纳米氧化锌的制备和表面改性
纳米氧化锌的制备、表面改性及应用
纳米氧化锌的制备、表面改性及应用【摘要】纳米氧化锌是一种具有广泛应用前景的材料，其在光电器件、生物医药和环境保护领域均有重要应用。
本文将首先介绍纳米氧化锌的制备方法和表面改性技术，然后探讨其在光电器件中的应用和在生物医药领域中的潜力，最后讨论其在环境保护中的作用。
通过对这些方面的探讨，可以更好地了解纳米氧化锌在不同领域的应用和价值，同时也展望了其未来在科学研究和工程应用中的发展方向和趋势。
纳米氧化锌的研究不仅可以促进材料科学的发展，还有望为解决当下社会面临的环境和健康问题提供新的解决方案。
【关键词】纳米氧化锌、制备、表面改性、应用、光电器件、生物医药、环境保护、应用前景、研究展望1. 引言1.1 纳米氧化锌的研究背景纳米氧化锌是一种重要的纳米材料，在过去几十年里受到了广泛的研究。
纳米氧化锌具有较大的比表面积、优异的光学、电学性能和良好的化学稳定性，因此被广泛应用于各个领域。
纳米氧化锌的研究背景主要包括以下几个方面：纳米氧化锌的独特性能和结构使其成为一种优异的光电材料，能够广泛应用于光电器件、传感器等领域；纳米氧化锌具有良好的生物相容性和生物活性，在生物医药领域具有很高的应用价值；纳米氧化锌还具有良好的光催化性能和抗菌性能，在环境保护领域也具有广阔的应用前景。
对纳米氧化锌的研究具有重要的意义，能够推动材料科学和应用领域的发展。
1.2 纳米氧化锌的研究意义纳米氧化锌具有优异的光电性能，具有较高的光吸收率和导电性，使其在光电器件领域有着广泛的应用前景。
利用纳米氧化锌可以制备高效的太阳能电池、光电探测器等器件，提高器件的性能和稳定性。
纳米氧化锌具有良好的生物相容性和生物活性，被广泛应用于生物医药领域。
纳米氧化锌可以作为药物载体，具有控释和靶向释放的功能，可以用于治疗肿瘤、炎症等疾病，也可以用于生物成像和诊断。
纳米氧化锌还具有良好的催化活性和光催化性能，被广泛应用于环境保护领域。
纳米氧化锌可以用于水处理、空气净化等领域，去除有害物质和污染物，净化环境，保护生态。
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
纳米氧化锌的制备及其在涂料中的应用
纳米氧化锌的制备及其在涂料中的应用摘要：以草酸锌（ZnC2O4）和碳酸氢铵（NH4HCO3）为原料，采用化学法中的直接沉淀法，在锌离子浓度为0.50mol?L-1、反应温度为45℃且反应时间为1h条件下制备出前驱体，再将其置于300℃的马弗炉中煅烧2h制备出纳米氧化锌粒子。
并用透射电子显微镜（TEM）、X—射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对它的结构和形貌进行表征，其粒径大部分处在20~80nm，并且通过对比JCPDS标准卡可得知前驱体为碱式碳酸锌[ZnO5（OH）6（CO3）2]。
从紫外屏蔽性、抗菌性、阻燃性、防腐性四个方面探讨了纳米氧化锌对涂料的影响。
关键词：纳米氧化锌；直接沉淀法；涂料1 绪论1.1 纳米氧化锌概述纳米氧化锌（ZnO）作为纳米材料，其粒子直径处于1-100 nm之间，它是自身具有独特性质的新型多功能产品，它在光学性、电学性、磁性、热学性、催化性等方面表现出很多独特的性质。
人们利用这些特性制造出了许多与人类生活息息相关的东西，如光学传感器、荧光物体、紫外屏蔽材料、变阻器、压敏电阻、压电材料、图像存储材料、电源开关、高效催化剂和塑料薄膜等。
纳米氧化锌是一种具有多功能的新型材料，由于晶粒是纳米级，它的表面电子结构和内部结构发生变化，产生了只有纳米粒子才具有的特性，也就是小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应。
除此之外它还具有比宏观物体更高的透明度和更高的分散性等特点。
目前为止我们发现它在光学、电学、磁学、催化、热力学等方面展现出许多优异的性能，从而使得它在陶瓷、橡胶、电子、纺织、生物、涂料等许多行业成为无可替代的材料，它拥有大尺寸氧化锌所无法拥有的功能。
纳米氧化锌具体可用于制作抗紫外光材料、抗菌添加剂、防火材料、光催化材料等等。
因为纳米氧化锌自从被发现以来广受各界好评，所以受到世界上很多科研人员的追捧，导致了世界性的研究热潮。
1.2 纳米氧化锌的制备方法制备纳米氧化锌的方法主要分为三大类：物理法、化学法和综合法。
纳米氧化锌表面包覆改性及其表征
仪 、 态沉降 实验 等 分 析 手 段 考 察 了改 性 前 后 纳 米 氧 静 化锌 在 水体 系 中的分散 稳 定 性 。结 果 表 明 ， Ｚ ０ 表 在 ｎ
面形 成 的 包覆 物 是 以非 晶 态 形 式 存 在 的 ， 过 表 面 包 通 覆 Ｓｏ 并 ｉ ２ Ａｌ 改 性后 明显提 高 了氧 化 锌 的表 ｉ ２ 口ＳＯ ／ 。 Ｏ。 面羟基含 量 ， 有效 改 变 了氧 化锌 的等 电点 ， 著提 高 了 显
（ 质量 分数 ）用 硫 酸铝 调节 浆 液 的 ｐ ， Ｈ一７ 陈化 ４ ， ， ｈ 水
洗至无 硫 酸根 离子 ， 滤 ，０ ℃干燥 ， 到硅 铝二 元 包 过 １０ 得
覆 的纳米 Ｚ Ｏ。 ｎ ２ ２ 样 品分 析与 表征 ．
关键 词 ： 纳 米 Ｚ ０； ｎ 表面 改性 ； 覆 ； 散稳 定性 包 分 中图分 类号 ： ＴＱ１ ３ ４ ２ ． 文献 标识 码 ： Ａ
纳米氧 化锌在 水 中的 分散 稳 定性 。
备 工艺 如 下 ， 上 述硅 包膜 的工艺 完成 包 硅膜 后 ， 持 按 维 体系温 度 为 ７ ℃ ， Ｈ一８ ５ 加 入 硫 酸 铝 和 稀 氢 氧 化 Ｏ ｐ ．， 钠 ， 酸铝 的化 学 计 量 控 制 在 Ａｌ ／ ｎ 硫 ｚ Ｚ Ｏ＝２ ～５ Ｏ。
结 构的表 征 以及分 散稳 定性 的研 究 则 较 少 。本 文采 用 液 相沉 积 法 制 备 了 表 面 硅 包 膜 和 硅 铝 共 包 膜 纳 米 Ｚ Ｏ， ｎ 并利 用 Ｘ Ｄ、 Ｍ 、 Ｇ－ Ｃ对 其 表 面 结 构进 行 Ｒ ＴＥ Ｔ ＤＳ
Ｚｔ ｅａ电位 ， 并利 用静 态 沉 淀法 分 析 比较 表 面 改性 前 后
定性 。
２ 实 验
纳米氧化锌综述
化学沉淀法
2.均匀沉淀法 均匀沉淀法 连续微波加热 硫酸锌＋ 纳米氧化锌（ 例：硫酸锌＋尿素 纳米氧化锌（粒 径为8～ 径为 ～30nm ） 特点：避免了直接沉淀法中的局部过浓， 特点：避免了直接沉淀法中的局部过浓，从 而大大降低沉淀反应的过饱和度。 而大大降低沉淀反应的过饱和度。
溶胶-凝胶法 溶胶 凝胶法
纳米氧化锌的气相化学制备技术
例：高纯度锌粒 氧化锌纳米棒 直径20～ （直径 ～30nm、长径比 、长径比>20） ） 气相法常以惰性气体为载体， 气相法常以惰性气体为载体，在超高 温气相中发生化学反应， 温气相中发生化学反应，利用高温区与周 围环境的温度梯度， 围环境的温度梯度，通过急冷作用得到氧 化锌纳米颗粒。 化锌纳米颗粒。
纳米氧化锌粒子的超重力制备技术
例：六水硝酸锌(aq) 六水硝酸锌 中间体悬浊液 过滤洗涤 煅烧 中间体干粉 纳米氧化锌 特点：粒径小且分布集中。 特点：粒径小且分布集中。
旋转床内通氨气
纳米ZnO的超临界流体干燥制备技术 的超临界流体干燥制备技术 纳米
例：先用沉淀法制得纳米氢氧化锌
交换 无水乙醇洗涤、 无水乙醇洗涤、
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， 的吸收红外线的能力，吸 收率和热容的比值大， 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 纳米氧化锌还具有质量轻、 色浅、吸波能力强等特点，能有 色浅、吸波能力强等特点， 效的吸收雷达波， 效的吸收雷达波，应用于新型的 吸波隐身材料。 吸波隐身材料。
纳米氧化锌的应用
• • • • • 1.橡胶工业中的应用 橡胶工业中的应用 2.国防工业中的应用 2.国防工业中的应用 3.纺织工业中的应用 纺织工业中的应用 4.涂料防腐中的应用 涂料防腐中的应用 5.生物医学中的应用 生物医学中的应用
纳米氧化锌表面包覆改性及其表征
纳米氧化锌表面包覆改性及其表征摘要纳米氧化锌（nZnO）是一种具有优异的光学性能的纳米材料，可以用于多种应用。
本文介绍了纳米氧化锌表面包覆改性的原理和方法，并介绍了包覆改性后的表征方法。
结果表明，纳米氧化锌表面包覆改性可以改变表面性质，增强其稳定性，提高其光学性能。
关键词：纳米氧化锌；表面包覆改性；表征1、纳米氧化锌纳米氧化锌（nZnO）是一种具有优异的光学性能的纳米材料，可以用于多种应用。
纳米氧化锌具有良好的热稳定性，可在室温下稳定存在，具有良好的耐腐蚀性，可以在高温、酸性和碱性环境中稳定存在，还具有良好的电学性能，可以用于高效光电器件。
2、纳米氧化锌表面包覆改性纳米氧化锌表面包覆改性是指在纳米氧化锌表面覆盖一层包覆材料，以改善其表面性质，增强其稳定性，提高其光学性能。
常用的包覆材料有聚氨酯（PU）、聚乙烯（PE）、聚乙烯醇（PVA）等，其中聚氨酯是最常用的包覆材料。
聚氨酯的表面包覆改性方法主要有两种：一种是通过溶剂涂覆的方法，即将聚氨酯溶于溶剂中，然后将溶解的聚氨酯涂覆在纳米氧化锌表面上；另一种是通过气相涂覆的方法，即将聚氨酯溶于有机溶剂中，然后将溶解的聚氨酯溶剂挥发，将聚氨酯涂覆在纳米氧化锌表面上。
3、表征表征是指通过测试和分析来检测改性后的纳米氧化锌的性能。
常用的表征方法有X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）、扫描电镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、拉曼光谱（Raman）等。
X射线衍射是用来表征改性后的纳米氧化锌的晶体结构，可以测量改性后的纳米氧化锌的晶粒大小和晶体结构，以及晶体结构的变化。
热重分析（TGA）可以测量改性后的纳米氧化锌的热稳定性，可以测量改性后的纳米氧化锌的热解温度和热重变化率。
扫描电镜（SEM）可以用来表征改性后的纳米氧化锌的表面形貌，可以测量改性后的纳米氧化锌的表面粗糙度和表面形貌。
透射电子显微镜（TEM）可以用来表征改性后的纳米氧化锌的尺寸和形貌，可以测量改性后的纳米氧化锌的粒径和形貌。
纳米氧化锌的制备和表面改性
1 实验部分
1. 1 主要试剂与仪器
试剂 : ZnSO4 ・7H2 O , NaHCO3 , 硬脂酸 ,异丙醇 , 无水乙醇 ,正己烷 。以上试剂均为分析纯 。 仪器 : 79 - 1 磁力加热搅拌器 ; XD - 2 型 X 射线 衍射 仪 ; KQ3200DB 型 数 控 超 声 波 清 洗 器 ; MAG2 NA550 ( Ⅱ)型傅里叶变换红外光谱仪 ; SNB - 1 数字 式黏度计 。 [3] 1. 2 室温固相法制备纳米氧化锌 以物质的量比为 1 ∶ 1 准确称取 ZnSO4 ・7H2 O 和 NaHCO3 ,置于玛瑙研钵中 , 充分研磨 30 m in。当 研磨约 5 m in 时会出现黏稠现象并有气泡产 生 , 20 m in 后逐渐干爽 。将所得混合物洗涤 、 分离 ,并在 80 ℃ 下真空干燥数小时 , 得前驱物 ZnCO3 。 将前驱
起的吸收峰 。这些微弱的吸收峰表明 能存在着微量的 ZnCO3 。
[7]
, 产物中可
图 2 纳米氧化锌及其前驱物红外光谱图
2. 3 纳米氧化锌表面改性机理探讨和改性条件
优化 图 3 为纳米氧化锌改性前后红外光谱图 ( a 为 改性后 ; b为改性前 ) 。由图 3 可以看出 , 改性前后 纳米氧化锌在 3 300 ～3 600 cm 处均出现 OH 伸 缩振动吸收峰 ,改性后的吸收明显减弱 ; 改性后 , 在 - 1 - 1 2 800 ～3 000 cm 和 1 450 ～1 550 cm 处分别出现 了 CH2 (亚甲基 ) 和 COO 的伸缩振动吸收峰 , 游离 羧基 ( COOH ) 中 的 羰 基 伸 缩 振 动 特 征 吸 收 峰 在 处 并 未 出 现 , 结 合 在 3 300 ～ 3 600 cm 氧化锌羟基和硬脂酸的羟基吸收峰大大 减弱 ,表明硬脂酸的羧基与纳米氧化锌粉体颗粒表 [8] 面的羟基发生了酯化反应 。
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]
ZnO纳米粉体制备与表征解析
ZnO纳米粉体制备与表征一实验目的1. 了解氧化锌的结构及应用2. 掌握“共沉淀和成核/生长隔离、水热法和微波水热、溶胶-凝胶法、反相微乳液”技术制备纳米材料的的方法与原理。
3. 了解同步热分析仪、X-射线衍射仪、扫描电子显微镜（SEM ）与比表面测定仪等表征手段和原理二基本原理2.1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.女口图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2.2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。
2.3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：2.3.1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。
纳米氧化锌粉的制备方法
Ｃ ２Ｈ ２
Ｎ２
Ｆｕｒｎａｃｅ
Ｅｘｈａｕｓｔ ａｍｅ Ｏ２
图 １ 熔化－燃烧法制备纳米氧化锌的装备图 Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｓ ｋｅｔｃｈ ｏｆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ
ｏｆ ｎａｎｏ－ ＺｎＯ ｂｙ ｍｅｌｔｉｎｇ－ ｃｏｍｂｕｓ ｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ （ＭＣＭ）
气相法的原理是利用蒸汽压较大的材料， 在适当 的条件下， 使其蒸汽凝结成晶体的方法。气相法制备
收稿日期： ２００８－ ０２－ ０９ 基金项目： 江西省教育厅 ２００６ 年度科技计划资助项目 通讯联系人： 王艳香， 女， 副教授， Ｅ－ ｍａｉｌ：ｙｘｗａｎｇ７２＠１６３．ｃｏｍ
１８４
《陶瓷学报》２００８ 年第 ２ 期
直接沉淀法是制备超细 ＺｎＯ 广泛采用的一种方 法， 其操作简便易行， 对设备、技术需求不高， 有良好 的化学计量性， 成本较低， 被国内许多厂家所采用。但 相对而言， 产品质量等级不高， 这是因为该法原溶液 中阴离子的洗涤较困难， 同时由于沉淀过程容易出现 局部过饱和现象， 导致得到的粒子粒径分布较宽， 分 散 性 较 差［１７］。 ２．３．２ 均匀沉淀法
均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的构 晶离子由溶液中缓慢而均匀地释放出来的方法。在该 法中， 加入的沉淀剂不立刻与被沉淀组分反应， 而是 通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中均匀释放出来， 从而使沉淀物在整个溶液中缓慢析出， 然后再将沉淀 物煅烧即得纳米氧化锌粉。常用的均匀沉淀剂有尿素 和六次甲基四胺［１８－ １９］。
反应燃烧， 此时反应区的温度可达 ３０００℃以上， 当形 成了较多的烟气时， 在尾部抽热风， 将所得的氧化锌 粉收集。合理的控制锌和乙炔与氧的比例， 可制得纯 的粒径为 １０￣３０ｎｍ 四角针状氧化锌粉。
表面改性纳米氧化锌的制备及其性能表征
关键词 ：纳米氧化锌； 均匀沉淀法 ； 分散剂 ； 表面改性
Ｐ ｅ ａ ａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｐ ｏ ｅ ｔ ｓＣｈ ｒ ｃｅ ｉａ ｉｎ ｏ ｏ ｉ ｅ ｎ － ｎ ｒ ｐ ｒ ｔｏ ｎ ｒ ｐ ｒｉ ａ ａ ｔｒｚ ｔ ｆＭ ｄ ｆ ｄ Ｎａ ｏ Ｚ Ｏ ｅ ｏ ｉ
ＷＡＮＧ ａ － ａ ｇ ，ＴＩ Ｓ ａ －ｏ ｇ Ｘｉｏｄ ｎ Ｅ ｈ ｏｌｎ
分析 ；
２ 结果 与讨 论
２ １ Ⅺ 粉末衍射分析 ．
对合成产物进行 Ｘ Ｄ粉末衍射 分析 （ 图 １ ，） 并 与 Ｒ 如 ａｂ ， 商品氧化锌 （ ） 图 １ｃ进 行对 比Ｌ Ｊ 果表 明， ＡＲ （ ） ５ 。结 在不 同 反应温度下 （ １ａ ７ 图 于 ０℃下反应 、 １ｂ于 ３ 图 ３℃下反应） ， 均可以得到六方 晶型 的纳米 氧化 锌 ， 结果 与卡 片 ｊ Ｐ ７ 其 ｃ ｓ９
滴加时间 ， 将沉 淀剂滴加 到含有分散氧 化锌 。
１ ３ 纳米氧化锌的性能表征 ．
用 日立式 电子透射 电镜对合 成的粒 子形态 和粒 径大小 进行观察 ； Ｄ／ ｘ ｏ Ｐ 用 ＭＡ ２ ０Ｖ Ｃ型 Ｘ Ｄ粉末衍射仪 进行 ｘ一 Ｒ 射线粉末衍射分析 ； 日本 岛津 Ｔ Ａ热重分析仪进行 Ｔ Ａ 用 Ｇ Ｇ
摘 要 ：通过均相化学沉淀法， 在合成纳米氧化锌的同时对其进行表面改性。对合成产物进行了 Ｘ Ｄ Ｔ Ｍ 和 Ｔ Ａ Ｒ 、Ｅ Ｇ
等性能表征 ； 比较不 同加料方式 、 分散剂对氧化锌粒径 的影 响 ， 析讨论 了分散 剂可能 的分散作用 机理 。在 最优化 条件下得 分 到粒径为 ６ｎ ｍ￣２ ｌ 间粒径分布均匀 的纳米氧化锌 ， 得到的纳米粉体基本上不存在 团聚现象 ， ５ｎ ＇ ｎ之 且 分散性好 。
纳米氧化锌材料
纳米氧化锌材料本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March纳米氧化锌材料研究现状[摘要]总之，纳米ZnO作为一种新型无机功能材料，从它的许多独特的用途可发现其在日常生活和科研领域具有广阔的市场和诱人的应用前景。
随着研究的不断深入与问题的解决，将有更多的优异性能将会被发现。
同时更为廉价的工业化生产方法也将会成为现实，纳米ZnO材料将凭借其独特的性能进入我们的日常生活。
随着科技的发展，相信纳米ZnO材料的性能及应用将会得到更大的提高和普及，并在新能源、环保、信息科学技术、生物医学、安全、国防等领域发挥重要的作用。
[关键词]纳米ZnO; 表面效应; 溶胶-凝胶法;纳米复合材料一、纳米氧化锌体的制备目前，制备纳米氧化锌的方法很多，归纳起来有属于液相法的沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、溶剂热法等，也有属于气相法的化学气相反应法等，而固相法在纳米氧化锌的制备领域则较少见。
a、沉淀法沉淀法是指使用某些沉淀剂如OH-、CO32-、C2O42-等，或在一定的温度下使溶液发生水解反应，从而析出产物，洗涤后得到产品[2]。
沉淀法一般有分为均匀沉淀法、络合沉淀法、共沉淀法等。
均匀沉淀法工艺成本低、工艺简单，为研究纳米氧化锌结构与性能及应用之间的关系提供了方便。
曾宪华[3]等人以常见且廉价的六水硝酸锌和氢氧化钠为以甲醇溶液作为溶剂在常温常压条件下，用均匀沉淀法直接制备了平均粒径为11 nm的纳米氧化锌粉体。
以下是他们的用共沉淀法制备的纳米ZnO 的扫描电子显微镜（SEM）照片。
络合沉淀法，制备的纳米Zn0不团聚，分散性好，粒径均匀。
李冬梅[4]等人采用络合沉淀法制备了粉体平均粒径52 nm，分散性好的纳米氧化锌粉体，并对产品结构性能进行了表征。
所得ZnO粉体平均粒径48 nm．分散性好，收率高。
共沉淀法是将含两种或两种以上的阳离子加入到沉淀剂中，使所有的离子同时完全沉淀。
纳米氧化锌
．
Ｉ 在粒子表面均匀包覆一层其他物质的膜．从而使粒子表面性质发生变化 ； ． ２ 利用电荷转移络合体 （ ． 如硅烷 、钛酸酯等偶联剂以及硬脂酸 、有机硅等 ） 作表面改性 剂对纳米粒子表面进行化学吸附或化学反应 ；
３ 利用电晕放电、紫外线、 ． 等离子、放射线等高能量手段对纳米粒子表面进行改性。 根据不同应用领域的要求 ．选择适当的表面改性剂或表面改性工艺 。对纳米氧化锌进行 表面改性 ．改善其表面性能 ．增加纳米颗粒与基体之间的相容性 。从而应用 于各种领域 ．提 高产品的性能技术指标。
１纳米 氧化 锌的 制备
氧化锌的制备方法分为三类 ：即直接法 （ 亦称美国法 ） 、问接法 （ 亦称法国法 ）和湿化学 法。 目前许 多市售氧化锌 多为直接法或间接法产品，粒度为微米级 ，比表面积较小 ．这些性 质大大制约 了它们的应用领域及其在制品中的性能。我们采用湿化学法 （ Ｐ 一 ） Ｎ Ｐ 法 制备纳米 级超细活性 氧化锌 ．可用各种含锌物料为原料．采用酸浸浸出锌 ，经过 多次净化除去原料中 的杂质 ．然后沉淀获得碱式碳酸锌．最后焙解获得纳米氧化锌。 与以往的制 备纳米级超细氧化锌工艺技术相比． 该新工艺具有以下技术方面的创新之处：
１ 平衡条件下反应动力学原理与强化的传热技术结合．迅速完成碱式 碳酸锌的焙解。 ． ２ 通过工艺参数的调整 ， 以制备不同纯度 、 ． 可 粒度及颜色的各种 型号的纳米氧化锌产品。
３ 本工艺可 以利用 多种含锌物料为原料 ． ． 将其转化为高附加值产品。 ４ 典 型绿色化工工艺 ，属于环境友好过程。 ．
在加工工艺上．能延长胶料焦烧时间 ．对加工工艺极为有利 。
纳米氧化锌用于橡胶鞋、 雨靴、橡胶手套等劳保制品中。可以大大延长爿品的使用寿命． ｉ 嘻
溶胶-凝胶法制备纳米氧化锌
溶胶-凝胶法制备纳米氧化锌摘要：纳米氧化锌是一种新型高功能精细无机材料，在光电器件、化工、医药等众多方面有着广泛的应用。
本文结合国内有关溶胶-凝胶法制备纳米氧化锌方面的研究论文，设计了一种以醋酸锌为前驱物，草酸为络合剂，柠檬酸三铵为表面改性剂，无水乙醇、去离子水为溶剂，用溶胶--凝胶法制备纳米氧化锌的最优工艺过程，介绍、分析了溶胶--凝胶法制备纳米氧化锌的原理、工艺以及影响氧化锌粉体粒度、形貌及分散性的因素。
关键词：溶胶-凝胶法纳米氧化锌工艺影响因素1 引言氧化锌，俗称锌白，分子式为ZnO。
纳米氧化锌为白色或微黄色晶体粉末，属六方晶系纤锌矿结构，晶格常数为a=3.24×10-10m，c=5.19×10-10m，为两性氧化物，密度为5.68g/cm3，熔点为1975℃，溶于酸和碱金属氢氧化物、氨水、碳酸铵和氧化铵溶液，难溶于水和乙醇，无味，无毒，无臭，在空气中易吸收二氧化碳和水。
纳米氧化锌是一种新型高功能精细无机粉料，其粒子尺寸在1～100nm之间。
由于颗粒尺寸细微化，纳米氧化锌能产生其本体块状材料所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，在磁、光、电、敏感等方面具有一些特殊性能。
纳米氧化锌主要应用在橡胶、油漆、涂料、印染、玻璃、医药、化妆品和电子等工业，作为抗菌添加剂、防晒剂、光催化剂、气体传感器、图像记录材料、吸波材料、导电材料、压电材料、橡胶添加剂等[1]。
目前，纳米氧化锌的制备方法有很多，如沉淀法、微乳液法、溶胶- 凝胶法等，而溶胶--凝胶法因其制备均匀度高、纯度高及反应温度低、易于控制等优点，吸引了诸多的关注。
2 设计原理和反应原理1.设计原理：溶胶--凝胶法制备纳米氧化锌。
溶胶--凝胶法是将金属有机或无机化合物经过溶液水解、溶胶、凝胶而固化，再经热处理而形成氧化物或其他化合物粉体的方法，其过程是：用液体化学试剂或溶胶为反应物，在液相中均匀混合并进行反应，生成稳定且无沉淀的溶胶体系。
纳米氧化锌的物理制备方法
纳米氧化锌的物理制备方法
纳米氧化锌的物理制备方法主要包括以下几种：
1. 机械化学合成：通过球磨机对原料进行机械化学活化，合成前驱体粉末，再经过热处理得到纳米氧化锌。
这种方法可以生成直径在10~40nm范围内的氧化锌纳米颗粒。
2. 脉冲激光沉积（PLD）：这是一种薄膜生长技术，利用激光照射使靶材烧蚀，烧蚀物最终沉积到衬底形成薄膜。
此法能制备与靶材成分一致的化合物薄膜。
3. 磁控溅射：通过高能粒子轰击靶材表面，使得靶材表面的原子或分子被溅射出来，并在衬底表面沉积形成薄膜。
4. 喷雾热解：将原料溶液通过喷雾嘴喷洒成雾状，在高温下进行热解，生成氧化锌纳米颗粒。
5. 等离子体合成：利用等离子体的高温和高活性，使得气体中的分子发生化学反应，生成氧化锌纳米颗粒。
6. 分子束外延（MBE）：通过控制分子束的流量和能量，在衬底表面外延生长氧化锌薄膜。
这些方法各有特点，可以根据具体需求选择合适的方法来制备纳米氧化锌。
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。
纳米氧化锌的机械力化学表面改性
关键词 ： 纳米氧化锌 ； 表面改性 ； 硬脂酸
中 图分 类 号 ：Ｑ０ ６ １ Ｔ １． 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ８—１ １ （０ ８ ０ ０ ７ ０ １０ ０ １ ２０ ）２— ０ ４— ４
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第１ ９卷 第 ２期
２０ ０ ８年 ６月
化
学 研
究
Ｖｏ ．１ Ｎｏ． １ ９ ２
ＣＨＥＭＩ ＣＡＬ ＲＥＳ ＥＡＲＣＨ
Ｊｎ ０ ８ ｕ ．２ ０
纳 米 氧 化 锌 的 机 械 力 化 学 表 面 改 性
苏 莉， 智， 庆华， 治军 小 曹 李 张
（ 河南 大学 特种功能材料教育部重点实验室 ， 河南 开封 ４ ５０ ） ７ ０４
摘 要： 采用机械力化学表面改性工艺， 以硬脂酸为改性剂， 在气流粉碎机中对纳米氧化锌进行解团聚和表面改
低温燃烧法制备纳米ZnO及其性能表征
低温燃烧法制备纳米ZnO及其性能表征米晓云;吴锡惠;吴文花;孙海鹰【摘要】采用低温燃烧法合成(LCS)出纳米氧化锌粉体,研究了硝酸锌与燃料配比、点火温度、pH值对反应的影响.利用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)等对纳米粉体进行表征,并利用荧光光谱仪测试了纳米粉体的发光性能.XRD、TEM分析表明:硝酸锌与燃料配比为1∶3.4、点火温度为600℃、反应条件为弱碱性时得到粒径尺寸为10-50nm并且分散性好的六方相纤锌矿结构纳米ZnO粉体;光谱分析表明:样品的发光峰位于389nm、438nm处.%In this paper, low-temperature combustion synthesis (LCS) was used to prepare the nano-ZnO powders. The effects of the ratio of zinc nitrate and fuel, ignition temperature and pH value of the reaction were studied. The XRD, SEM, fluorescence spectroscopy were employed to characterize the samples. The experimental results indicated that the ZnO nano-powders with six-phase wurtzite structure were obtained when the ratio of zinc nitrate to fuel was 1: 3.4 and the ignition temperature was 600℃ in the weak alkaline entertainment. The particle sizes of powder wereabout 10-50 nm and were well-dispersed. The samples showed two strong emissions centered at 389 nm and 438 nm, respectively.【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(034)003【总页数】4页(P107-109,112)【关键词】纳米ZnO;低温燃烧法;发光【作者】米晓云;吴锡惠;吴文花;孙海鹰【作者单位】长春理工大学材料科学与工程学院,长春 130022;长春理工大学材料科学与工程学院,长春 130022;长春理工大学材料科学与工程学院,长春 130022;长春理工大学材料科学与工程学院,长春 130022【正文语种】中文【中图分类】TF123.7ZnO是一种宽禁带、直接带隙的半导体材料，室温下禁带宽度3.37eV，激子束缚能60meV。
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纳米 氧化锌 作 为 一 种 优 良的光 催 化 剂 ， 用 于 可 抗 菌 消毒 、 蔽 紫 外 线 等 ¨ 。 目前 国 内外 对 于 纳 屏 ｊ 米 氧 化锌研 究 得非 常 广 泛 ， 是 由于 纳米 材 料 的 特 但
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１ 实验 部 分
１ １ 主 要试 剂与 仪器 ．
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无机 盐工 业
２ ４
第４ ２卷 第 ６期
２１ ０ ０年 ６月
Ｉ ＮＯＲＧＡＮＩ Ｃ ＣＨＥＭＩ ＣＡＬＳ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲＹ
纳米 氧化 锌 的 制备 和 表 面 改性 化 学 系 ， 东 潮 州 ５ １４ ） 韩 广 ２ ０ ２
摘
要： 以七 水硫酸锌和碳酸氢钠为主要原料 ， 采用 室温 固相法 结合微 波热分 解法制 备 了纳米 氧化锌 。为改
善氧化锌微粒表面 的物理化学性质 ， 采用硬脂酸对氧化锌 表面进行 改性 ， 探讨 了硬脂 酸改性纳 米氧化锌 粉体 的工 艺条件 、 表面改性机理及其 对粉体颗粒亲油性的影响 。采用 红外光 谱对改性 后纳米 氧化锌 进行 了表征 ， 结果表 明 硬脂 酸和纳米氧化锌之 间以共价键结合 ， 改性后纳米氧化锌能更好地分散在有机溶剂 里。纳米氧化 锌表面改性 的
最佳工艺条件 ： 硬脂 酸质量分数为 １ ％ ， ０ 改性温度 为 ６ ０℃ ， 改性 时间为 ４ ｉ。 ０ｒ ｎ ａ
关 键 词 ： 米 氧 化锌 ； 面 改 性 ； 脂 酸 纳 表 硬
中图分类号 ：Ｑ１２４ Ｔ ３ ．
文献标 识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ６— ９ ０ ２ １ ）６— ０ ４— ３ １０ ４ ９ （００ ０ ０ ２ ０