纳米氧化锌的吸附性能及其应用研究
纳米氧化锌的制备、表征和光催化性能分析
液) 的紫外 一 见吸 收光谱 图 , 5为纳 米 Z ( 存 在 下经 太 阳 可 图 n) 光2 h光 催化 降解 后 的甲基橙 溶液 紫外一 可见 吸收 光谱 图 。
2 4 光 致发 光 ( L) . P 光谱
为 了探 讨 纳米 Z O粒 子光 催化 的动 , n 分别 测量 了纳 米 氧化 锌 ( 、 N) 商品 Z (( 的激 发 光 谱 。图 6是 N 的 光敛 发 n )c) 光 ( I 谱 , 中 3个 主峰分 别 是 紫色 发光 峰 ( 9 . 6 m) 较 P ) 图 33 5n 、 强 的蓝 色可 见发光 峰 ( 4 . 5 m, 4 5 5 n 该主 峰 有一 个伴 峰 ) 一 个 、 次 强的绿 色 发光峰 ( 6 . 4 m, 主 峰两侧 有多 个伴 峰 ) 4 75 n 该 。前 两个 峰 属于带 边 自由激 子发 光 , 一个 峰 可能 为 束缚 激 子 发 第 -
W ANG il n Ju i g a
( Re l g f n h n Unv r i Ii nCol eo e Ya s a iest y,Qih a g a 6 0 4 n u n d o0 6 0 )
Ab ta t sr c Na o Z O y t e ie y t em e h d o n f r p e i i t n i i h p fs h r F smi ro e , n n s n h s d b h t o fu i m r c p t i s n s a e o p e e O i l n s z o a o a
关 键 词 纳米材料 氧化锌 制备技术 光催化剂 催化特性 中 图分 类号 : 4 . 063 3 文献标识码 : A
Pr pa a i n a e r to nd Cha a t r z t0 f Na o ZnO nd I s Ana y i r c e ia i n o n a t lss o o o c t l tc Pr pe te fPh t ’ a a y i o r i s
纳米氧化锌和二氧化硅对海水中磷酸根的吸附
纳米氧化锌和二氧化硅对海水中磷酸根的吸附纳米材料由于其较小的粒径,较大的表面积和表面结合能力,较常规材料有更强的吸附能力。
随着工业生产的发展和人类生活的应用,纳米材料已越来越多地进入到天然水体中。
文章选择海水中磷酸根为实验对象,探讨纳米氧化锌和二氧化硅的吸附行为及其影响因素,希望能够对纳米物质的地球化学循环研究提供一定的参考。
结果表明,粒径为30nm的氧化锌在pH=7.85的条件下,对海水中初始浓度为0.06mg/L的磷酸根的吸附容量为0.52mg/g,而纳米二氧化硅在该条件下不能吸附磷酸根。
纳米氧化锌对海水中磷酸根的吸附符合一级反应速率方程,吸附速率常数为0.017min-1。
酸性条件有利于纳米氧化锌对磷酸根的吸附,其平衡吸附容量在一定范围内随磷酸根的初始浓度增大而增大,初始浓度高于0.121mg/L后,吸附容量不再变化;平衡吸附率随初始浓度增大而减小。
粒径为30nm的氧化锌对海水中磷酸根的平衡吸附容量是90nm的氧化锌的1.3倍,平衡吸附率为其1.4倍,表明小粒径的纳米颗粒吸附离子能力强于大粒径纳米颗粒。
标签:纳米氧化锌;纳米二氧化硅;海水;磷酸根;吸附1 概述表面效应是纳米材料的重要特性之一,因其粒径较小,故表面原子数、表面积、表面能以及表面结合能都较大,因而具有比常规材料更强的吸附能力[1]。
随着工业生产的发展和人类生活的应用,纳米材料越来越多地进入到天然水体中。
本文拟选择海水中富营养化的关键元素——磷做为吸附实验的对象,选择浮游植物可以直接利用的PO43-为被吸附的离子,探讨纳米氧化锌和二氧化硅的吸附行为及其影响因素,希望能够对纳米物质的地球化学循环研究提供一定的参考。
2 实验材料与方法2.1 实验材料实验所用纳米二氧化硅和氧化锌购自杭州万景新材料有限公司。
根据近岸海水纳米物质的含量[2]设定实验浓度为40mg/L。
实验所用海水取自福建连江(盐度=28.3,pH=7.85)。
为排除悬浮颗粒物和浮游生物的影响,所用海水均经0.45μm混合纤维滤膜过滤。
纳米氧化锌介绍与应用
纳米氧化锌介绍与应用纳米氧化锌(ZnO)粒径介于1-100 nm之间,是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品,表现出许多特殊的性质,如非迁移性、荧光性、压电性、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、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。
概述中文名:纳米氧化锌英文名:Zinc oxide,nanometer 别名:纳米锌白;Zinc White nanometer CAS RN.:1314-13-2 分子式:ZnO 分子量:81.37形态纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料,其颗粒大小约在1~100纳米。
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。
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,使其在陶瓷、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。
由于纳米氧化锌一系列的优异性和十分诱人的应用前景,因此研发纳米氧化锌已成为许多科技人员关注的焦点。
纳米氧化锌金属氧化物粉末如氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝及氧化镁等,将这些粉末制成纳米级时,由于微粒之尺寸与光波相当或更小时,由于尺寸效应导致使导带及价带的间隔增加,故光吸收显著增强。
各种粉末对光线的遮蔽及反射效率有不同的差异。
以氧化锌及二氧化钛比较时,波长小于350纳米(UVB)时,两者遮蔽效率相近,但是在350~400nm(UVA)时,氧化锌的遮蔽效率明显高于二氧化钛。
同时氧化锌(n=1.9)的折射率小于二氧化钛(n=2.6),对光的漫反射率较低,使得纤维透明度较高且利于纺织品染整。
纳米氧化锌还可用来制造远红外线反射纤维的材料,俗称远红外陶瓷粉。
纳米氧化锌及其应用
其它领域
随着人们对纳米氧化锌性能认识的深 纳米氧化锌的应用领域在不断扩大。 化,纳米氧化锌的应用领域在不断扩大。 • 纳米氧化锌在传感器、电容器、 纳米氧化锌在传感器、电容器、荧光 材料、 材料、导电材料等诸多领域也展示出越来 越广阔的应用前景。 越广阔的应用前景。 •
㈣ 防晒化妆品
• 大多数的传统防晒剂能对UV-B(波长 波长280大多数的传统防晒剂能对 波长 320nm)起作用,但并不能有效抵挡波长更长的 起作用, 起作用 UV-A(波长 波长320-400nm)紫外线,而UV-A越来越 紫外线, 波长 紫外线 越来越 被认为与皮肤过早衰老以及皮肤癌有关。 被认为与皮肤过早衰老以及皮肤癌有关。 • 研究发现, 研究发现,纳米氧化锌对紫外线的防护功能 比传统的纳米二氧化钛要强,对紫外线UV-A和 比传统的纳米二氧化钛要强,对紫外线 和 UV-B均具有良好的防护效果,因此纳米氧化锌在 均具有良好的防护效果, 均具有良好的防护效果 化妆品领域的应用迅速发展。 化妆品领域的应用迅速发展。
我国表面活性剂
㈦ 用于抗静电复合材料
• 传统抗静电添加剂主要为炭黑、金属粉和表面活性剂。 传统抗静电添加剂主要为炭黑、金属粉和表面活性剂。 炭黑作静电添加剂只能得到黑色产品, 炭黑作静电添加剂只能得到黑色产品,用量大时还会破坏 材料的某些力学性能。金属抗静电添加剂一般用量较大, 材料的某些力学性能。金属抗静电添加剂一般用量较大, 约占复合材料质量的40%,并且加工过程中易被氧化,不 约占复合材料质量的 ,并且加工过程中易被氧化, 易氧化的金、 铜等又较贵重。 易氧化的金、银、铜等又较贵重。表面活性剂抗静电添加 剂要求环境的湿度较高且不耐久。 剂要求环境的湿度较高且不耐久。而纳米氧化锌则具有较 好的抗静电效果。 好的抗静电效果。纳米氧化锌晶须添加剂外观为白色疏松 状物质,微观结构则为立体四针状单晶体, 状物质,微观结构则为立体四针状单晶体,任意两个针间 夹角均约为109度,其优点是四针状立体结构易形成有效 夹角均约为 度 三维网状导电通道, 三维网状导电通道,通过晶须尖端放电和隧道效应达到抗 静电的目的,并且用量少;纳米氧化锌稳定, 静电的目的,并且用量少;纳米氧化锌稳定,1720℃直 ℃ 接升华,不易与其他材料发生化学反应,抗静电耐久性好。 接升华,不易与其他材料发生化学反应,抗静电耐久性好。 另外,纳米氧化锌晶须为白色, 另外,纳米氧化锌晶须为白色,能满足各种复合材料的色 彩要求。 彩要求。
浅析纳米氧化锌的制备及应用现状
质中,与基料没有结合力,易造成界面 缺陷,导致材料的性能下降。
故表面改性在纳米氧化锌的应用过 程中起着至关重要的作用。表面改性是
指采用物理、化学、机械等方法,来处 理纳米颗粒表面有目的地改变纳米颗粒 表面的物理化学性质,以满足其不同应 用领域的需求。[1]
2. 纳米氧化锌的制备方法概述
制备纳米氧化锌主要有三种方法: 纳米微粒。
有效的方法。
直接沉淀法所得到的产品粒径分
优点:对环境和人的毒害很小;反
布比较窄、分散性也很好,所以工业 应先驱体易得,成本低,制品晶粒结
化被大为看好。
晶完好、无团聚、分散性好。[1]
优点:设备要求低、工艺主要是通过制备两种微
缺点:后处理时,除去沉淀剂阴离 乳液:含盐离子乳液和含沉淀剂乳液,
在不同的条件下,氧化锌晶体呈现 出三种类型:纤锌矿结构、岩盐型结构 和闪锌矿结构。在常温常压条件下,六 方纤锌矿结构形式的氧化锌晶体的热力 学最为稳定,故研究该结构对于调控该 晶体生长具有重要意义。
纤锌矿结构的氧化锌晶体模型示意图
中国粉体工业 2018 No.5 11
纳米氧化锌的高表面能,使其处于 热力学非稳定状态,极易聚集成团,从 而会影响颗粒的应用效果;表面亲水疏 油,呈强极性,难于均匀分散在有机介
1. 纳米氧化锌概述
纳米氧化锌作为一种新型多功能无 机材料,粒子尺寸介于 1 ~ 100nm,由 于其比表面积大,表面活性较大,故呈 现出表面效应、体积效应、量子隧道效 应等特性。纳米氧化锌热稳定性和化学 稳定性较好,具有无毒、非迁移性、低
介质常数、高透光率、光催化性能、荧 光性、压电性、吸收和散射紫外线的能 力等特点,使其作为半导体、压电材料、 催化材料、紫外屏蔽等材料,在陶瓷、 纺织、化妆品、电子、建材、环境等行 业中得到广泛的应用与研究。[1]
过氧化锌改性的纳米纤维材料在催化反应及吸附中的应用
过氧化锌改性的纳米纤维材料在催化反应及吸附中的应用近年来,随着纳米技术的快速发展,过氧化锌改性的纳米纤维材料在催化反应及吸附领域引起了广泛的关注。
这种材料具有较大的比表面积和良好的化学稳定性,为催化反应和吸附过程提供了独特的性能和优势。
本文将重点探讨过氧化锌改性的纳米纤维材料在催化反应和吸附中的应用及其相关机制。
首先,过氧化锌改性的纳米纤维材料在催化反应中展现出卓越的催化活性和选择性。
由于其高度活性的表面氧空位和丰富的催化活性位点,这种材料能够促进多种催化反应,如酸碱催化、氧化还原催化等。
例如,在液相催化氧化反应中,过氧化锌改性的纳米纤维材料可作为有效的催化剂,催化苯胺、苯酚等有机物的选择性氧化。
同时,这种材料还可以用于催化加氢反应、催化脱硝反应、催化裂化等工业催化过程中,具有良好的催化活性和稳定性。
此外,过氧化锌改性的纳米纤维材料还具有优异的吸附性能,可用于环境污染物的去除和废水处理。
该材料通过其多孔结构和大比表面积,能够有效吸附和去除水中的重金属离子、有机物污染物和微生物等。
例如,它可以用于废水中有机染料的吸附去除,具有高吸附容量和快速吸附速率;同时,它还可以用于水中重金属离子的吸附,如铅、镉、铬等。
这种吸附性能可通过表面活性剂和改性方法进一步优化,提高材料的吸附能力和循环利用率。
过氧化锌改性的纳米纤维材料在催化反应和吸附过程中的应用机制值得研究和探索。
在催化反应中,它的催化性能可以归因于过氧化锌颗粒与纳米纤维之间的协同作用。
纳米纤维材料提供了大量的催化活性位点,并提供了高度活性的表面氧空位,有利于催化反应的进行。
过氧化锌颗粒通过与纳米纤维的界面作用,形成了高度分散的催化活性位点,促进了反应物分子的吸附和反应的进行。
此外,纳米纤维材料的孔隙结构也提供了良好的反应物扩散通道,有利于反应物分子的传递和反应的进行。
在吸附过程中,过氧化锌改性的纳米纤维材料的吸附性能可以通过多种因素来调控。
首先,纳米纤维材料的比表面积和孔隙结构决定了其吸附容量和速率。
纳米氧化锌综述
纳米氧化锌综述氧化锌(Zn0)晶体是纤锌矿结构.属六方晶系,为极性晶体。
Zn0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--0配位四面体结构。
纳米氧化锌(Zn0)的性能和应用纳米氧化锌(Zn0)是一种白色粉末,是面向2l世纪的新型高功能精细无机产品,其粒径介于1~100nm。
由于颗粒尺寸的细微化,比表面积急剧增加,使得纳米氧化锌产生了其本体块状物料所不具有的表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等,因而纳米氧化锌在磁、光、电、热、敏感等方面有一般氧化锌产品无法比拟的特殊性能。
1)制抗菌除臭、消炎、抗紫外线产品纳米氧化锌无毒、无味,对皮肤无刺激性,是皮肤的外用药物,能起消炎、防皱和保护等功效。
此外纳米氧化锌吸收紫外线的能力很强,对UVA(长波320~400nm)和UVB(中波280~320nm)均有良好的屏蔽作用。
可用于化妆品的防晒;也可以用于生产防臭、抗菌。
抗紫外线的纤维。
纳米氧化锌在阳光,尤其在紫外线照射下,在水和空气中,能分解出自有的带负电的电子,并同时留下带正电的空穴。
这种空血可以激活空气中的氧,使其变为活性氧,具有极强的化学活性,能与大多数有机物发生氧化反应,包括细菌体内的有机物,因而能杀死大多数的病毒。
纳米氧化锌的定量杀菌试验表明:在5min内,氧化锌的质量分数为1%试时,金黄色葡萄球菌的杀菌率为98.86%,大肠杆菌的杀菌率为99.93%。
2)用于氧化剂和光催化剂纳米氧化锌由于尺寸小、比表面积大、表面的键态与颗粒内部不同、表面原子配位不全等,导致表面的活性位臵增多,形成了凹凸不平的院原子台阶,增加了反应接触面。
因而纳米氧化锌的催化活性和选择性远远大于传统催化剂。
3)制备气体传感器及压电材料与SnO2、Fe2O3一起被称为气敏三大基体材料4)用于橡胶工业和涂料工业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性质,因而,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,改善了材料工艺性能和物理性能。
纳米氧化锌催化剂
纳米氧化锌催化剂
纳米氧化锌(ZnO)催化剂是一种具有广泛应用前景的半导体催化剂。
由于其独特的物理
和化学性质,纳米氧化锌在许多领域表现出优异的催化性能。
以下是一些关于纳米氧化锌催化剂的主要特点和应用:
1. 光催化性能:纳米氧化锌具有较高的光催化活性,可在光照条件下降解有机污染物、抗菌和防腐蚀。
在环境治理领域,纳米氧化锌光催化剂可用于处理水体中的有害物质,如降解水中的重金属离子、去除染料和有机污染物等。
2. 电催化性能:纳米氧化锌具有优异的电催化性能,可用于氧还原反应(ORR)和氧
析出反应(OER)。
在能源领域,纳米氧化锌可作为催化剂应用于燃料电池、电解水制氢
和锂离子电池等。
3. 催化剂载体:纳米氧化锌具有较大的比表面积和良好的分散性,可作为催化剂载体,提高催化剂的活性和稳定性。
例如,在固相催化剂中,纳米氧化锌可作为载体提高金属催化剂的催化性能。
4. 抗菌性能:纳米氧化锌具有优异的抗菌性能,可广泛应用于抗菌材料、抗菌涂料、纺织品等领域。
5. 防腐蚀性能:纳米氧化锌可作为防腐蚀涂料的添加剂,提高涂料的防腐蚀性能。
纳米氧化锌催化剂的研究重点包括提高催化性能、改善稳定性和活性、优化制备方法以及探索新的应用领域。
随着纳米技术的发展,纳米氧化锌催化剂在未来有望在更多领域发挥重要作用。
纳米氧化锌在抗菌材料中的应用
在当前科技社会,随着纳米技术的不断完
纳米ZnO 为一种 的无机抗菌剂, 广
应用于抗菌料。
述了纳米ZnO的不
制
抗菌机理及影响纳米ZnO抗菌性能
的主要因素,探究了纳米ZnO在抗菌材料 的应
用,总结与纳米ZnO相关的抗菌 料,主要可分
为
,一种是掺杂复合型纳米氧化锌抗菌材料;
另一种是
型纳米ZnO抗菌 料。
1 抗菌材料
菌大 可
菌和
菌,
菌 米氧化锌更
。Premanathan
等
了 米氧化锌
菌的抗菌作
用更 ,
菌的抗菌 的不 可 是由
菌细胞壁结构不
的。LIU Yang
等发现 米氧化锌的抗菌
菌的生
,
米氧化锌的 发 不 从而
纳米氧化锌
的耐受不
。
影响因 外, 米氧化锌的
作
用
、
、 pH 、 光
等会 米
氧化锌抗菌能 影响。
4纳米氧化锌在抗菌材料中的应用
1.1 定义
一
具有 或制 物及菌能
的新型料 抗菌料 前于抗菌料,
的是 通
抗菌剂 一 的 料
料具有 制或
1.2抗菌材料分类 1.2.1 无机抗菌剂
菌的能
的无机抗菌剂有氧化锌 氧化 氧
化 I 无机抗菌剂是通 用一
的
抗菌能
锌
,J
制成抗菌剂,
J
一 的料
,
料 抗菌能 I 无机抗菌剂的
等优点。
抗菌
广 抗菌
及性
1.2.2 有机抗菌剂 有机抗菌剂的抗菌 用是通 进行一 的化
文章编号:[。。△丿了厶乂(201+) 04-144-02
氧化锌纳米材料的制备及应用研究进展
《福建师范大学福清分校学报》JOURNALOFFUQINGBRANCHOFFUJIANNORMALUNIVERSITY2009年第2期总第91期Sum No.91收稿日期:2008-12-20作者简介:吕玮(1978-),女,福建南安人,硕士,讲师;谢珍珍(1986-),女,福建安溪人,高分子化学专业在读本科生。
基金项目:福建省教委科技计划(JB07060)、福建师范大学本科生课外科技计划(BKL 2008-204)摘要:纳米材料被誉为是“21世纪最有前途的材料”,目前,已成为当今许多科学工作者研究的热点,而氧化锌纳米材料的许多优异性能使其成为重要的研究对象并得到广泛的应用。
本文综述了近年来合成氧化锌纳米材料的一些新方法,比较了各种方法的优缺点;简单介绍了氧化锌纳米材料的性质及其可能的应用领域,并对氧化锌纳米材料的发展前景进行了展望。
关键词:纳米材料;氧化锌;制备;研究进展中图分类号:TQ426.6文献标识码:A 文章编号:1008-3421(2009)02-0001-061前言纳米Zn0是一种新型高功能精细无机产品,与普通ZnO 相比,因其特有的表面效应、体积效应、量子效应和介电限域效应等[1],在催化、光学、磁性和力学等方面展现出许多特异功能,特别是它的防紫外辐射及其在紫外区对有机物的催化降解作用,使其在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等很多领域具有重要的应用[2-11]。
ZnO 有纳米管(nanotube)、纳米棒(nanorod)、纳米丝和纳米同轴电缆、纳米带(nanobeh)、纳米环(nanoring)、纳米笼(nanocage)、纳米螺旋(nanohelice)及其超晶格结构等多种纳米形态,是纳米材料家族中结构最多样的成员之一。
本文系统评述了近年来氧化锌纳米材料制备的一些新方法,比较了各种方法的优缺点;介绍了氧化锌纳米材料的性质及其可能的应用领域,并对氧化锌纳米材料的发展前景进行了展望。
纳米氧化锌对有机染料废水的吸附研究
纳米氧化锌对有机染料废水的吸附研究作者:刘兴强王西霞来源:《山东工业技术》2017年第06期摘要:采用醋酸锌和过氧化钠为原料常温下一步法制取纳米氧化锌。
研究了纳米氧化锌对有机染料模拟废水活性艳红溶液的吸附行为。
主要研究了吸附时间、温度、溶液pH 值对吸附效果的影响。
实验结果表明:当吸附时间为120 min 、温度为60℃、溶液pH 值为5时,纳米氧化锌对活性艳红溶液的吸附效果达到了93.9% 。
关键词:纳米;纳米氧化锌;吸附;有机染料废水DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.2450 引言近年来,由于工业的快速发展与社会生活水平的不断提高,使得工业废水、生活污水、农田灌溉用水等大量排放,从而导致了江河湖泊等水资源污染日益严重,且给人类健康带来了巨大的潜在危害[1]。
因此研发新材料来吸附与降解有机染料废水已成为迫在眉睫的研究任务。
目前,纳米材料因其独特的物理化学性质受到广泛重视并应用于各个领域。
纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料,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[2]、体积效应、量子尺寸效应[3]和宏观隧道效应[4]以及高分散性等特点[5]。
纳米氧化锌作为一种新型材料不仅应用于常规的水处理中,还应用于城市、工业等污水的处理。
传统的水处理方法存在着处理效率低、成本高的特点,而纳米氧化锌为尺寸小,表面能高,位于表面的原子占相当大的比例,且随着粒径的减小表面原子数迅速增加,原子配位不足加上高的表面能,使这些表面原子具有很高的活性,极不稳定,很容易与其他原子结合,因此,纳米氧化锌具有很强的吸附能力,在污水的处理中起着非常重要的作用。
1 主要实验仪器试剂1.1 实验仪器DGG-9023A电热恒温鼓风干燥箱、SHB-III循环水式多用真空泵、THZ-312台式恒温振荡器、TDL80-2B台式离心机、PB-10酸度计、TE124电子天平、ZWKJ-02紫外可见分光光度计。
纳米氧化锌的应用与影响
纳米氧化锌的应用与影响橡胶工业中的应用可以作为硫化活性剂等功能性添加剂,提高橡胶制品的光洁性、耐磨性、机械强度和抗老化性能性能指标,减少普通氧化锌的使用量,延长使用寿命;陶瓷工业中的应用作为乳瓷釉料和助熔剂,可降低烧结温度、提高光泽度和柔韧性,有着优异的性能;国防工业中的应用纳米氧化锌具有很强的吸收红外线的能力,吸收率和热容的比值大,可应用于红外线检测器和红外线传感器;纳米氧化锌还具有质量轻、颜色浅、吸波能力强等特点,能有效的吸收雷达波,并进行衰减,应用于新型的吸波隐身材料;纺织工业中的应用具有良好的紫外线屏蔽性和优越的抗菌、抑菌性能,添加入织物中,能赋予织物以防晒、抗菌、除臭等功能;饲料工业中的应用纳米氧化锌作为一种纳米材料,具有高效的生物学活性、吸收率高、抗氧化能力强、安全稳定等特性,是目前最理想的锌源。
在饲料中用纳米氧化锌替代高锌,既可以解决动物体对锌的需求量,也减少了对环境的污染。
使用纳米氧化锌可以起到抗菌抑菌的作用,同时改善动物生产性能;涂料、化妆品及其它应用领域金属氧化物粉末如氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝及氧化镁等,将这些粉末制成纳米级时,由于微粒之尺寸与光波相当或更小时,由于尺寸效应导致使导带及价带的间隔增加,故光吸收显著增强。
各种粉末对光线的遮蔽及反射效率有不同的差异。
以氧化锌及二氧化钛比较时,波长小于350纳米(UVB)时,两者遮蔽效率相近,但是在350~400nm(UV A)时,氧化锌的遮蔽效率明显高于二氧化钛。
同时氧化锌(n=1.9)的折射率小于二氧化钛(n=2.6),对光的漫反射率较低,使得纤维透明度较高且利于纺织品染整。
纳米氧化锌还可用来制造远红外线反射纤维的材料,俗称远红外陶瓷粉。
而这种远红外线反射功能纤维是通过吸收人体发射出的热量,并且再向人体辐射一定波长范围的远红外线,除了可使人体皮下组织中血液流量增加,促进血液循环外,还可遮蔽红外线,减少热量损失,故此纤维较一般纤维蓄热保温。
纳米氧化锌(性能表征、形态、表面改性)
纳米氧化锌(性能表征、形态、表面改性)纳米氧化锌粒径介于1-100 nm之间,是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品,表现出许多特殊的性质,如非迁移性、荧光性、压电性、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、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。
纳米氧化锌性能表征纳米级氧化锌的突出特点在于产品粒子为纳米级,同时具有纳米材料和传统氧化锌的双重特性。
与传统氧化锌产品相比,其比表面积大、化学活性高,产品细度、化学纯度和粒子形状可以根据需要进行调整,并且具有光化学效应和较好的遮蔽紫外线性能,其紫外线遮蔽率高达98%;同时,它还具有抗菌抑菌、祛味防酶等一系列独特性能。
分析测试中心用透射电镜对产品进行了分析,纳米氧化锌粒子为球形,粒径分布均匀,平均粒径20~30纳米,所有粒子的粒径均在50纳米以下。
经3400比表面及孔径测定仪(北京金埃谱科技公司)测试,纳米氧化锌粉体的BET比表面积在35m2/g以上。
此外,通过调整制备工艺参数,还可以生产出棒状纳米氧化锌。
本产品经中国科学院微生物研究所检测鉴定,结果表明,在丰富细菌培养基中,加入0.5%~1%的纳米氧化锌,可有效抑制大肠杆菌的生长,抑菌率达99.9%以上。
纳米氧化锌形态纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料,其颗粒大小约在1~100纳米。
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。
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,使其在陶瓷、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。
由于纳米氧化锌一系列的优异性和十分诱人的应用前景,因此研发纳米氧化锌已成为许多科技人员关注的焦点。
纳米氧化锌优势
纳米氧化锌优势
纳米氧化锌是一种具有广泛应用前景的新型材料,由于其独特的优势,已被广泛应用于医药、食品、化妆品、材料科学等领域。
纳米氧化锌具有非常高的表面积和反应活性,这使得其在催化反应和光催化反应中具有优异的性能。
例如,在光催化分解有机物的过程中,纳米氧化锌可以有效地分解有机物,同时产生少量的二氧化碳和水,对环境友好。
纳米氧化锌具有较高的光吸收性能,因此在太阳能电池中的应用前景非常广阔。
研究表明,使用纳米氧化锌作为太阳能电池中的电极材料,可以大大提高太阳能电池的转化效率,同时还可以降低制造成本。
纳米氧化锌还具有良好的抗菌性能。
由于其微小的颗粒大小和高表面积,纳米氧化锌能够有效地破坏细菌的细胞壁,从而防止疾病的传播。
因此,它被广泛地应用于医疗卫生和食品加工等领域。
纳米氧化锌还具有良好的光学性能和电学性能,因此可以广泛应用于显示器、传感器、智能材料等领域。
例如,在智能材料中,纳米氧化锌可以被用作智能玻璃的制造原料,从而实现玻璃的自动调节透明度。
纳米氧化锌作为一种新型材料,具有非常广泛的应用前景。
随着科
技的不断进步和发展,相信它在更多领域中的应用会越来越广泛。
纳米氧化锌的性质和用途
纳米氧化锌的性质和用途纳米氧化锌是一种新型材料,由于其独特的物理、化学性质而备受。
在本文中,我们将详细介绍纳米氧化锌的性质和用途,并探讨其未来发展前景。
纳米氧化锌的性质纳米氧化锌是一种白色粉末,具有粒径小、比表面积大、吸收率高、稳定性好等特点。
其晶体结构为六方晶系,空间群为P63/mmc。
纳米氧化锌的物理性质包括高熔点、高硬度、优良的热稳定性、电磁屏蔽性能等。
化学性质方面,纳米氧化锌具有优异的耐腐蚀性、抗氧化性和还原性,可在高温、强酸、强碱等恶劣环境下保持稳定。
纳米氧化锌的用途电子领域:纳米氧化锌在电子领域具有广泛的应用。
由于其具有优异的电磁屏蔽性能和稳定性,可用来制造高可靠性、高稳定性的电子元器件。
纳米氧化锌还可以用于制造高效能太阳能电池,提高太阳能电池的转换效率。
医药领域:纳米氧化锌具有抗菌、抗炎、抗肿瘤等生物活性,因此在医药领域具有广阔的应用前景。
例如,纳米氧化锌可用于药物载体,提高药物的疗效和降低副作用。
纳米氧化锌还可以用于制备医用材料,如生物降解性塑料、生物医用陶瓷等。
建筑材料:纳米氧化锌具有高效、环保的特性,在建筑材料领域也有广泛的应用。
利用纳米氧化锌制备的涂料具有高透明度、高耐候性、防紫外线等优点,可有效提高建筑物的使用寿命。
纳米氧化锌还可以用于生产高效节能窗、防水材料等。
其他领域:纳米氧化锌还可以应用于环保、能源、催化剂等领域。
例如,纳米氧化锌可以作为催化剂,在燃料燃烧过程中提高燃料的燃烧效率,减少污染物排放。
纳米氧化锌还可以用于废水处理、空气净化等方面。
纳米氧化锌作为一种新型材料,具有优异的物理、化学性质和广泛的应用领域。
在电子、医药、建筑材料等领域,纳米氧化锌发挥着重要作用,为人类的生产和生活带来了诸多便利。
随着科技的不断进步,纳米氧化锌的应用前景将更加广阔。
未来,我们期待纳米氧化锌在新能源、环保、生物医学等领域实现更多的创新和突破,为人类的可持续发展做出更大贡献。
纳米氧化铁是一种具有重要应用价值的材料,其独特的结构性质和广泛的应用领域引起了科学界的广泛。
纳米氧化锌吸波材料的研究现状
纳米氧化锌吸波材料的研究现状摘要: 氧化锌(ZnO)是一种应用广泛的半导体金属氧化物,其在吸波领域的应用引起了越来越多研究者的关注。
本文简述了氧化锌的特点、应用、吸波原理,并对近年来国内外纳米氧化锌吸波材料的研究进展做了简要介绍。
关键词: 纳米ZnO,微波吸收1 引言随着科技的飞速发展,各种电子设备在日常生活、社会建设及国防安全方面发挥着重要的作用。
然而,这些设备在工作过程中时刻辐射着不同波长和频率的电磁波,造成了一个令人困扰的问题,即电磁干扰(EMI),又称电磁污染。
为了应对电磁干扰,微波吸收材料应运而生。
微波吸收材料是指能吸收、衰减入射的电磁波,将其电磁能转换成热能耗散掉或使电磁波因干涉而消失,达到减小目标雷达散射截面的隐身效果或者减少电磁干扰的目的。
2 相关知识2.1 氧化锌简介ZnO是一种N型半导体材料,具有较大的禁带宽度(3.37eV)和较高的激子结合能(60 meV),较高的电子迁移率和热导率,同时,它还具有制备成本低、无毒性、质量轻、可降解的优点,作为功能材料具有广阔的应用前景,在气敏、发光、催化等领域具有广泛的应用,同时,氧化锌在电磁场中介电常数较大,具有优异的介电损耗和半导体性能,是一种性能优异的吸波材料,国内外许多研究人员都对其吸波性能进行了研究。
2.2 吸波材料的工作原理当电磁波进入吸波材料后,每传播到一个界面,会产生三种情况:1电磁波与介质直接作用,使一部分电磁波转变成热能或其他形式的能量而耗散掉;2部分电磁波进入介质内部,产生多次反射和散射,并因自身干涉相消耗散一部分;3部分电磁波穿透吸波材料成为透射波继续传播。
如果要求吸波材料能对特定频率的电磁波进行高效的吸收,实现零反射,则必须满足一定的条件,一是电磁波接触到吸波材料时,尽可能不被反射;二是进入材料内部的电磁波尽可能被全部吸收。
3 纳米氧化锌吸波材料的研究现状微波吸收性能往往与材料的复磁导率、复介电常数、阻抗匹配有关,这些参数可以通过材料的组分、形貌、大小等来进行调节,这也是我们改进提高材料的微波吸收性能的方向。
纳米氧化锌材料在催化剂中的应用研究
纳米氧化锌材料在催化剂中的应用研究随着工业化和现代化的发展,各种污染物和废弃物的产生也在不断增加,对环境造成的影响不容忽视。
因此,研究高效催化剂来降解有毒有害物质已成为环境保护领域的重要研究方向之一。
近年来,纳米材料在催化剂中的应用引起了广泛的关注。
其中,纳米氧化锌材料因其抗氧化性好、稳定性高、表面活性位点丰富等优良性能而被视为具有潜在应用前景的催化剂。
一、纳米氧化锌的制备方法纳米氧化锌材料的制备方法包括物理、化学和生物方法三种。
其中最常见的是化学合成法,它包括溶胶-凝胶法、水热法、微波辅助合成法等。
溶胶-凝胶法的原理是在适当的溶剂中溶解锌盐和沉淀剂,形成胶体溶液,通过干燥和成胶凝胶的方式得到纳米氧化锌。
水热法的原理是将金属盐和氢氧化物混合后,在高温高压下反应生成氧化物。
微波辅助合成法通常是先将氧化锌微粉分散在水中,再加入不同浓度的肼,经微波辐射后得到纳米氧化锌。
二、纳米氧化锌在催化剂中的应用纳米氧化锌具有良好的催化性能,在各种催化反应中都有广泛应用,如有机合成、氧化、还原、脱除污染物等。
针对目前环境污染日益严重的问题,纳米氧化锌在环境治理中也得到了广泛应用。
(一)有机合成反应纳米氧化锌可用作烷基化、醇缩合成醚、酯化反应的催化剂。
如:甲醇和芳香酚醚化成芳香醚;苯甲烷和甲醛缩合生成甲基苯甲醇等。
(二)氧化反应纳米氧化锌可用于二氧化碳的光催化还原制备甲烷,降低大气中二氧化碳的含量。
此外,还可用于有机物的光降解和分解水分子生成氧气等反应。
(三)去除污染物纳米氧化锌可以作为催化剂用于各种氧化和还原反应,如催化裂解废纸、木材、废旧塑料等来去除有毒有害物质,通过合成活性炭支撑纳米氧化锌可以降解水中有机物,有利于水的净化。
三、纳米氧化锌催化剂的优缺点(一)优点1. 纳米氧化锌表面具有大量活性位点,可提高反应速率和反应活性。
2. 由于其特殊的晶体结构和小颗粒大小,纳米氧化锌比大颗粒氧化锌在催化活性、选择性和稳定性等方面都具有更好的性能。
纳米氧化锌对异戊酸的吸附反应研究
纳米氧化锌对异戊酸的吸附反应研究近几年来,由于环境污染的加剧,各种毒素的污染对人类的健康造成了严重的威胁。
异戊酸是一种高毒性的有机污染物,它的吸附和去除对净化环境具有重要的意义。
纳米氧化锌是一种新型的吸附剂,具有较大的表面积,良好的化学稳定性,吸附效果多样性好等优点,为异戊酸的吸附去除提供了新的思路。
为了探讨纳米氧化锌对异戊酸的吸附反应,研究者以科技部国家重点基金资助,建立了吸附实验室,使用旋转搅拌浸出仪,微反应器、气体分析仪等仪器,分别研究了纳米氧化锌比表面积、温度、PH值、异戊酸浓度等参数对吸附反应的影响。
实验结果表明,随着温度的增加,纳米氧化锌对异戊酸的吸附能力逐渐下降,最高达到98%;当PH值由3提高至5时,纳米氧化锌的吸附量增加。
同时,随着异戊酸的浓度的增加,纳米氧化锌的吸附量减少,而随着物料的浓度增加,吸附能力变得很弱,最低可达到30%左右。
此外,该研究还发现,纳米氧化锌的吸附效果受到多种因素的影响,如材料的粒径、表面形貌和结构,应当加以考虑。
在控制各种条件,综合选择吸附剂和去除条件的情况下,可以提高吸附效果并达到良好的去除效果。
本研究提出,纳米氧化锌是一种有效的吸附剂,具有良好的可控性和可重复性,可以有效控制异戊酸污染,进一步净化环境。
研究结果表明,纳米氧化锌在控制异戊酸污染方面具有许多优势。
此外,研究揭示了吸附反应的参数的变化,为异戊酸的环境污染提供了新颖的视角。
最后,本研究建议,进一步研究将可以更深入地探究纳米氧化锌对异戊酸的吸附反应,以实现环境污染的有效控制。
综上所述,本研究为纳米氧化锌与异戊酸的吸附反应提供了一种新的可行的方法,为实现环境的净化建立了重要的基础。
本实验将为大气污染的控制提供基础数据,从而实现净化环境的目标,保护人类的健康。
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上海火学硕:卜学位论文
ABSTRACT
Zinc oxide was applied into many fields such as latex,toiletry,sensor and catalyzer etc.because of its special properties.These applications can bring super
V
上海大学顾士学位论文 the reaction velocity were investigated.The velocity constant increased with
material ratio but when the raw ratio was larger than 2.1:1,velocity constant decreased.And also the velocity constant increased with the temperature and surging speed.It was found that if the surging speed were small than 1 50 per minute there would be much nano-ZnO depositing on the bottom. 4.Using nano·ZnO to adsorbing lactic acid,we could gain novel zinc lactate.The
本人完全了解上海大学有关保尉、使用学位论文的规定,即:学校有权保留论文及送 交论文复印件,允许论文被查阅和借阅:学校可以公布论文的全部或部分内容。
(保密的论文在解密后应遵守此规定)
签名
导师签名左垒立日期 洲小日
II
纳米氧化辟的吸附性能及其应用研究
上海大学硕_.学位论文
第一章前言
1的长度是1米的十亿分之一(10’9m),略 等于个5个原子排列起来的长度…。它正好处于以原予、分子为代表的微观世界 和以人类活动空间为代表的宏观世界的中间地带,也是物理、化学、材料科学、 生命科学以及信息科学发展的新领地。一般把组成相或晶粒结构控制在100纳米 以下的长度尺寸的材料称为纳米材料。
acid was used to adjust pH,the stability of emulsion decreased with the content
of citric acid.The stability of emulsion increased with the velocity of churning up if the velocity of churning up was small than 4000r/min,emulsion became thick and could not keep stable. 3.Using conductivity instrument to note the conductivity of adsorption solution online.The effects of material ratio,reaction temperature,velocity of surging to
上海大学 硕士学位论文 纳米氧化锌的吸附性能及其应用研究 姓名:吴亚平 申请学位级别:硕士 专业:物理化学 指导教师:方建慧
20060401
上海火学顺:L学位论文
摘要
纳米氧化锌由于其特殊的性质,已广泛应用于橡胶、化妆品、传感器以及 催化剂等方面,并取得良好的经济效益,因而纳米氧化锌越来越多的受到人们 的关注。本文通过对纳米氧化锌结构的表征及其吸附低级脂肪酸的反应动力学 研究,将纳米氧化锌应用于乳液配方中,研制出一种以纳米氧化锌为主要功能 成分的乳液,并确定最佳操作工艺。
velocity decreased with the granularity. 2.Using nano—ZnO as functional component to formulating emulsion,some factors
associated with formula include the type of emulsifier,content of emulsifier; emulsifying temperature and phase ratio were investigated.The other factors associated with processing included methods of adding emulsifiers,velocity of
物质世界按照尺度规模可以划分为多个层次,人类的知识和技术己经广泛地 深入到宏观的天体和微观的粒子层次。然而,对处于分子、原子和宏观材料的中 问过渡区域f1.100 nm)的关注却是在20世纪60年代。大约在1 8世纪60年代, 随着胶体化学的建立,科学家们就开始了对纳米微粒系统(胶体)的研究;到 20世纪50年代末,美国著名科学家理查德·费曼首先提出了纳米技术基本概念的 设想;1963年;Uyeda及合作者发展了气体蒸发法制备纳米粒子,并对金属纳米 微粒的形貌和晶体结构进行了电镜和电子衍射研究,使科学界对纳米技术的概念 有了多方面的认识。1974年,Taniguchi最早使用纳米科技州anotechnology)--词 描述精细机械加工;1984年,德国科学家Gleiter等人首次采用惰性气体凝聚法 制各了具有清洁表面的纳米粒子,然后在真空室中原位加压成纳米固体,并提出 纳米材料界面结构模型。到1989年,纳米固体研究的种类已从由晶态微粒制成 的纳米晶体材料(纳米导体、纳米绝缘体、纳米半导体)发展到纳米非晶体材料, 并成功地制造出一些性能特异的复合纳米固体材料。1990年7月,在美国巴尔 的摩召开的首届国际纳米科学技术会议(NST)上,正式把纳米材料科学作为材 料学科的一个新的分支。从此,一个将微观基础理论研究与当代高科技紧密结合 起来的新型学科——纳米材料科学正式诞生,并成为当今材料科学的前沿领域。
6、利用纳米氧化锌与乳酸固液吸附反应制备纳米乳酸锌晶体,考察了乳酸
V
上坶大学顺士学位论文
与纳米氧化锌的摩尔比、反应温度、反应时间三个因素对合成产率的影响,确 定最佳合成工艺条件。当乳酸与纳米氧化锌的摩尔比为2.5:1,反应温度为80。C, 反应时间为1h,产率达到903%。TEM结果显示纳米乳酸锌晶体为树枝状结构, 平均粒径50.70rim,结合XRD、IR、HNMR和MS分析,其分子结构为 Zn(C6H1006)2,不含结晶水。
4、在乳液制备工艺中,乳化温度为80。C,先将乳化剂熔解于油相中,再将 油相加入水相中进行乳化,体系稳定性能最好。采用柠檬酸调节体系pH,发现 乳液稳定性随着柠檬酸含量的增大而减小,柠檬酸的含量以O.02%为宜;乳状 液稳定性随剪切速度的减小逐渐减弱,当剪切速度小于4000r/min,乳液粗化, 不能形成稳定的乳状液。
1、通过测定和分析不同纳米氧化锌的形貌结构、晶型、粒径、表面积等, 发现纳米氧化锌均呈球形,易发生团聚,颗粒大小均匀,随着氧化锌粒径的减 小,比表面积和孔容增大。
2、采用电导率法测定氧化锌对异戊酸的吸附性能,结果表明随着氧化锌粒 径的减小,吸附反应速率不断增大。
3、利用纳米氧化锌作为主要功能组分,筛选合适的乳化剂,同时考察乳化 剂用量、乳化温度、乳化剂的添加方式、水油相比、纳米氧化锌用量对乳化体 形成、产品粘度及稳定性的影响,得到乳液优化配方。选用复配非离予型乳化 剂,复配比3:2,乳化剂的总量的5%一6%,油相比例1 8%,纳米氧化锌含量 5%时,乳液体系稳定能最好,粘度适中。
economic benefit so nano-zinc oxide attracted more and more attention.In this paper, the structure and adsorption property of zinc oxide were investigated and kinetics of adsorption reaction was investigated t00,and a new formula of latex was designed in
effects of material ratio,reaction temperature and reaction time to synthesis yield were investigated.The best condition of adsorption were as follows:material ratio was 2.5:1,reaction temperature was 80。C and reaction time was 1 h,under this condition the synthesize yield was 90.3%which was the highest.The structure of zinc lactate was investigated by means of TEM,XRD,IR,TG·DSC, 1HNMR,and MS.Zinc lactate had arl novel structure as stick,which size was about 50—70nm,and it didn’t have crystal water Key words:nano—ZnO;adsorption;velocity constant;conductivity;zinc lactate
follows,nano-ZnO particles were all round and hexagonal and easy to reunite,
The surface areas and pore size decreased wit}1 granularity The adsorption proper of nano—ZnO was measured by conductivity;it was found that adsorption