纳米氧化锌的综述

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纳米氧化锌综述

纳米氧化锌综述

纳米氧化锌综述概述纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料,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[1]。

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。

纳米氧化锌的性质纳米氧化锌是一种半导体催化剂的电子结构,在光照射下,当一个具有一定能量的光子或者具有超过这个半导体带隙能量Eg的光子射入半导体时,一个电子从价带NB激发到导带CB,而留下了一个空穴。

激发态的导带电子和价带空穴能够重新结合消除输入的能量和热,电子在材料的表面态被捕捉,价态电子跃迁到导带,价带的孔穴把周围环境中的羟基电子抢夺过来使羟基变成自由基,作为强氧化剂而完成对有机物(或含氯)的降解,将病菌和病毒杀死[2]。

纳米氧化锌的制备1.纳米氧化锌的液相化学制备技术除了能够准确控制粒子的化学组成外,液相法与其它化学制备技术相比还具有设备简单、批量大、原料易得、相对来说粒子大小集中、晶相结构及形状容易控制、产物活性好、成本低等特点。

液相法可以分为沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、水热合成法、溶剂蒸发法等。

1.1化学沉淀法1.1.1直接沉淀法直接沉淀法是直接混合制备氧化锌的锌盐与沉淀剂溶液的方法,特点是条件易于控制,操作简单,适于大批量制备粉体材料,其缺点是副产物离子的洗涤较困难,且产物粒径分布较宽,干燥过程中粒子易于团聚。

郭志峰等[3]向乙酸锌溶液滴加草酸,同时搅拌,伴有草酸锌沉淀生成。

纳米氧化锌

纳米氧化锌

摘要纳米氧化锌是一种面向2l世纪的新型高功能精细无机产品,其粒径介于l-100纳米。

又称为超微细氧化锌。

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材料所不具备的表面效应、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、化学、物理学、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,在橡胶、涂料、油墨、颜填料、催化剂、高档化妆品以及医药等领域展示出广阔的应用前景。

纳米氧化锌由于其巨大的表面能,导致颗粒很容易团聚在一起.要使纳米氧化锌的种种特殊性能得以充分利用,首先必须解决纳米粒子之问的团聚及在溶剂中分散性能差的问题.表面活性剂是一种常用的表面改性剂,目前,国内外采用表面活性剂作为纳米粉体改性剂的研究工作并不少见.本文采用水热合成法制备纳米氧化锌,通过在反应过程中加入复合型表面活性剂(油酸/十二烷基硫酸钠)对其进行表而修饰改性,改善纳米ZnO的水溶性和颗粒团聚的现象,制备出了粒径更小、分散性更好的纳米氧化锌.关键词:纳米氧化锌;粒径;复合型表面活性剂复合型表面活性剂对纳米氧化锌粒径和形貌的影响研究前言纳米技术的发展对世界经济的发展将起到推动作用。

纳米材料的制备与性能研究有着十分重要的意义,而对于纳米材料的表面修饰是纳米材料制备、加工和应用过程中具有决定意义的关键技术。

ZnO作为纳米化的半导体材料不仅具有宽频带、强吸收和“蓝移”现象,还能产生光学非线性响应,具有更优异的光电催化活性,在发光材料、非线性光学材料、光催化材料等方面也应用广泛。

纳米氧化锌的化学法制备包括气相法、液相法和固相法,其中液相法对设备要求不高,成本低,产品纯度高,适于大规模生产。

液相法主要有直接沉淀法和均匀沉淀法,其中在直接沉淀法基础上又发展了用表面活性剂对纳米氧化锌进行表面改性的方法[1]。

目前已有多种不同用途的纳米ZnO的合成方法,但是没有很好解决纳米ZnO由于粒径小、表面能大等因素引起的团聚问题;另一方面ZnO的水溶性差,难以均匀分散在水溶液中,为此需要对无机粉体表面进行修饰,以解决团聚和相容性问题。

纳米氧化锌综述

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

纳米氧化锌的制备现状及研究进展

纳米氧化锌的制备现状及研究进展

纳米氧化锌的制备现状及研究进展摘要:本文综述了近几十年来纳米氧化锌制备的发展现状及各自的优缺点,提出了目前研究中存在的问题并对其发展方向进行了展望。

关键词:纳米氧化锌制备研究进展一、引言纳米氧化锌是21世纪的一种多功能新型无机材料,其粒径介于1~100nm之间。

由于粒径比较微小,使得比表面积、表面原子数、表面能较大,产生了如表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等一系列奇异的物理效应。

它的特殊性质使其在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等许多领域都有着重要的应用。

近年来,国内外对其制备和应用的研究较为广泛,且取得了不少成果。

二、纳米氧化锌的制备方法目前,制备纳米氧化锌主要有物理法、化学法及一些兴起的新方法。

1.物理法物理法是采用光、电技术使材料在惰性气体或真空中蒸发,然后使原子或分子形成纳米微粒,或使用喷雾、球磨等力学过程为主获得纳米微粒的制备方法[1]。

用来制备纳米zno的物理方法主要有脉冲激光沉积(pld)、分子束外延(mbe)、磁控溅射、球磨合成、等离子体合成、热蒸镀等。

此法虽然工艺简单,所得的氧化锌粉体纯度高、粒度可控,但对生产设备要求高,且得不到需要粒径的粉体,因此工业上不常用此法。

2.化学法2.1液相法2.1.1直接沉淀法直接沉淀法就是向可溶性锌盐溶液中加入沉淀剂,经过反应形成沉淀物,再通过过滤、洗涤、干燥、煅烧从而制得超细的纳米zno 粉体。

选用的沉淀剂有氨水(nh3·h2o)、碳酸铵((nh4)2 co3)、碳酸氢铵(nh4hco3)、草酸铵((nh4)2 c2o4)、碳酸钠(na2co3)等。

该法操作简便易行、所得产品纯度高、对设备要求低且易规模生产,但是存在在洗涤的过程中阴离子难以洗尽、产物粒度分布不均匀、分散性较差、粉体易团聚等缺点。

2.1.2 均匀沉淀法均匀沉淀法是缓慢分解的沉淀剂与溶液中的构晶阳离子(阴离子)结合而逐步、均匀地沉淀出来。

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。

纳米氧化锌综述

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

纳米氧化锌

纳米氧化锌材料摘要:综述了纳米氧化锌的性能。

描述了纳米氧化锌的制备研究, 随着科技的发展, 许多新的手段引入到了纳米氧化锌的合成工艺中弥补相互之间的不足。

关键词:纳米氧化锌,性能,制备,应用1.纳米氧化锌的性能1.1紫外线屏蔽在整个紫外光区( 200~ 400 nm) ,氧化锌对光的吸收能力比氧化钛强。

纳米氧化锌的有效作用时间长, 对紫外屏蔽的波段长, 对长波紫外线和中波紫外线均有屏蔽作用, 能透过可见光, 有很高的化学稳定性和热稳定性。

它可用于制备抗紫外线、耐光老化性能好的涂料及其它的高分子材料。

在乳胶漆中使用纳米氧化锌可以增大乳胶漆对紫外线辐射的抵抗力, 减弱乳胶漆对潮湿环境条件的敏感性,提高耐老化性。

同时,氧化锌能够散射光线,使乳胶漆的遮盖力得到一定程度的改善。

1.2补强性一般的无机填料填充于聚合物中时具有如下缺点: 使用量大, 不能兼顾刚性、耐热性、尺寸稳定性和韧性同时提高。

而在聚合物中添加少量的纳米粒子, 就可以使基体树脂的力学性能( 拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、断裂伸长率等) 得到显著的提高, 并克服了以上提及的一般无机材料的缺点。

1.3抗菌、除臭性氧化锌是传统无机抗菌材料, 在与细菌接触时, 锌离子缓慢释放出来。

由于锌离子具有氧化还原性, 它能与细胞膜及膜蛋白结合, 并与其结构中有机物的巯基、羧基、羟基反应, 破坏其结构, 进入细胞后破坏电子传递系统的酶, 并与- SH 基反应, 达到抗菌的目的。

在杀灭细菌之后, 锌离子可以从细胞内游离出来, 重复上述过程。

氧化锌纳米粉末因为粒径小, 表面原子数量大大超过传统粒子, 表面原子由于缺少邻近的配位原子而具有很高的能量, 所以可增强氧化锌的亲和力, 提高抗菌效率。

1.4阻燃性氧化锌可作为一种阻燃增效剂。

它多数是和其它的增效剂或阻燃剂协同使用, 其增效作用与硼酸锌类似。

ZnO 一般可作为PVC 的紫外吸收剂, 但其对PVC 的热稳定性有不利的影响, 因此在配方中一般采用的含量不高。

纳米氧化锌的制备综述

纳米氧化锌的制备综述

纳米氧化锌的制备综述应091-2纳米氧化锌的制备综述前言:纳米氧化锌粒径介于1-100nm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。

关键词:纳米氧化锌制备生产生活应用一:纳米氧化锌的制备主要有物理法和化学法,其中以化学法为主。

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-Al2O3,ZnO、MgSiO3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 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。

2.1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。

纳米氧化锌参考资料

纳米氧化锌参考资料

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,宏武纳米生产的纳米氧化锌粒径为20-30nm,由于颗粒尺寸的细微化,比表面积很大,使得纳米ZNO产生了纳米材料所具备的表面效应,小尺寸效应和宏观量子隧道效应等。

纳米级别的ZNO的磁、光、电、敏感等方面具有一般ZNO产品无法比拟的特殊性能和新用途。

下面分别介绍纳米ZNO在一部分重要领域中的用途,展示其诱人的应用前景。

1. 在化妆品中的应用---新型防晒剂和抗菌剂太阳光包括X射线、紫外线、红外线、可见光和电磁波等,适当的紫外线照射有助于人体的健康,但过来的紫外线则会损坏人体免疫系统,加速肌肤老化,导致各种皮肤问题。

近年来,随着大气臭氧层的破坏,到达地面的紫外线强度日益增加,紫外线的防护已经是一个非常重要的个体防护研究课题。

氧化锌的禁带宽度为3.2eV,它所对应的吸收波长为388nm,且由于量子尺寸效应,颗粒越细,它越能较好地吸收紫外线,尤其对280-320nm的紫外线。

纳米颗粒同时具有较好的可见光透过性。

实验表明,纳米ZNO是比较理想的紫外屏蔽剂,所以在化妆品中添加纳米ZNO,既能屏蔽紫外线防晒,又能抗菌除臭,真是一举两得。

2. 在纺织工业中的应用随着科学技术的发展和生活水平的提高,人们越来越追求高档、舒适、具有保健等功能的穿着,近年来不断研制出各种新型的功能纤维,如除臭纤维,能吸收臭味净化空气。

防紫外线纤维,除了具有屏蔽紫外线的功能外,还有抗菌、消毒、除臭的奇异功能。

等等3. 自洁性陶瓷与抗菌玻璃陶瓷行业是纳米ZNO的一大用户。

纳米ZNO可使陶瓷制品的烧结温度降低400-600摄氏度,烧成品光亮如镜。

加有纳米ZNO的陶瓷制品具有抗菌除臭和分解有机物的自洁作用,大大提高了产品质量。

另外,添加纳米ZNO的玻璃可抗紫外线、耐磨、抗菌和除臭,可用作汽车玻璃和建筑用玻璃。

4. 橡胶工业在橡胶和轮胎工业中,氧化锌是必不可少的添加剂。

在橡胶的硫化过程中,氧化锌与有机促进剂、硬脂酸等起反应时生成硬脂酸锌,能增强硫化橡胶的物理性能,也用作天然橡胶、合成橡胶及胶乳的硫化活性剂和补强剂以及着色剂。

纳米氧化锌的合成及性能表征【文献综述】

纳米氧化锌的合成及性能表征【文献综述】

文献综述纳米氧化锌的合成及性能表征一、前言部分纳米半导体材料是一种自然界不存在的人工设计制造的(通过能带工程实施)新型半导体材料,它具有与体材料截然不同的性质。

随着材料维度的降低和结构特征尺寸的减小(≤100nm),量子尺寸效应、量子干涉效应、量子隧穿效应、库仑阻塞效应以及多体关联和非线性光学效应都会表现得越来越明显,这将从更深的层次揭示出纳米半导体材料所特有的新现象、新效应。

MBE,MOCVD 技术,超微细离子束注入加工和电子束光刻技术等的发展为实现纳米半导体材料的生长、制备以及纳米器件(共振隧穿器件、量子干涉晶体管、量子线场效应晶体管、单电子晶体管和单电子存储器以及量子点激光器、微腔激光器等) 的研制创造了条件。

这类纳米器件以其固有的超高速(10-12~10-13)、超高频(>1000GHZ)、高集成度(>1010元器件/cm2)、高效低功耗和极低阈值电流密度(亚微安)、极高量子效率、高的调制速度与极窄带宽以及高特征温度等特点在未来的纳米电子学、光子学和光电集成以及ULSI 等方面有着极其重要应用前景,极有可能触发新的技术革命,成为21世纪信息技术的支柱。

纳米氧化锌是一种新型高功能精细无机材料,其粒径介于1~100nm之间,又称超氧化锌。

由于颗粒尺寸的细微化,使得纳米氧化锌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,因而使得纳米氧化锌在磁,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、紫外线屏蔽材料、变阻器、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。

氧化锌是一种半导体催化剂的电子结构,在光照射下,当一个具有一定能量的光子或者具有超过这个半导体带隙能量Eg的光子射入半导体时,一个电子从价带NB激发到导带CB,而留下了一个空穴。

激发态的导带电子和价带空穴能够重新结合消除输入的能量和热,电子在材料的表面态被捕捉,价态电子跃迁到导带,价带的孔穴把周围环境中的羟基电子抢夺过来使羟基变成自由基,作为强氧化剂而完成对有机物(或含氯)的降解,将病菌和病毒杀死。

纳米氧化锌的介绍

纳米氧化锌的介绍

纳米氧化锌的粒径介于1-100 NM之间,是一种高端的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。

主要用于这些行业:1、橡胶工业: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、陶瓷工业: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。

3、日用化工:产品在阳光,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。

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。

注意事项:原包装打开后立即使用,剩余部分快速扎口保存;储存于阴凉、干燥处,防止雨淋、受潮,不得与酸、碱类物品混贮。

企业用户如有购买意向,可联系河南省磐鸿纳米科技有限公司。

它是一家专注高纯度、环保、味小、质量稳定、价格实惠的厂家,受到广大用户的好评。

纳米氧化锌的合成及性能表征【文献综述】

纳米氧化锌的合成及性能表征【文献综述】

纳米氧化锌的合成及性能表征【文献综述】文献综述纳米氧化锌的合成及性能表征一、前言部分纳米半导体材料是一种自然界不存在的人工设计制造的(通过能带工程实施)新型半导体材料,它具有与体材料截然不同的性质。

随着材料维度的降低和结构特征尺寸的减小(≤100nm),量子尺寸效应、量子干涉效应、量子隧穿效应、库仑阻塞效应以及多体关联和非线性光学效应都会表现得越来越明显,这将从更深的层次揭示出纳米半导体材料所特有的新现象、新效应。

MBE,MOCVD 技术,超微细离子束注入加工和电子束光刻技术等的发展为实现纳米半导体材料的生长、制备以及纳米器件(共振隧穿器件、量子干涉晶体管、量子线场效应晶体管、单电子晶体管和单电子存储器以及量子点激光器、微腔激光器等) 的研制创造了条件。

这类纳米器件以其固有的超高速(10-12~10-13)、超高频(>1000GHZ)、高集成度(>1010元器件/cm2)、高效低功耗和极低阈值电流密度(亚微安)、极高量子效率、高的调制速度与极窄带宽以及高特征温度等特点在未来的纳米电子学、光子学和光电集成以及ULSI 等方面有着极其重要应用前景,极有可能触发新的技术革命,成为21世纪信息技术的支柱。

纳米氧化锌是一种新型高功能精细无机材料,其粒径介于1~100nm之间,又称超氧化锌。

由于颗粒尺寸的细微化,使得纳米氧化锌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,因而使得纳米氧化锌在磁,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、紫外线屏蔽材料、变阻器、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。

氧化锌是一种半导体催化剂的电子结构,在光照射下,当一个具有一定能量的光子或者具有超过这个半导体带隙能量Eg的光子射入半导体时,一个电子从价带NB激发到导带CB,而留下了一个空穴。

激发态的导带电子和价带空穴能够重新结合消除输入的能量和热,电子在材料的表面态被捕捉,价态电子跃迁到导带,价带的孔穴把周围环境中的羟基电子抢夺过来使羟基变成自由基,作为强氧化剂而完成对有机物(或含氯)的降解,将病菌和病毒杀死。

纳米氧化锌产品介绍

纳米氧化锌产品介绍

纳米氧化锌产品介绍纳米氧化锌(nm—ZnO)是一种新型的功能纳米材料。

因为它具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应的机理,其物理和化学性能如光、电、声、磁、热及耐蚀等特性得到显著改善。

主要表现为屏蔽紫外线、抗菌防霉、静电屏蔽、非线性光传导、特异催化和光催化等。

可应用于橡胶、陶瓷、塑料、纺织品、化妆品、医药、饲料、建材、涂料、造纸、电子、影像、印刷、通信、环保、军工等各行业产品。

我公司生产的金鹿牌牌纳米氧化锌无毒无味、无刺激性,平均粒径14.6nm,重金属杂质总含量0.0026%,最低抑菌浓度MIC值25mg/L,紫外线屏蔽率80~100%,质量指标和功能指标均处于国内领先地位。

应用于橡胶制品,硫化速度快,反应温域宽,硫化锌转化率高,用量仅为普通氧化锌的10—30%。

而且大幅度的增加橡胶制品的光洁度、机械强度、抗裂、抗老化、耐磨、耐温、防霉、防磁、防油等优良性能。

应用于抗菌产品的开发,具有锌离子、原子氧和光催化三重抗菌功能,具有灭杀细菌、病毒的广谱性,并且由于其海绵状多孔微结构而具有缓释长效性。

建议使用含量0.3—2%。

应用于屏蔽紫外线产品的开发,具有人体防晒和产品抗老化不易变脆变色的功能。

建议使用量:原材料配方工艺掺量0.5—1%;产品面层履膜工艺的纳米ZnO膜厚0.1—0.2mm。

用于畜禽饲养业,作为饲料添加剂为畜禽补锌、增加肉料比,建议添加0.03%;作为医治畜禽腹泻、鸡鸭瘟病,建议按其日粮量的0.3%掺混服食。

我公司纳米氧化锌品种规格及包装:(不包括复合制品)纳米氧化锌防晒添加剂产品简介纳米氧化锌是一种新型功能精细无机产品,无毒、无味、无刺激性,具有优良的紫外线屏蔽和抗菌功能。

纳米氧化锌同纳米二氧化钛一样,已成为美国目前最常用的高档防晒剂。

随着平均粒径20nm以下纳米氧化锌规模化投产,其优异的性能和卓越的性价比,使纳米氧化锌逐渐成为化妆品、纺织品、塑料制品等许多领域中抗紫外线功能的首选材料。

纳米氧化锌的综述

纳米氧化锌的综述

纳米ZnO的制备综述纳米ZnO的制备综述引言:纳米ZnO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1~100纳米,又称为超微细ZnO。

由于颗粒尺寸的细微化,比表面积急剧增加,使得纳米ZnO产生了其本体块状材料所不具备的表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等。

因而,纳米ZnO在磁、光、电、化学、物理学、敏感性等方面具有一般ZnO产品无法比拟的特殊性能和新用途,在橡胶、涂料、油墨、颜填料、催化剂、高档化妆品以及医药等领域展示出广阔的应用前景。

关键字:纳米ZnO 性质制备应用一.纳米ZnO的性能表征纳米级ZnO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ZnO的双重特性。

与传统ZnO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。

纳米ZnO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。

纳米ZnO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ZnO。

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ZnO,可有效抑制大肠杆菌的生长,抑菌率达99.9%以上。

由于纳米ZnO具有比表面积大和比表面能大等特点,自身易团聚;另一方面,纳米ZnO表面极性较强,在有机介质中不易均匀分散,这就极大地限制了其纳米效应的发挥。

因此对纳米ZnO粉体进行分散和表面改性成为纳米材料在基体中应用前必要的处理手段。

二、纳米ZnO的制备方法制备纳米ZnO材料的方法按物质的原始状态分为固相法、液相法、气相法3类。

2.1 固相法:固相法是按照一定比例混合金属盐或金属氧化物,并研磨煅烧,使其发生固相反应而直接得到纳米粉末。

(1)将摩尔比1:1的Zn(NO3)2·6H2O和Na2CO3分别研磨10min,然后再混合研磨20min,分别用去离子水和乙醇洗涤,80℃下干燥4h,待冷却后研细再置于马弗炉中,加热升温至400℃并保温3h,得到浅黄色纳米ZnO。

纳米氧化锌的功能性质综述与前景展望

纳米氧化锌的功能性质综述与前景展望

纳米氧化锌的功能性质综述与前景展望摘要:纳米氧化锌是当前应用前景较为广泛的高功能无机材料。

由于其颗粒尺寸的细微化,比表面积急剧增加,表面分子排布、电子结构和晶体结构都发生变化,具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。

从而使纳米氧化锌具有一系列优异的物理、化学、表面和界面性质,在磁、光、电、催化等方面具有一般氧化锌所无法比拟的特殊性能和用途。

不但可以处理废水中有机污染物,还可以作为抗菌剂添加到其他物质中,而且随着纳米氧化锌应用范围的不断开拓,其必定会给人们的生活带来众多好处。

本文对氧化锌的性质和用途进行了综述,并对纳米氧化锌的应用前景进行了展望。

一纳米氧化锌的特性1 表面效应纳米粒子粒径减小后,其表面原子数与总原子数之比会逐渐变大,从而导致纳米粒子性质发生改变,粒子的粒径越小,表面的原子数就会越多,使表面原子活泼,可以与其他原子合并,活泼性强,于是产生了“表面效应”。

2 小尺寸效应当纳米粒子的粒径达到某一值时,纳米粒子的光、电、热、力学、磁等性质有着鲜明的变化,称为小尺寸效应。

3 宏观量子隧道效应当势垒高度高于微观粒子的总能量时,粒子就可以穿越这个势垒,这种能力称为隧道效应。

纳米粒子穿越势垒后,其磁化强度会改变,因此称为宏观的量子隧道效应。

4 体积效应体积效应是当物质的体积减小时,一种是那些与物质本身有关的性质变了;另一种是物质本身的特性会变动。

5 介电限域效应介电限域效应是纳米粒子在非均匀介质间的介电增强所产生的一种情况。

其对光吸收,光化学等作用很大,而且对纳米粒子的光吸收带边的红移产生作用。

二纳米氧化锌的应用1 制备抗菌除臭、消毒,抗紫外线产品纳米氧化锌在阳光下,尤其是紫外线照射下,在水和空气(氧气)中能自行分解数自由移动的带负电的电子(e-),同时留下带正电的空穴(h+)。

这种空穴可以激活空气中的氧变为活性氧,有极强的化学活性,能与大多数有机物发生氧化反应(包括细菌内有机物)。

纳米氧化锌

纳米氧化锌

ZnO纳米材料的研究一、ZnO纳米材料简介纳米粒子也叫超微颗粒,一般是指尺寸在1100nm间的粒子,它处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域,是一种典型的介观系统,具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。

纳米材料研究成为跨世纪材料研究的新热点。

纳米材料的制备与性能研究是当前纳米材料科学领域的前沿和热点。

在这些材料中,氧化物半导体纳米材料又受到了特殊的关注,这不仅是因为形态各异的纳米结构被不断制备出来,更因为以这些纳米结构为原型的纳米器件在光、电、磁、热、传感等领域有着广泛的应用前景。

ZnO纳米材料被称为第三代半导体材料,由于其不仅具有相近的晶格特性和电学特性而且具有很高的激子束缚能(60 meV),激子在室温或者更高的温度下不会被电离的特点以及高热导率、高的压电效应、较强抗辐射能力和较大的剪切模量等优越的物理、化学特性,因此更容易实现高效率的激光发射,在很大程度上影响了半导体产业的迅速发展。

ZnO纳米材料由于其优异的性质,受到了人们的广泛关注。

二、纳米氧化锌的简介纳米氧化锌是一种多功能性精细的新型无机材料, 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、量子效应和久保效应等。

新型无机材料近年来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。

ZnO是目前为止II-Ⅵ族半导体材料中最硬的一种,这意味着ZnO 可避免其它II-VI材料在应用于光发射器件中出现缺陷的增殖现象;ZnO作为UV探测器具有很低的暗电流,最大响应波长可达350 nm;ZnO材料在0.4-2μm的波长范围内透明,且具有压电、光电等效应,因而提供了将电学、光学及声学器件,如光源、探测器、调制器、光波导、滤波器及相关电路等进行单片集成的可能性。

因此引起了很多研究人员的兴趣。

三、纳米氧化锌的结构ZnO晶体属六方晶系纤锌矿结构,晶格常数为a=3.296Å,c=5.2065 Å。

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。

纳米氧化锌的应用综述

纳米氧化锌的应用综述

纳 米氧 化 锌是 制造 高 速耐 磨橡 胶 制品 的原料 , 飞 如
机轮胎 、 高级轿车用 的子午线胎等 , 具有防止老化 、 抗摩 擦着 火 、 使用 寿命 长 、 用量 少等优 点 。 轮胎 侧面胶 的抗折
性 能可 由 1 次提 高 到 5 0万 0万次 , 而且 用量 仅为普 通氧 化 锌 的 3 %- 0 0 5 %。将 纳 米氧 化锌 作 为导 电 的 白色颜料
收稿 日期 :0 5-8 2 20- -6 0 作者简介 : 杨风霞 ( 9 8 , , 16 一) 女 副教授 , 主要从事化 学教学及纳米材料的应用研究工作 ,fa i . uc 。 y i@hse . x td 玎
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总 第 19期 2 0 3 0 6年第 1 期
相邻 的原 子 , 许 多悬 空键 , 有不 饱 和性 质 , 与其 它 有 具 易
能与氧化锌 的 比表 面积存在着 相关关系 。 根据 于泳 等人 所 做 的纳 米 氧 化锌 比表 面 积对 胶 料 性 能 的 影 响实 验 可
以看 出 , 一般 纳 米 氧化锌 在 比表 面 积达 到 8 m .。以上 0 2g’
摘要 : 纳米氧化锌 由于其尺寸介于分子 、 原子和宏观微粒之间 , 具有纳米材料的体积效应 、 表面效应等许多宏 观材料所不具有 的特殊性 质 。综述 了纳米氧化锌作为一种新型功能材料在橡 胶 、 涂料 、 陶瓷 、 防晒化妆 品等领域展示 出的引人注 目的广泛应用及发展前景 。
关 键 词 : 米 氧 化 锌 ; 质 ; 用 纳 性 应 中图 分 类 号 :Q1 T 1 文 献 标 识 码 : 文 章 编 号 :0 8 5 3 20 0 - 0 3 0 A 10 — 5 X( 0 6) 10 1— 5

氧化锌纳米材料简介综述

氧化锌纳米材料简介综述

目录摘要 (1)1.ZnO材料简介 (1)2.ZnO材料的制备 (1)2.1 ZnO晶体材料的制备 (1)2.2 ZnO纳米材料的制备 (2)3. ZnO材料的应用 (3)3.1 ZnO晶体材料的应用 (3)3.2 ZnO纳米材料的应用 (5)4.结论 (7)参考文献 (9)氧化锌材料的研究进展摘要介绍了氧化锌(ZnO)材料的性质,简单综述一下近几年ZnO周期性晶体材料和ZnO纳米材料的新进展。

关键词:ZnO;晶体材料;纳米材料1.ZnO材料简介氧化锌材料是一种优秀的半导体材料。

难溶于水,可溶于酸和强碱。

作为一种常用的化学添加剂,ZnO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。

ZnO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。

纳米ZnO粒径介于1-100nm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[1–5]。

下面我们简单综述一下,近几年ZnO周期性晶体材料和ZnO纳米材料的新进展。

2.ZnO材料的制备2.1 ZnO晶体材料的制备生长大面积、高质量的ZnO晶体材料对于材料科学和器件应用都具有重要意义。

尽管蓝宝石一向被用作ZnO薄膜生长的衬底,但它们之间存在较大的晶格失配,从而导致ZnO外延层的位错密度较高,这会导致器件性能退化。

由于同质外延潜在的优势,高质量大尺寸的ZnO晶体材料会有利于紫外及蓝光发射器件的制作。

由于具有完整的晶格匹配,ZnO同质外延在许多方面具有很大的潜力:能够实现无应变、没有高缺陷的衬底-层界面、低的缺陷密度、容易控制材料的极性等。

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纳米ZnO的制备综述纳米ZnO的制备综述引言:纳米ZnO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1~100纳米,又称为超微细ZnO。

由于颗粒尺寸的细微化,比表面积急剧增加,使得纳米ZnO产生了其本体块状材料所不具备的表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等。

因而,纳米ZnO在磁、光、电、化学、物理学、敏感性等方面具有一般ZnO产品无法比拟的特殊性能和新用途,在橡胶、涂料、油墨、颜填料、催化剂、高档化妆品以及医药等领域展示出广阔的应用前景。

关键字:纳米ZnO 性质制备应用一.纳米ZnO的性能表征纳米级ZnO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ZnO的双重特性。

与传统ZnO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。

纳米ZnO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。

纳米ZnO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ZnO。

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ZnO,可有效抑制大肠杆菌的生长,抑菌率达99.9%以上。

由于纳米ZnO具有比表面积大和比表面能大等特点,自身易团聚;另一方面,纳米ZnO表面极性较强,在有机介质中不易均匀分散,这就极大地限制了其纳米效应的发挥。

因此对纳米ZnO粉体进行分散和表面改性成为纳米材料在基体中应用前必要的处理手段。

二、纳米ZnO的制备方法制备纳米ZnO材料的方法按物质的原始状态分为固相法、液相法、气相法3类。

2.1 固相法:固相法是按照一定比例混合金属盐或金属氧化物,并研磨煅烧,使其发生固相反应而直接得到纳米粉末。

(1)将摩尔比1:1的Zn(NO3)2·6H2O和Na2CO3分别研磨10min,然后再混合研磨20min,分别用去离子水和乙醇洗涤,80℃下干燥4h,待冷却后研细再置于马弗炉中,加热升温至400℃并保温3h,得到浅黄色纳米ZnO。

或将硫酸锌和氢氧化钠按照摩尔比1:2的量置于研钵中,并向其中加入NaCl,研磨40min,完全反应后分别使用蒸馏水和乙醇洗涤2~3次,室温下干燥,得到纳米ZnO样品。

(2)沉淀法将ZnSO4配制成浓度为1.5mol/L的溶液,加热至30~80℃,然后在搅拌下慢慢滴加l:lNH3·H2O使之生成Zn(OH)2胶体,搅拌、陈化。

将配制好的(NH3)2CO3,(0.5mol/L)溶液慢慢加人到Zn(OH)2胶体中不断搅拌,滴加完后继续搅拌反应,过滤,用去离子水洗涤至无SO42-(0.1mol/L 的BaCl2溶液检定无白色BaSO4沉淀).将滤饼于100℃下烘干即得到前驱体。

将前驱体置于马福炉中,以2℃·min-1的升温速率分别在300℃、400℃、500℃条件下分解,自然冷却,即得到ZnO样品。

2.2 气相法:气相法是指用气体或将初始原料气态化,从而使其在气态条件下直接产生物理或化学反应,然后经冷却而凝聚为纳米微粒。

气相法又可以分为化学气相氧化法、气相反应合成法、化学气相沉积法以及喷雾热分解法等。

(1)化学气相氧化法化学气相氧化法是指将金属单质或金属化合物蒸发,在气相中被氧化而产生金属氧化物,经冷却后金属氧化物蒸气凝聚为纳米微粒。

纳米ZnO粉体的合成是通过单质Zn蒸气在O2氛围中被氧化而得到。

以高化学纯Zn粉作为原材料,在真空室内采用感应加热的方法将Zn粉原材料融化,原子化的Zn将在水冷壁上凝结为Zn纳米颗粒,用2kW 级连续CO2激光器以输出功率600W进行照射,同时在激光照射过程中,向真空室内引入0.8~1.2kP的空气即可得到ZnO纳米颗粒。

(2)气相反应合成法气相反应合成法经常被用来制备包括金属在内的各种超细粉体,它包括热分解、合成或其他反应,有时还会涉及到氧化反应和气相水解反应。

纳米ZnO的气相反应合成法是在大于907℃的高温下,将金属锌或锌合金中的锌蒸发出来,然后使锌蒸气随喷人的氧化性气体一起流动,在此过程中的到纳米ZnO粉体。

但是这种方法对设备的要求较高,因此大规模应用在成本上仍存在一些问题。

(3)化学气相沉积法化学气相沉积法(CVD法),是制备纳米ZnO的有效方法之一。

这种方法是将含有构成薄膜元素的气态或液态反应剂的蒸气以及此反应所需的其它气体引入反应室,在衬底表面发生化学反应生成薄膜,从而得到各种形貌的纳米粒子。

(4)喷雾热分解法喷雾热解法是将Zn盐溶液雾化后喷人高温气体中形成气溶胶液滴,再通过蒸发、热分解,直接获得纳米ZnO粉体;或将Zn盐溶液直接喷入高温气体中干燥,经热处理后得到纳米ZnO粉体的方法。

2.3液相法液相法制备纳米ZnO的原理是使Zn盐溶液经一系列化学反应,包括氧化还原反应、沉淀反应等过程,最终得到ZnO纳米结构。

制备纳米ZnO常用的液相法有溶胶-凝胶法、微乳液法、水热法和溶剂热法等。

(1)溶胶—凝胶法将5.49g二水合乙酸锌及250mL无水乙醇(优级纯,并经镁粉进一步无水处理)加到500mL圆底烧瓶中,加热回流30min。

自然冷却,取1.46gLiOH·H20加入烧瓶中,超声溶解得到ZnO胶体。

在80℃下,将ZnO胶烘干。

于马福炉中以2℃·min-1的升温速率在300℃、400℃、500℃条件下烧结干胶,即可得到ZnO样品。

(2)微乳液法微乳液法制备纳米znO,是通过制备两种微乳液,一种含有锌盐离子,另一种含有沉淀剂,将这两种乳液混合在一起,将微乳液中的微小水池作为反应器从而得到纳米ZnO。

(3)水热法水热法是在特制的密闭反应容器里,以水溶液为反应介质,通过对反应容器加热,创造一个高温、高压的反应环境,使得通常难溶或不溶的物质溶解并且重结晶。

水热法是由地质学家模拟地层下的水热条件研究矿物和岩石形成原因,在实验室内进行仿地质水热合成时产生,水热法可用来制备ZnO块体单晶等,主要设备为超高压反应釜。

(4)水解加热法将5gZn(NO3)2·6H20和3g Na2CO3分别溶于30mL的去离子水中,在快速搅拌中混合,即有胶状物生成,并迅速沉淀。

离心分离后,用去离子水洗涤数次,再用稀氨水洗,最后用无水乙醇洗涤。

超声波振动洗涤,真空于燥。

以2℃·min-1“的升温速率分别在300℃、400℃、500℃条件下热分解,即得到ZnO样品。

三、纳米ZnO的应用纳米ZnO的制备伊始,就十分重视其应用技术开发的研究。

目前产品的主要应用领域有:1.纳米ZnO在橡胶轮胎中的应用橡胶轮胎在橡胶行业中,特别是透明橡胶制品生产中,纳米ZnO是极好的硫化活性剂。

由于纳米ZnO可与橡胶分子实现分子水平上的结合,因而能提高胶料性能,改善成品特性。

将纳米ZnO作为导电的白色颜料填充于橡胶中,可研制出导电性橡胶,用来制造静电屏蔽橡胶及制品。

在高聚物表面上涂一层含纳米ZnO 颗粒的透明涂层,还可防高聚物日光老化。

目前我公司的纳米ZnO已在国内多家大型轮胎和橡胶制品企业得到良好应用。

2.纳米ZnO在油漆涂料业中的应用油漆涂料随着人们对涂料的色泽、涂膜性能、环保等各方面要求的提高,纳米材料在涂料行业中的应用受到越来越广泛的重视。

目前应用于涂料中的纳米材料品种有纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米ZnO、纳米碳酸钙等。

纳米ZnO以其优异的性价比在涂料的应用中占据了更大的优势。

纳米ZnO能使涂层具有屏蔽紫外线、吸收红外线及杀菌防霉作用,因此它可广泛应用于建筑内外墙乳液涂料及其他涂料中,同时它的增稠作用还有助于提高颜料分散的稳定性。

3. 纳米ZnO在化纤纺织品中的应用目前已经有公司将表面改性后的纳米ZnO配制到粘胶纤维的喷丝液中,合成了含有纳米ZnO微粒的粘胶纤维,该纤维经纺纱、织造得到添加纳米ZnO的抗紫外织物,与未添加纳米ZnO的普通织物进行对比,抗紫外织物的UPF值(紫外线遮挡系数)为对照织物的两倍。

我公司产品能够显著提高粘胶纤维、合成纤维制品的抗紫外和抗菌功能,用于抗紫外织物、抗菌织物、遮阳伞等产品的生产。

4. 纳米ZnO在防晒化妆品中的应用为了抵御过量紫外线照射对人体皮肤的伤害,人们开发了多种防晒剂来保护皮肤。

由于大多数有机防晒剂活性较高,对皮肤产生刺激性,在紫外线照射后易分解,防晒效果不长久,因而人们又开发了无机防晒剂,如纳米二氧化钛、纳米ZnO等。

研究发现,纳米ZnO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UV-B均具有良好的防护效果,因此纳米ZnO在化妆品领域的应用迅速发展。

5. .纳米ZnO在陶瓷中的应用加有纳米ZnO的陶瓷制品具有抗菌除臭和分解有机物的自洁作用,大大提高了产品质量。

经过纳米ZnO抗菌处理过的产品还可制浴缸、地板砖、墙壁、卫生间及桌石。

6、纳米ZnO在其它领域中的应用纳米ZnO由于尺寸小,比表面积大,表面的键态与颗粒内部的不同,加大了反应接触面,提高了催化效率,是化工生产企业制备脱硫剂和化学催化剂的首选材料;纳米ZnO也是一种很好的光催化剂。

在紫外线照射下,能自行分解出自由移动的负电子,留下带正电的空穴,激活空气中的氧变为活性氧,与多种有机物发生化学反应,杀死病菌和病毒。

此外,纳米ZnO在传感器、电容器、荧光材料、吸波材料、导电材料等诸多领域也展示出越来越广阔的应用前景。

参考文献[1]李旦振,陈亦琳,林熙,王绪绪,付贤智纳米ZnO的制备及发光特性研究无机化学学报 2002,12(18):1229~1232.[2]王炜亮,张芬,李平纳米ZnO光催化剂制备方法研究进展 2011,8(8):146.[3]张月,高艳阳室温固相法合成ZnO纳米棒及其光学特性功能材料与器件学报 2006,12(4):343~346.[4]才红,陈艳,谢绍坚纳米ZnO的制备和表面改性无机盐工业,2010,42(6):24~26.。

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