1、液相法制備納米氧化鋅研究進(jìn)展,關(guān)于,的報(bào)告,報(bào) 告 內(nèi) 容,納米氧化鋅簡(jiǎn)介,制備方法,液相法制備納米氧化鋅,總結(jié)及結(jié)語,納米氧化鋅簡(jiǎn)介,制備方法,液相法制備納米氧化鋅,總結(jié)及結(jié)語,總結(jié)及結(jié)語,納米氧化鋅簡(jiǎn)介,顆粒尺寸比較小，材料的比表面積明顯增大，使其分體具有非常高的化學(xué)活性。,特性：表面與界面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等1。,應(yīng)用：紫外線屏蔽、抗菌除臭、橡膠工業(yè)、光催化材料、氣敏、壓電材料、吸波材料等方面2。,1 祖庸, 雷閆盈, 王訓(xùn), 等. 化工新型材料,1999(4):14-16. 2 張留成, 蔡克峰. 材料導(dǎo)報(bào),2006,20:13-15.,制備納米氧化鋅方法

2、分類,物理法,化學(xué)法,液相法,固相法,氣相法,固相法是通過粉碎研磨使反應(yīng)物相混合擴(kuò)散從而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最后將反應(yīng)產(chǎn)物煅燒便得到了納米氧化鋅。,優(yōu)點(diǎn)：無溶劑、污染小、節(jié)約能源、合成工藝簡(jiǎn)單,不足：無法在納米氧化鋅的制備過程當(dāng)中對(duì)其顆粒微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行物理或化學(xué)方法上的有效干預(yù),氣相法是使物料在氣態(tài)下發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)，最后通過冷卻使產(chǎn)物凝聚形成納米氧化鋅。,優(yōu)點(diǎn)：易得到超細(xì)的納米氧化鋅粉體,不足：工藝技術(shù)復(fù)雜，成本高，一次性投資較大,液相法對(duì)于以上兩種方法來說原料比較容易獲得，化學(xué)組分能準(zhǔn)確控制，設(shè)備簡(jiǎn)單，對(duì)反應(yīng)物要求較低等，自然而然地成為了工業(yè)生產(chǎn)納米氧化鋅的首選生產(chǎn)工藝3。,3 張榮良, 史愛波

3、, 金云學(xué). 無機(jī)鹽工業(yè),2011,43(10):1-4.,液相法,直接沉淀法,均勻沉淀法,超聲輻射沉淀法,超重力法,微乳液法,溶膠-凝膠法,高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法,乳化-超聲法,直接沉淀法,在包含一種或多種離子的可溶性鹽溶液中加入沉淀劑，與一定條件下生成沉淀，沉淀經(jīng)熱分解得到納米氧化鋅4。,沉淀劑：氨水、碳酸銨、草酸銨,優(yōu)點(diǎn)：操作較為簡(jiǎn)單易行，對(duì)設(shè)備要求不高，成本較低，鋅的沉淀率和產(chǎn)品純度都相對(duì)較高.,缺點(diǎn)：產(chǎn)物粒度分布較寬，分散性差，洗滌原溶液中得雜質(zhì)離子較困難.,4 趙燕禹, 陳洪潮, 商連弟, 等. 無機(jī)鹽工業(yè),2005,37(6):38-39.,均勻沉淀法,利用沉淀劑的緩慢分解，與溶液中的

4、構(gòu)金離子結(jié)合，從而使沉淀緩慢均勻的生成。,優(yōu)點(diǎn)：原料成本低、催化材料易于合成、操作簡(jiǎn)便、對(duì)設(shè)備要求低、無能耗、環(huán)保,超聲輻射沉淀法,和普通沉淀法制備過程相同，分為兩步：Zn2+C2O4 ZnC2O4 ZnO，僅在于沉淀過程是否施加超聲輻射。,超聲空化作用5,高溫高壓,提供晶核形成所需能量,在固體顆粒表面產(chǎn)生微小氣泡,抑制微小顆粒的凝結(jié)和長大,粉碎沉淀,5 覃兆海, 陳馥衡, 謝毓元. 化學(xué)進(jìn)展,1998,10(1):63-73.,高壓沖擊波和微射流,顆粒均勻、粒徑減小的前驅(qū)體,優(yōu)點(diǎn)：所需儀器簡(jiǎn)單、操作方便、所需反應(yīng)溫度低，所得產(chǎn)物純度高等，有效克服了傳統(tǒng)沉淀法存在易團(tuán)聚的缺點(diǎn)，具有較好的工業(yè)應(yīng)

5、用前景。,王文亮等實(shí)驗(yàn)流程6,草酸鈉溶液,加料,26-30Hz超聲輻射,反應(yīng)完全,繼續(xù)超聲35min,水洗,醇洗,過濾,真空干燥,前驅(qū)體,煅燒1.5h,納米氧化鋅,尺寸小、粒度分布均勻、分散性好、具有六方晶系結(jié)構(gòu)、球形,正加法,6 王文亮, 李東升, 侯向陽, 等. 化學(xué)研究與應(yīng)用,2001,13(2):157-159.,超重力法,超重力法7利用旋轉(zhuǎn)填料床高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的遠(yuǎn)大于重力加速度的離心加速度，使時(shí)間傳質(zhì)和微觀混合得到極大強(qiáng)化，為晶核的均勻快速形成提供了良好的環(huán)境。,優(yōu)點(diǎn)：具有傳統(tǒng)直接沉淀法的優(yōu)點(diǎn)，一定程度上克服了傳統(tǒng)直接沉淀法中微觀混合不均、前驅(qū)體粒子不夠細(xì)化、粒度分布不均等缺點(diǎn)。,7

6、劉建偉, 劉有智, 張艷輝, 等. 化學(xué)工程師,2001,86(5):22-23.,均勻、細(xì)微,劉建偉7等實(shí)驗(yàn)。,氨氣+硝酸鋅,納米粒子前驅(qū)體,納米粒子,細(xì)小、均勻,影響因素：超重機(jī)轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速越高，產(chǎn)品粒徑越小,超重機(jī)中 逆流接觸,過濾,清洗,干燥,焙燒,5. 微乳液法,微乳液由表面活性劑、助表面活性劑、溶劑和水組成8。在此體系中，兩種互不相溶的連續(xù)介質(zhì)被表面活性劑雙親分子分割成微小空間形成微型反應(yīng)器，其大小可控制在納米及范圍，反應(yīng)物在體系中反應(yīng)生成固相粒子。,8 徐羽翰, 張東. 無機(jī)鹽工業(yè),2009,41(6):7-9.,煤油+正丁醇,磁力攪拌,EDTA完全溶解,乙酸鋅水溶液,攪拌,微乳液

7、A,氨水,攪拌,微乳液B,微乳液A+B,常溫磁力攪拌,白色乳光體,攪拌30min,產(chǎn)物,離心分離,洗滌,Zn(OH)2,80下恒溫干燥2h,馬弗爐，400，焙燒2h,納米ZnO粒子,EDTA,周富榮等實(shí)驗(yàn)流程9,9 周富榮, 郭曉潔, 匡亞琴. 應(yīng)用化工,2005,34(11):690-691,694.,影響因素：表面活性劑濃度和反應(yīng)物濃度。適當(dāng)增加表面活性劑濃度或減小反應(yīng)物濃度有利于生成粒徑小的ZnO納米粒子。,優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單、粒徑可控、生成的粒子呈球形六方晶體均勻分散開、尺寸比較均勻、純度較高。采用此法制備得納米氧化鋅具有普通氧化鋅所無法比擬的光、電、磁等性能。,6. 溶膠-凝膠法,將鋅鹽

8、分散在溶劑中，經(jīng)水解生成活性單體?；钚詥误w聚合，成為溶膠，進(jìn)而生成具有一定空間結(jié)構(gòu)的凝膠。最后經(jīng)過干燥，煅燒制備出納米氧化鋅粒子3。,優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、污染小、生產(chǎn)周期短、烘干后的球形凝膠顆粒自身燒結(jié)溫度低、可以控制產(chǎn)品空隙等。可以制備高純或超純氧化物。,不足：成本較高，實(shí)驗(yàn)過程中有機(jī)溶劑對(duì)人體有一定危害等,邱發(fā)貴等實(shí)驗(yàn)10：,0.55硝酸鋅+1檸檬酸,6070,磁力攪拌器 不停攪拌,溶膠,80,攪拌,凝膠,箱式電阻爐中,350加熱,燃燒反應(yīng),蓬松前驅(qū)體粉末,大量煙霧,10 邱發(fā)貴, 汪思邈, 王洪峰, 等. 產(chǎn)業(yè)紡織品,2009,4:42-44.,7. 高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法,該法采用無機(jī)

9、鹽水溶液為原料，利用丙烯酰胺自由基聚合反應(yīng)以及N,N-亞甲基雙丙酰胺（MABM）兩個(gè)活性雙鍵的交聯(lián)反應(yīng)，將高分子鏈連接起來構(gòu)成三維網(wǎng)絡(luò)從而獲得凝膠。,優(yōu)點(diǎn)：對(duì)原料要求簡(jiǎn)單，避免使用昂貴的金屬純鹽，工藝簡(jiǎn)單，可重復(fù)性好，合成速度快，適用范圍廣，產(chǎn)物純度高，粉體分散性好11。,11 宋英, 牛麗丹, 盧艷, 等. 稀有金屬材料與工程,2010,1(39):281-284.,8. 乳化-超聲法,此法是結(jié)合乳化法和超聲輻射兩種方法，利用前者的非離子型表面活性劑具有良好的乳化作用和后者中超聲輻射強(qiáng)的空化作用和粉碎、分散作用制備得到納米氧化鋅。,葉峻等實(shí)驗(yàn)12：,ZnSO4-7H2O+NH4HCO3,Zn

10、CO3,超聲波處理1h,洗滌,抽濾,干燥,前驅(qū)物,煅燒,納米ZnO,粒徑分布均勻、分散性能良好，球形，具有六方晶系鉛鋅礦結(jié)構(gòu),12 葉峻. 四川師范大學(xué)報(bào),2009,32(5):654-657.,9. 其他方法,水熱合成法,溶劑熱合成法,氧化熱爆分解法,沉淀-分散法,沉淀轉(zhuǎn)化法,總結(jié),液相法制備納米氧化鋅,優(yōu)點(diǎn)：,原料易得、操做簡(jiǎn)單、能很好控制所合成的顆粒形狀、分布、粒度、性能，有效控制了顆粒的團(tuán)聚。,不足13：,對(duì)設(shè)備、反應(yīng)條件苛刻、產(chǎn)率低、耗能大、產(chǎn)品性能測(cè)試與表征不夠準(zhǔn)確,具有工業(yè)生產(chǎn)前景,大部分合成技術(shù)還停留在理論和實(shí)驗(yàn)室階段,13 呂瑋, 謝珍珍, 林愛琴, 等. 福建師范大學(xué)福清分校學(xué)報(bào),2009,2:1-6.,納米氧化鋅是一種具有特異性能，用途廣泛的超細(xì)材料，包括納米氧化鋅在內(nèi)的超細(xì)材料是21世紀(jì)的新