荧光体、紫外线遮蔽材料、变阻器、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等。 2、纳米Zn O的制备方法: 制备纳米氧化锌的方法很多,一般可以分为物理法和化学法。物理法是利用特殊的粉碎技术,将普通的粉体粉碎;化学法是在控制条件下,从原子或分子的成核,生成或凝聚成具有一定尺寸和形状的粒子。常见的合成方法有固相法、液相法和气相法,其中,液相法和气相法又有多种制备方式。 固相法:室温固相合成纳米氧化物是近年来发展起来的一种新方法。首先制备固相前驱物,进而前驱物经高温热分解或微波辐射热分解制备纳米氧化锌。(1)碳酸锌法:利用硫酸锌制得前驱物碳酸锌,在200℃烘1h,得纳米氧化锌初产品;经去离子水、无水乙醇洗涤,过滤、干燥可得纳米氧化锌产品。(2)氢氧化锌法:利用硝酸锌制得前驱物氢氧化锌,在600℃保持2h,高温热分解得纳米氧化锌。 气相法:(1)化学气相氧化法:化学气相氧化法是Mitarai等以锌粉为原料,氧气为氧源,在550℃的高温下,以氧气为载体进行氧化反应。该法制备的氧化锌粒度细(10~20nm),原料易得,分散性好。但产品纯度低,其中含有未反应的原料。 (2)激光诱导化学气相沉淀法:利用反应气体分子对特定波长激光的吸收,引起气体分子激光光解,热解,光敏化和激光诱导化学合成反应,在一定条件下合成纳米粒子。它以惰性气体为载体,以锌盐为原料,用cwco2激光器为热源加热反应原料,使之与氧气反应得到纳米氧化锌。激光诱导化学气相沉淀法具有能量转换效率高,粒子大小均一且不团聚,粒径小,可精确控制等优点,但成本高,产率低,难以实现工业化生产。 (3)喷雾热解法:利用喷雾热解技术,以二水合醋酸锌水溶液为前驱体,水溶液经雾化为气溶胶微液滴,液滴在反应器中经蒸发,干燥,热解,烧结等过程制备氧化锌纳米粒子。粒子由袋粒式过滤器收集,尾气经净化排空。该法制得的产物纯度高,粒度和组成均匀,过程简单连续,颇具工业潜力。

氧化锌介绍

制备途径 自然界的红锌矿中存在氧化锌,但纯度不高。工业生产中使用的氧化锌通常以燃烧锌或焙烧闪锌矿的方式取得。全球氧化锌的年产量在1000万吨左右,[1]有以下几种生产方法。间接法 间接法的原材料是经过冶炼得到的金属锌锭或锌渣。锌在石墨坩埚内于1000 °C的高温下转换为锌蒸汽,随后被鼓入的空气氧化生成氧化锌,并在冷却管后收集得氧化锌颗粒。间接法是于1844年由法国科学家勒克莱尔(LeClaire)推广的,因此又称为法国法。间接法生产氧化锌的工艺技术简单,成本受原料的影响较大。间接法生产的氧化锌颗粒直径在0.1-10微米左右,纯度在99.5%-99.7%之间。按总产量计算,间接法是生产氧化锌最主要的方法。间接法生产的氧化锌可用于橡胶、压敏电阻、油漆等产业。锌锭或锌渣的重金属含量直接影响产物的重金属杂质含量,重金属含量低的产品,还可用于家畜饲料、药品、医疗保健等产业。 直接法 直接法以各种含锌矿物或杂物为原料。氧化锌在与焦炭加热反应时,被还原成金属锌被蒸汽,同时再被空气中的氧气氧化为氧化锌,以除去大部分杂质。直接法获得的氧化锌颗粒粗,产品纯度在75%-95%之间,一般用于要求较低的橡胶、陶瓷行业。 湿化学法 湿化学法大体可分为两类:酸法与氨法。二者分别使用酸或碱与原料反应,而后制备碳酸锌或氢氧化锌沉淀。经过过滤、洗涤、烘干和800°C的煅烧后,最终得到粒径在1~100纳米的高纯度轻质氧化锌。酸法通常是将含锌原料与硫酸反应,得到含有重金属离子的非纯净的硫酸锌溶液。然后经过氧化除杂、还原除杂,以及多次沉淀,除去大量的铁、锰、铜、铅、镉、砷等离子,得到纯净的硫酸锌溶液。将此溶液与纯碱中和,得到固体的碱式碳酸锌。碱式碳酸锌经洗涤、烘干及煅烧,得到轻质氧化锌。酸法生产的产品质量较高。氨法通常是用氨水及碳铵与含锌原料反应,得到锌氨络合物,然后除杂,得到合格的锌氨络合溶液,然后经过蒸氨,使锌氨络合物转换为碱式碳酸锌。最后经烘干、煅烧而得到轻质氧化锌。氨法的成本相对较低。 水热合成法 水热合成法是指在密闭的反应器(高压釜)中,通过将反应体系水溶液加热至临界温度,从而产生高压环境并进行无机合成的一种生产方法。该方法获得的氧化锌晶粒半径小,且结晶完好。将水热法与模板技术相结合,则能获得不同形态、不同尺寸的纳米氧化锌粉体。该方法目前还仅停留在试验阶段,尚存在工艺设备复杂、成本较高的问题,但也被认为是一种很有产业化潜力的方法。 喷雾热分解法 喷雾热解法是将金属盐溶液以雾状喷入高温气氛中,通过溶剂的蒸发及随后的金属盐热分解,直接获得纳米氧化物粉体;或者是将溶液喷入高温气氛中干燥,然后经热处理形成粉体的生产方法。该法制备的纳米粉体纯度高,分散性好,粒径分布均匀,化学活性好,并且工艺操作简单,易于控制,设备造价低廉,是最具产业化潜力的纳米级别氧化锌粉体的制备方法之一。 编辑本段应用领域 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。主

实验7--沉淀法制备纳米氧化锌粉体

实验七沉淀法制备纳米氧化锌粉体 一、实验目的 1、了解沉淀法制备纳米粉体的实验原理。 2、掌握沉淀法制备纳米氧化锌的制备过程和化学反应原理。 3、了解反应条件对实验产物形貌的影响,并对实验产物会表征分析。 二、实验原理 氧化锌是一种重要的宽带隙(3.37 eV)半导体氧化物,常温下激发键能为60 meV。近年来,低维(0维、1维、2维)纳米材料由于具有新颖的性质已经引起了人们广泛的兴趣。氧化锌纳米材料已经应用在纳米发电机、紫外激光器、传感器和燃料电池等方面。通常的制备方法有蒸发法、液相法。我们在这里主要讨论沉淀法。 沉淀法是指包含一种或多种离子的可溶性盐溶液,当加入沉淀剂(如OH--,CO32-等)后,或在一定温度下使溶液发生水解,形成不溶性的氢氧化物、氧化物或盐类从溶液中析出,并将溶剂和溶液中原有的阴离子洗去,得到所需的化合物粉料。 均匀沉淀法是利用化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢均匀地释放出来。而加入的沉淀剂不是立即在溶液中发生沉淀反应,而是通过沉淀剂在加热的情况下缓慢水解,在溶液中均匀地反应。 纳米颗粒在液相中的形成和析出分为两个过程,一个是核的形成过程,称为成核过程;另一个是核的长大,称为生长过程。这两个过程的控制对于产物的晶相、尺寸和形貌是非常重要的。 制备氧化锌常用的原料是可溶性的锌盐,如硝酸锌Zn(NO3)2、氯化锌ZnCl2、醋酸

锌。常用的沉淀剂有氢氧化钠(NaOH )、氨水(NH 3. H 2O )、尿素(CO(NH 2)2)。一般情况下,锌盐在碱性条件下只能生产Zn(OH)2沉淀,不能得到氧化锌晶体,要得到氧化锌晶体通常需要进行煅烧高温。均匀沉淀法通常使用尿素作为沉淀剂,通过尿素分解反应在反应过程中产生NH 3 H 2O 与锌离子反应产生沉淀。反应如下: O H NH CO O H NH CO 23222223)(?+→+ (1) OH -的生成: -++→?OH NH O H NH 423 (2) CO 32-的生成: O H CO NH CO O H NH 223422322++→+?-+ (3) 形成前驱物碱式碳酸锌的反应: ()↓??→+++--+O H OH Zn ZnCO O H OH CO Zn 2232232243 (4) 热处理后得产物ZnO : ()O H CO ZnO O H OH Zn ZnCO 22223232+↑+→?? (5) 本实验通过Zn(NO 3)2和NaOH 之间反应得到的Zn(OH)42-进行热分解反应制备了氧化锌纳米晶体。用NaOH 作沉淀剂一步法直接制备纳米氧化锌的反应式如下: ↓→+-+22)(2OH Zn OH Zn (6) --→+2 42)(2)(OH Zn OH OH Zn (7) --++↓→OH O H ZnO OH Zn 2)(224 (8) 该实验方法过程简单,不需要后煅烧处理就可得到氧化锌晶体,而且可以通过调控Zn 2+/OH  ̄的摩尔比控制氧化锌纳米材料的形貌。 三、实验仪器与试剂

ZnO纳米粉体材料的制备

实 验 2 ZnO 纳米粉体材料的制备 (一)实验类型:综合性 (二)实验类别:设计性实验 (三)实验学时数:16 (四)实验目的 (1)掌握沉淀法制备纳米粉体的工作原理。 (2)了解X-射线粉末衍射仪鉴定物相的原理。 (五)实验原理 纳米ZnO 是一种新型高功能精细无机材料, 其粒径介于1~ 100 nm 之间,又称为超微细ZnO 。由于颗粒尺寸的细微化,使得纳米ZnO 产生了其本体块状材料所不具备的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应等,因而使得纳米ZnO 在磁、光、电、敏感等方面具有一些特殊的性能, 主要用来制造气体传感器、荧光体、紫外线遮蔽材料、变阻器、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等。合成纳米ZnO 的方法有多种,沉淀法工艺简单,成本低, 便于实现工业化生产。 合成纳米ZnO 的方法有多种,本实验采用化学沉淀法是在可溶性锌盐溶液中加入沉淀剂后,于一定条件下生成沉淀从溶液中析出,将阴离子洗去,经分离、干燥、热处理后,得到纳米氧化锌。该方法操作简单,对设备和技术要求不太苛刻,产品纯度高,不易引入杂质,成本低。 X-射线粉末衍射仪是分析材料晶体结构的重要工具。晶体的X射线衍射图象实质上是晶体微观结构形象的一种精细复杂的变换。由于每一种结晶物质,都有其特定的结构参数,包括点阵类型、晶胞大小、单胞中原子(离子或分子)数目及位置等,而晶体物质的这些特定参数,反映在衍射图上机表现出衍射线条的数目、位置及相对强度各不相同。因此,每种晶态物质与其X射线衍射图之间有着一一对应的关系。任何一种晶态物质都有自己独立的X射线衍射图,不会因为他种物质混聚在一起而产生变化。这就是X射线衍射物相定性分析的方法的依据。 根据粉体X-射线衍射图得到的相关数据,利用谢乐公式(如下),可以计算纳米粒子的晶粒尺寸。 0.89cos D λ βθ= (λ为X 射线的波长,β为最强峰的半峰宽,θ 为衍射角) (六)实验内容 1. 制备 以Zn(NO 3)2·6H 2O 与NH 4HCO 3为原料,聚乙二醇(PEG 600)为模板剂,采用直接沉淀法将制得的沉淀,洗涤后经煅烧制备纳米ZnO 。 2. 称量、计算产率 3. X-射线物相测定:计算晶粒尺寸 (七)实验要求 1、设计实验方案: (1)设计不同煅烧温度及时间 (2)设计不同原料比及模板剂 设计实验方案要求:方案必须切合实际,具有可操作性;尽量选择原料易得,反应条件温和,催化剂价廉,后处理方便,收率高及环境友好的方案。

纳米ZnO的制备及表征

化学化工学院材料化学专业实验报告实验实验名称:纳米ZnO的制备及表征. 年级:2015级材料化学日期:2017/09/20 姓名:汪钰博学号:222015316210016同组人:向泽灵 一、预习部分 1.1氧化锌的结构 氧化锌(ZnO)晶体是纤锌矿结构,属六方晶系,为极性晶体。氧化锌晶体结构中,Zn原子按六方紧密堆积排列,每个Zn原子周围有4个氧原子,构成Zn-O4配位四面体结构,四面体的面与正极面C(00001)平行,四面体的顶角正对向负极面(0001),晶格常数a=342pm, c=519pm,密度为5.6g/cm3,熔点为2070K,室温下的禁带宽度为3.37eV. 如图1-1、图1-2所示: 图1-1 ZnO晶体结构在C (00001)面的投影 图1-2 ZnO纤锌矿晶格图

2 氧化锌的性能和应用 纳米氧化锌(ZnO)粒径介于1- 100nm 之间, 由于粒子尺寸小, 比表面积大, 因而, 纳米ZnO 表现出许多特殊的性质如无毒、非迁移性、荧光性、压电性、能吸收和散射紫外线能力等, 利用其在光、电、磁、敏感等方面的奇妙性能可制造气体传感器、荧光体、变阻器、紫外线遮蔽材料、杀菌、图象记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等。同时氧化锌材料还被广泛地应用于化工、信息、纺织、医药行业。纳米氧化锌的制备是所有研究的基础。合成纳米氧化锌的方法很多, 一般可分为固相法、气相法和液相法。本实验采用共沉淀和成核/生长隔离技术制备纳米氧化锌粉。 3 氧化锌纳米材料的制备原理 不同方法制备的ZnO晶形不同,如: 3.1共沉淀和成核/生长隔离法 借助沉淀剂使目标离子从溶液中定量析出是材料制备领域液相法的重要技术。常规共沉淀制备是将盐溶液与碱溶液直接混合并通过搅拌的方式实现,由于混合不充分,反应界面小、存在浓度梯度、反应速度和扩散速度慢,先沉淀的粒子上形成新沉淀粒子,新旧粒子的同时存在,导致粒子尺寸分布极不均匀。使合成材料的粒子尺寸和均分散性能受到很大影响,其

纳米氧化锌制备方法研究现状

纳米氧化锌制备方法研究现状* 唐志阳 (无锡工艺职业技术学院 江苏宜兴 214206) 摘 要 简述了纳米氧化锌的特性及其应用领域,详细介绍了固相法、液相法和气相法制备纳米氧化锌的原理和特点,并对常用的各种制备方法的工艺过程和优缺点进行了系统的阐述,指出了多种方法综合利用是纳米氧化锌制备的重要研究方向。 关键词 纳米氧化锌 制备方法 液相法 综合法 中图分类号:TQ174 文献标识码:B 文章编号:1002-2872(2016)06-0022-04  前言 纳米氧化锌是指粒径介于1~100nm的氧化锌微粒,其粒子尺寸小,比表面积大,因而具有量子尺寸效应、体积效应、表面效应和宏观隧道效应[1]等纳米粒子所特有的性能,在许多领域得到了广泛的应用。纳米氧化锌可用于气体传感器、紫外线屏蔽、防晒抗菌化妆品、荧光体、抗菌除臭、纺织、图像记录材料、橡胶工业、陶瓷、压电材料、涂料工业、玻璃、高效催化剂、吸波材料、电磁学、压敏电阻、医药等多个领域[1~2],因此纳米氧化锌的制备方法是国内外科技工作者研究的热点之一。 目前制备纳米氧化锌的方法较多,其分类也不相同,如按制备工艺过程可以分为:一步法和二步法;按学科可分为物理法、化学法和化学物理法[3];根据物料状态可将纳米氧化锌的制备方法分为固相法、液相法和气相法3类[4]。笔者根据第3种分类法对纳米氧化锌的制备方法作了阐述。 *作者简介:唐志阳(1967-),本科,副教授、高级工程师;主要从事应用化学教学及无机材料的研究。DOI:10.19397/https://www.wendangku.net/doc/f71459356.html,ki.ceramics.2016.06.004

1 固相法 固相法是利用固相反应制备纳米氧化锌的一种化学反应法。该方法是将两种原料分别研磨后混合,然后再充分研磨得到前驱物,将前驱物加热分解即得到纳米氧化锌粉体[4]。固相法分为室温固相反应法和高温固相反应法两种。其中室温固相反应法是20世纪80年代末发展起来的一种新方法,目前用固相法制备纳米氧化锌时主要采用该方法[2]。与高温固相反应法相比,室温固相反应法的优点是可在室温附近进行反应便于操作和控制,工艺简单,成本低廉,反应条件易掌握,无需溶剂,节省能源,污染少,产率高,选择性高,不会出现微粒团聚现象。 采用固相法制备的纳米氧化锌,其晶粒尺寸受两种原料混合的均匀程度以及前驱物煅烧温度等的影响,因此固相反应时要将原料充分混合均匀,同时控制好前驱物的煅烧温度。该方法的缺点是反应过程中可能会出现液化现象,且反应常常不能完全进行。张永康等[5]以ZnSO4·7H2O和Na2CO3为原料,采用室温固相反应法得到前驱体碳酸锌,在200℃热分解,再经纯化后得到粒径为6.0~12.7nm的纳米氧化锌粉体。徐航等[6]以Na2C2O4和ZnSO4·7H2O为原料,采用室温固相反应法制得前躯体草酸锌,在450℃热分解,得到平均粒径为30nm的氧化锌纳米粉体。章金兵等[7]以Zn(NO3)2·6H2O和Na2C2O4为原料,利用室温固相反应法制得前驱体ZnC2O4·2H2O,在400℃热分解,得到粒度分布均匀、平均粒径约为14nm的纳米氧化锌粉体。 2 液相法 液相法是实验室和工业上应用最为广泛的制备超细粉体的方法。它是用一种或几种可溶性金属盐类,按照待制备的材料组成计量配成溶液,再选用一种合适的沉淀剂,用水解、升华、蒸发等方法,使金属离子均匀沉淀或结晶出来,然后将沉淀物加热分解,或将结晶物先加热脱水后再加热分解,即可得到所需超细粉体[8]。该方法的优点有: 1)工业化成本较低; 2)纳米粉体表面活性好; 3)可以精确控制化学组成; 4)粉体颗粒粒度和形状易于控制[9]。 制备纳米氧化锌的液相法主要有:均匀沉淀法、直接沉淀法、水热合成法、溶胶-凝胶法、喷雾热分解法、超声波合成法等。 2.1 均匀沉淀法 均匀沉淀法常用的沉淀剂有尿素和六次甲基四胺。其是利用某种化学反应使溶液中的构晶离子均匀而缓慢地释放出来,加入的沉淀剂不是马上与被沉淀组分反应,而是通过化学反应在整个溶液中均匀释放出来,生成的沉淀物在溶液中缓慢析出,经煅烧后即得到纳米氧化锌粉[2]。成核和生长是纳米粉体制备过程中的两个关键步骤,成核与晶核生长速度决定了纳米粒子的大小,而它们又受反应温度和时间、溶液浓度和配比等因素的影响,因此要控制好反应温度和时间、溶液浓度和配比等[10]。均匀沉淀法的反应过程如下[2]:1)以尿素为沉淀剂: CO(NH2)2+3H2→ O CO2+2NH3·H2OZn2++2NH3·H2→ O Zn(OH)2+2NH4+ Zn(OH)→ 2ZnO+H2O (煅烧温度为400~700℃)2)以六次甲基四胺为沉淀剂: (CH 2 ) 6N4+10H2→ O 6HCHO+4NH3·H2OZn2++2NH3·H2→ O Zn(OH)2+2NH4+ Zn(OH)→ 2ZnO+H2O (煅烧温度为400~700℃)均匀沉淀法能避免杂质的共沉淀,以及由外部直接向溶液中加入沉淀剂而造成的局部不均匀现象。可获得粒径分布均匀、化学组成和分子形貌均一、分散性好的纳米氧化锌。该方法反应条件温和,易于控制,生成的沉淀物容易洗涤,工业化前景好,但会出现后沉淀和混晶共沉淀现象。因为Zn(OH)2具有两性,反应过程中必须将pH值控制在狭小的范围内。 2.2 直接沉淀法 直接沉淀法是制备纳米氧化锌粉体的一种主要方法。其原理是在锌的可溶性盐溶液中加入沉淀剂,在合适的条件下制得含锌的沉淀物,然后将沉淀物过滤、洗涤、干燥后再进行热分解,即可得到纳米氧化锌粉体。常用的锌的可溶性盐溶液有ZnCl2、ZnSO4、Zn (NO 3 ) 2 等;常用的沉淀剂有草酸、氨水、碳酸氯铵、碳酸铵、碳酸钠、草酸铵、氢氧化钠等。不同的沉淀剂生

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