纳米氧化锌的开发与应用
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。
纳米氧化锌的制备及应用研究
纳米氧化锌的制备及应用研究为应对全球气候变暖的紧迫性,研发对环境友好的新型绿色能源材料变得极其迫切,无害环保的纳米氧化锌(ZnO)近年来抢占了可持续能源研发的风头。
纳米氧化锌既可用作锰酸电池的正极材料,又可作为光催化剂和太阳能电池等新型能源材料。
因此,开发和制备高性能的纳米氧化锌成为当前研究重点。
众所周知,纳米氧化锌是由混合氧化物或其它物质在高温活化的情况下制备出来的,熔盐法、水热法和化学沉淀法是纳米氧化锌的常见的制备方法。
熔盐法是一种利用电子捕获作用制备纳米氧化锌的新兴方法,其原理是使用烧碱和氰化钠作为溶剂,将碱性氧化物(ZnCO3和Na2CO3),以高温(500-800°C)熔炼以合成纳米氧化锌颗粒。
采用此方法制备的纳米氧化锌具有比表面积大、高稳定性和有利于二次电极捕获等优点。
水热法是经典的制备纳米氧化锌的方法。
该方法利用原料(过氧化物和ZnCO3)经过易反应分解成氧化氮、氢气和氧化锌的能力,以水为溶剂,通过高温水热作用,制备质量较好的纳米氧化锌。
水热方法制成的纳米氧化锌具有尺寸更小,颗粒形貌更类似球形的特点,比表面积更大。
化学沉淀法是一种以碱性氧化物为原料,利用化学沉淀来制备纳米氧化锌的方法。
该方法包括:(1)将碱性氧化物稀释和溶解;(2)加入助沉剂和有机抗凝剂;(3)加入外加物;(4)高温孵育以达到纳米氧化锌粒子的构建;(5)纳米氧化锌粒子经过后续步骤收集纯化。
此方法是比较常用的方法,纳米氧化锌粒子制成的均匀度较好,能够达到较高的精度。
综上所述,纳米氧化锌制备的途径有三种:熔盐法、水热法和化学沉淀法。
把此三种方法完善,结合不同应用,解决相关技术难题,可以达到质量更高、制备效率更高的绿色能源纳米氧化锌用来替代火力发电,及时解决全球环境恶劣的问题。
氧化锌纳米材料制备及应用研究
氧化锌纳米材料制备及应用研究第一篇:氧化锌纳米材料制备及应用研究纳米ZnO的合成及光催化的研究进展摘要:综合叙述了以纳米ZnO半导体光催化材料的研究现状。
主要包括纳米光催化材料的制备、结构性质以及应用,同时结合纳米ZnO的应用和光催化的优势阐述了后续研究工作的主要的研究方向。
关键词:纳米;光催化;应用1.1 ZnO光催化材料的研究进展纳米氧化锌的制备技术国内外有不少研究报道,国内的研究源于20世纪90年代初,起步比较晚。
目前,世界各国对纳米氧化锌的研究主要包括制备、微观结构、宏观物性和应用等四个方面,其中制备技术是关键,因为制备工艺过程的研究与控制对其微观结构和宏观性能具有重要的影响[1]。
综合起来,纳米氧化锌的化学制备技术大体分为三大类:固相法、液相法和气相法。
1.1.1固相法固相法又分为机械粉碎法和固相反应法两大类,前者较少采用,而后者固相反应法,是将金属盐或金属氧化锌按一定比例充分混合,研磨后进行燃烧,通过发生固相反应直接制得超细粉或再次粉碎的超细粉。
固相配位化学反应法是近几年刚发展起来的一个新的研究领域,它是在室温或低温下制备可在较低温度分解的固相金属配合物,然后将固相产物在一定温度下热分解,得到氧化物超细粉。
运用固相法制备纳米氧化锌具有操作和设备简单安全,工艺流程短等优点,所以工业化生产前景比较乐观,其不足之处是制备过程中容易引入杂质,纯度低,颗粒不均匀以及形状难以控制。
王疆瑛等人[2]以酒石酸和乙二胺四乙酸为原料,采用固相化学反应法在450℃热分解4h得到具有纤锌矿结构的ZnO粉体,通过X射线衍射及透射电镜结果分析,合成的产物粒径均小于100nm,属于纳米颗粒范围,而且颗粒大小均匀,粒径分布较窄,并采用静态配气法对气敏特性的研究发现,对乙醇气体表现了良好的灵敏性和选择性。
1.1.2气相法气相法是直接利用气体或通过各种手段将物质变为气体并使之在气体状态下发生物理或化学变化,最后在冷却过程中凝聚长大形成超微粉的方法。
纳米ZnO抑菌性应用的研究进展
纳米ZnO抑菌性应用的研究进展抗生素的广泛使用解决了诸多感染问题,但也导致越来越多耐药菌的产生。
传统抗生素对耐药菌的杀伤作用不断减弱,使其威胁持续增加。
因此,为了对抗细菌日益增长的耐药性,迫切需要开发新的抗菌物质,寻找新的抗菌机制。
纳米金属材料以其独特的性质,慢慢展现出作为广谱抗菌剂的潜力,其中又以纳米氧化锌颗粒效果较好,可以通过产生活性氧、溶出锌离子以及直接接触等机制杀伤细菌。
基于此抗菌特性,纳米氧化锌在医疗、食品包装、纺织等领域具有巨大潜力。
本文将围绕纳米氧化锌的抑菌应用展开论述。
1医用创面敷料基于ZnO的抗菌活性,并且锌元素是伤口愈合的必需元素,可以促进角质细胞迁移[1],因此许多研究者将ZnO掺入创面敷料。
例如,在常见敷料细菌纤维素、聚酯尼龙中加入ZnO,其抑菌作用与纳米颗粒含量呈正相关,对细菌的生物膜具有显著抑制作用,可降低细菌嵌入生物膜导致的抗生素耐药性[2];Khorasani等[3]则在敷料材料水凝胶中同时加入壳聚糖与 ZnO,促进伤口愈合的同时,发挥后两者的协同抗菌作用。
2.口腔医学领域ZnO在预防牙龈感染、龋齿等口腔医学方面亦有应用。
符国富等[4]将ZnO改性后加入牙膏,以预防牙龈下细菌感染;相比于普通ZnO,该材料对金葡菌、绿脓杆菌、牙龈卟啉单胞菌的杀菌作用明显提升,且对正常细胞毒性低。
Barma等[5]利用印度三果提取物合成ZnO,产物对链球菌抑菌效果明显,可应用于牙科产品预防龋齿。
Garcia等[6]制备含ZnO的牙科黏合剂,既确保了材料强度,又对唾液中的链球菌有较好的抑制效果,有望成为下一代牙科黏合材料。
3.养殖业及农业养殖业领域,在饲料中加入ZnO已被用于预防仔猪断奶应激,但剂量过高易加重胰腺氧化应激。
使用ZnO可将剂量减少至十分之一,并有效调节肠道菌群[1]。
Radi等[2]在肉鸡饲料中用90mg/kg-1的ZnO可用于改善生长、肠道菌群等,且对肝肾功能无明显影响。
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】纳米氧化锌具有广泛的应用前景,本文主要介绍了其制备、表面改性以及在不同领域的应用。
在制备方法方面,介绍了常见的物理和化学方法;在表面改性技术方面,探讨了各种改性手段的优缺点;在应用方面,分别详细介绍了在光电器件、生物医药领域、环境保护等方面的应用情况。
通过对纳米氧化锌的研究,展望了其在未来的应用前景,并总结了目前的研究工作。
未来的研究方向包括优化制备方法、提高表面改性效果以及拓展更多的应用领域,以进一步发挥纳米氧化锌的潜力。
【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、前景展望、总结、未来研究方向。
1. 引言1.1 背景介绍纳米氧化锌是一种具有广泛应用前景的纳米材料,具有独特的物理和化学性质。
随着纳米技术的不断发展,纳米氧化锌的制备、表面改性及应用也逐渐成为研究的热点。
背景介绍部分将主要介绍纳米氧化锌的概念、特性以及在不同领域中的应用。
纳米氧化锌是一种直径在1-100纳米范围内的氧化锌纳米粒子,具有高比表面积和优异的光学、电学性能,被广泛应用于光电器件、生物医药、环境保护等领域。
纳米氧化锌的独特性质使其成为研究的热点之一,并在多个领域展现出巨大的应用潜力。
纳米氧化锌的制备方法、表面改性技术及应用领域的研究将有助于深入了解其在不同领域中的应用机理和潜在价值,为进一步拓展纳米氧化锌的应用领域提供重要参考。
对纳米氧化锌的制备、表面改性及应用进行系统性的研究具有重要意义,有望推动纳米氧化锌在各领域中的应用进一步发展和创新。
1.2 研究意义纳米氧化锌具有较小的粒径和特殊的表面性质,因此在光电器件、生物医药领域和环境保护等方面具有广泛的应用前景。
研究纳米氧化锌的制备、表面改性及应用,有助于深入了解其特殊性能和潜在应用领域,为相关领域的技术创新提供支持。
通过探索纳米氧化锌在光电器件中的应用,可以提高光电转换效率和性能稳定性,推动新型光电器件的发展。
纳米氧化锌作为光催化剂的研究
纳米氧化锌作为光催化剂的研究引言:光催化技术是一种高效、环保的废水处理方法,它利用光照下催化剂对有机污染物进行氧化降解。
纳米氧化锌是一种常用的光催化剂,其光催化性能强、稳定性好,因此在染料降解、水分解、CO2还原等领域得到广泛应用。
本文将从氧化锌的制备、光催化机理、性能提升等方面总结纳米氧化锌作为光催化剂的研究进展。
一、氧化锌的制备方法目前常用的氧化锌制备方法主要有溶液法、沉淀法、水热法、气相法等。
其中溶液法是最常用的方法之一,通过控制反应条件如温度、pH值、反应时间等来控制氧化锌的形貌和粒径。
水热法制备氧化锌具有简便、低成本的特点,在低温下可以得到纯相的纳米氧化锌。
沉淀法通过添加沉淀剂将产生的氧化锌沉淀下来,制备出纳米氧化锌颗粒。
二、纳米氧化锌的光催化机理纳米氧化锌的光催化机理主要通过光激发产生的电子空穴对实现。
当纳米氧化锌吸收光能激发产生电子和空穴时,它们会迁移到表面活性中心,参与氧化还原反应。
其中电子参与还原反应,而空穴参与氧化反应。
纳米氧化锌的禁带宽度较窄,能够吸收可见光和紫外光,因此在光催化中具有较高的活性。
三、纳米氧化锌的性能提升为了提高纳米氧化锌的光催化性能,研究者采取了多种方法进行功能化修饰。
常见的方法包括:掺杂、复合材料制备、表面修饰等。
掺杂是指将其他金属或非金属元素引入氧化锌晶格中,用于提高纳米氧化锌的光催化活性。
常见的掺杂元素有氮、铜、银等。
复合材料制备是将纳米氧化锌与其他材料结合制备复合催化剂,以提高催化性能。
常见的复合材料有纳米二氧化钛、纳米银等。
表面修饰是指通过改变纳米氧化锌的表面状态来提高光催化性能,如修饰导电材料、有机物等。
四、纳米氧化锌的应用领域纳米氧化锌作为光催化剂在许多领域得到了广泛的应用。
在染料降解领域,纳米氧化锌可以有效降解有机染料,如亚甲基蓝、罗丹明B等。
在水分解领域,纳米氧化锌可以吸光产生的电子用于水分解反应,从而产生氢气。
在CO2还原领域,纳米氧化锌可以将CO2还原为有机物,实现CO2的循环利用。
纳米zno的制备与应用
纳米zno的制备与应用
一、制备方法
1、水溶法:水溶法是制备纳米ZnO的简便方法,可采用连续(水-硝
酸甲酯)、隔离(亚硝酸乙酯或酒精-硝酸甲酯)分步法,在反应液中
向锌溶液添加过量浓硝酸,使溶液pH降低到≤2。
在搅拌条件下使锌溶
液和硝酸发生反应,形成纳米锌硝酸。
在增加浓乙醇或水的添加下硝
酸制备出不同的形貌的纳米ZnO粒子。
2、氧化还原反应:可以将氧化锌与还原剂进行氧化还原反应,从而在
一定pH范围内制备出纳米ZnO粒子,氧化还原反应过程可以由X射
线衍射、扫描电镜等表征分析仪表进行表征。
3、溶液浸渍法:它是把染料溶液,碱金属氢氧化物和无机酸比较平衡
地溶液等介质前加入Zn(II)离子,制备出具有不同形貌的纳米ZnO粒子,此法做法简便。
4、共沉淀法:将酸性和碱性的底物混合,随后向其中加入Zn(II)离子,在碱性底物的碳酸钙、硅酸钙的存在下,再缓缓加入氢氧化钾溶液,ZnO的纳米颗粒会在pH范围内沉淀到底物表面,即可得到纳米ZnO
粒子。
二、应用:
1、电子器件:ZnO纳米粒子具有较高的非线性折射率,此特性使其成
为数码电子器件中的主要组件。
纳米ZnO多晶硅材料具有优异的机械
强度和电磁介质性,因此其在可靠性和耐热性方面特别有利。
2、光学元件:纳米ZnO具有上至真空处的高反射率和强的抗紫外线能
力,因此应用于需要高反射和抗UV的光学元件。
3、量子点:纳米ZnO也被用于制造量子点,量子点具有非常独特的物理特性和电子特性,使其成为生物技术与材料学研究中重要的技术工具。
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。
纳米材料氧化锌的制备与应用
纳米材料氧化锌的制备与应用摘要:目的介绍纳米氧化锌的制备方法及其性能应用新进展。
方法对近年来关于纳米氧化锌的制备方法及其性能应用的相关文献进行系统性查阅,对其制备方法的优缺点进行分析,并对纳米氧化锌的几种应用、生产提出了展望。
结果氧化锌是一种高效、无毒性、价格低廉的重要光催化剂。
结论随着环境污染的日益它具有小尺寸效应、表面与界面效应、宏观量子隧道效应、量子尺寸效应等宏观材料所不具备的特殊的性能,使其在力学、磁学、热力学光学、催化、生物活性等方面表现出许多奇异的物理和化学性能,在生物、化工、医药、催化、信息技术、环境科学等领域发挥着重要作用。
纳米ZnO 由于粒子尺寸小,比表面大,具有表面效应、量子尺寸效应等,表现出许多优于普通氧化锌的特殊性能,如无毒和非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力等,在橡胶、陶瓷、日用化工、涂料、磁性材料等方面具有广泛的用途,可以制造气体传感器、荧光体、紫外线遮蔽材料、变阻器、图像记录材料、压敏材料、压电材料、高效催化剂等,备受人们重视1纳米氧化锌的主要制备技术及特点纳米ZnO 的制备方法有多种,可分为物理法和化学法。
物理方法有熔融骤冷、溅射沉积、重离子轰击和机械粉碎等,但因所需设备相对昂贵,并且得到粉体的粒径大等局限,应用范围相对狭小。
在工业生产和研究领域常用的方法为化学法,包括固相法、液相法和气相法。
液相法由于制备形式的多样性、操作简便、粒度可控等特点而备受关注液相法直接沉淀法在锌的可溶性盐溶液中加入一种沉淀剂(如Na2CO3 、NH3·H2O、(NH4) 2C2O4 等) ,首先制成另一种不溶于水的锌盐或锌的碱式盐、氢氧化锌等,然后再通过加热分解的方式制得氧化锌粉体。
此法的操作较为简单易行,对设备要求不高,成本较低,但粒径分布较宽,分散性差,洗除阴离子较为困难。
固相法固相化学反应法固相法制备纳米氧化锌的原理是将两种物质分别研磨、混合后,再充分研磨得到前驱物,加热分解得纳米氧化锌粉体。
纳米氧化锌制备及应用
纳米氧化锌的制备制备超微粉的途径主要有两类: 物理法和化学法, 其中, 化学法是纳米级粉体制备工艺中常用的合成手段, 具有成本低, 设备简单, 易放大进行工业化生产等特点。
化学沉淀法化学沉淀法是制备纳米粉体的主要方法, 依其沉淀方式可分为: 直接沉淀法和均匀沉淀法两种。
1.直接沉淀法直接沉淀法是使溶液中的某一种金属阳离子与沉淀剂直接发生化学反应而形成沉淀物。
其沉淀剂不同, 则其反应机理不同, 得到的沉淀物不同。
制备纳米ZnO 常用的沉淀剂有: 氨水(NH3 ·H2O) 、碳酸铵[ (NH4 ) 2CO3 ) 、草酸铵[ (NH4 ) 2C2O4 ] 、碳酸氢铵(NH4HCO3) 、碳酸钠(Na2CO3) 等,其工艺流程简图为:直接沉淀法得到的产物纯度较高, 其工艺简单, 操作方便, 对设备、技术要求不太高, 有较好的化学计量性, 生产成本较低, 易于放大进行工业化生产。
不足之处是: 粒子粒径分布较宽, 分散性较差, 有团聚, 且洗除原溶液中的阴离子较繁杂。
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、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, 而是通过化学反应让沉淀剂在整个溶液中均匀、缓慢地析出, 让沉淀物均匀生成。
目前, 制备纳米ZnO 常用的均匀沉淀剂有尿素[ CO (NH2 ) 2 ] 和六亚甲基四胺[ (CH2) 6N4 ] , 其反应机理(以尿素为例)为:CO (NH2) 2 + 3H2O= CO2 ↑+ 2NH3·H2OZn2 + + 2NH3·H2O= Zn (OH) 2 ↓+ 2NH4 +Zn (OH) 2= ZnO (s) + H2O ↑其工艺流程简图为:该法得到的沉淀物颗粒均匀而致密, 便于洗涤、过滤, 得到的终产物组成均匀, 粒子粒径分布窄, 分散性好, 其工业放大看好。
其缺点是: 阴离子的洗涤较复杂, 有团聚现象出现。
纳米氧化锌的制备与应用
纳米ZnO粉体的制备方法与应用一、引言纳米科技是20世纪80年代末诞生并迅速发展和渗透到各学科领域的一门崭新的高科技技术,纳米技术的飞速发展极大的推动了材料科学的研究与发展,而纳米材料研究的一个重要阶段就是纳米粉体的制备。
纳米粉体泛指粒径在1~100nm范围内的粉末。
由于纳米粉体的晶粒小,表面曲率大或表面积大,存在小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应等基本特性,这些特性使得纳米材料有着传统材料无法比拟的独特性能和极大的潜在应用价值[1]。
纳米ZnO粉体是一种新型高功能精细无机产品,由于具有纳米材料的一些特性,使其与普通ZnO相比展现出许多特殊的性质,如无毒和非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力等,因而具有广阔的应用和发展空间。
纳米ZnO粉体的制备方法很多,基本可分为固相法、液相法和气相法三大类,各类方法均具有自身的优势,在研究和生产中也得到了广泛的应用。
二、纳米ZnO粉体的制备方法1、固相法[2]利用NaOH和Zn(NO3)2·6H2O,置于研钵内充分研磨,生成前驱体Zn(OH)2,经过滤、洗涤、沉淀、烘干,于600℃温度下烧结,即可得到色泽良好,球形颗粒,外观规则,无团聚现象的纳米ZnO粉体产品,其颗粒尺寸为20~50nm。
2、气相法(1)化学气相氧化法[3]以氧气为氧源,锌粉为原料,在高温下(550℃以上),以N2为载气,进行氧化反应。
该法制得的纳米ZnO粉体,粒径介于10—20nm之间,产品分散性好,但产品纯度较抵,有原料残余.(2)激光诱导化学气相沉淀法[3]利用反应气体分子对特定波长激光束的吸收,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。
纳米ZnO的制备是以惰性气体为载气,以锌盐为原料,用CWCO2激光器为热源加热反应原料,使之与氧反应而得到纳米ZnO。
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。
兰石中科纳米氧化锌
兰石中科纳米氧化锌兰石中科是一家专注于纳米材料研发与应用的创新型企业,其主打产品之一就是纳米氧化锌(Nano Zinc Oxide)。
纳米氧化锌作为一种重要的半导体材料,在互联网技术、商业以及技术应用等领域具有广泛的应用前景。
1. 互联网技术方面:纳米氧化锌在互联网技术中发挥着重要作用。
互联网的迅速发展带动了诸多智能设备的兴起,而纳米氧化锌的应用可以提供更好的性能和功能。
例如,纳米氧化锌被广泛应用于触摸屏技术中,其优异的光电性能使得触摸屏可以更加敏锐和精准地响应用户的指令,提升用户的操作体验。
此外,纳米氧化锌还可以用于高效能够显示器(LCD)的背光源,为用户提供更清晰、更亮丽的图像显示效果。
2. 互联网商业方面:随着电商的蓬勃发展,纳米氧化锌也被应用于互联网商业行业。
由于纳米氧化锌具有较高的抗菌性能和防晒能力,许多在线购物平台的商家将其应用于纺织品和美妆产品中。
纳米氧化锌纤维材料可以有效杀灭细菌,具有抗菌抑菌的功能,进一步提高产品的品质和安全性。
同时,纳米氧化锌还可以作为防晒成分,为用户提供有效的紫外线防护。
3. 技术应用方面:纳米氧化锌在技术应用领域有着广泛的应用前景。
首先,纳米氧化锌具有较高的光催化性能,可以用于环境治理领域。
例如,纳米氧化锌可以通过光催化作用分解污染物,净化空气和水源,使环境更加清洁和健康。
此外,纳米氧化锌还可以应用于电池材料、传感器、柔性显示等领域,为技术应用提供更高的性能和稳定性。
总结:综上所述,兰石中科的纳米氧化锌在互联网技术、商业以及技术应用等领域有着广泛的应用前景。
其在触摸屏、LCD背光源等方面的应用能够提升用户体验,而在电商行业中的应用则提高了产品的品质和安全性。
此外,纳米氧化锌还在环境治理、电池材料、传感器等领域发挥着重要作用。
随着科技的不断进步和创新,纳米氧化锌必将在互联网技术和商业领域中继续发挥重要作用。
纳米氧化锌的制备及应用
纳米氧化锌的制备及应用
纳米氧化锌(ZnO)是一种重要的二维非金属半导体纳米材料,可应用于传感器、光电子器件、非线性光学器件、荧光粉及生物传感器,既可有很好的特性又可在大量生产中实现实际应用。
根据结构形态而定,纳米颗粒形状可分为板条状、线形、长针形、螺旋状、柱状等几种形状。
纳米氧化锌的制备常用的方法包括溶胶—凝胶法和溶胶—冻胶法,这些方法的共同优点是快速,成本低廉,两种获得的结果也比较可靠。
纳米氧化锌在功能材料上应用极为广泛,最突出的应用应该是其生物感应性和光催化的功能。
除此之外,它还可用于光有源器件、电机磁体及水净化行业。
纳米氧化锌还能释放出氧离子,并生成臭氧气体,同时能快速杀灭有害物质馒头,有助于保持室内空气某洁净,也可有效杀灭室内各种有害生物及耐热再生造纸领域的各种有害物质。
纳米氧化锌作为一种功能材料,越来越受到人们的关注和重视,制备出来的 ZnO具有锐利的照明和特殊物理化学功能,它可以用于传感器、光电子器件、非线性光学器件、荧光粉及生物传感器等广泛领域。
但是,由于其制备条件较复杂,而且ZnO相对较容易污染,这也成为ZnO纳米技术发展的瓶颈所在,需要进一步改善。
制造纳米氧化锌及其新应用关键技术
制造纳米氧化锌及其新应用关键技术嘿,朋友!想象一下,在一个充满奇思妙想的实验室里,一群科学家正忙碌地摆弄着各种仪器,他们正在探索的,正是那神秘又神奇的纳米氧化锌。
你可能会好奇,这纳米氧化锌到底是啥?别急,让我给你慢慢道来。
先来说说制造纳米氧化锌的过程,那可真是一场微观世界的奇妙冒险。
科学家们就像是一群微观世界的建筑师,精心设计和搭建着纳米氧化锌的“大厦”。
他们把各种化学物质混合在一起,然后通过一系列复杂而又精确的操作,让氧化锌的颗粒变得超级小,小到只有纳米级别。
这过程就好比是把一块大蛋糕切成无数个极其微小的小块,只不过这里切的不是蛋糕,而是氧化锌。
在这个过程中,仪器设备发出的嗡嗡声,仿佛是它们在低声诉说着制造的秘密。
科学家们专注的眼神,紧紧盯着实验的每一个变化,他们的手快速而又准确地操作着各种按钮和旋钮,那模样,就像是在指挥一场微观世界的交响乐。
“哎呀,这次的温度好像不太对!”一位年轻的科学家着急地说道。
“别慌,咱们再调整调整。
”旁边经验丰富的老科学家沉稳地回应。
经过无数次的尝试和改进,纳米氧化锌终于被成功制造出来啦!那这纳米氧化锌有啥新应用呢?这可多了去了!比如说,在防晒产品中,纳米氧化锌就像是一个个小小的盾牌,能够有效地阻挡紫外线的入侵。
它可比传统的防晒成分更加温和,不会给皮肤带来太大的负担。
想象一下,当你在夏日的阳光下尽情玩耍时,纳米氧化锌就在默默地守护着你的肌肤,是不是很贴心?在医疗领域,纳米氧化锌也大显身手。
它可以帮助药物更精准地到达病变部位,就像是一个个聪明的小快递员,准确无误地把“包裹”送到目的地。
还有呢,在电子设备中,纳米氧化锌能够提高显示屏的清晰度和性能,让你看视频、玩游戏的时候更加过瘾。
这就好比给你的手机或者电脑装上了一双超级锐利的眼睛,让一切都变得清晰明亮。
你可能会问,这纳米氧化锌真有这么厉害?那还用说!它的应用潜力还在不断被挖掘,未来还会给我们带来更多的惊喜。
总之,纳米氧化锌的制造和新应用,就像是打开了一扇通往微观神奇世界的大门。
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,其粒径介于1~100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。
本文将对本公司生产的纳米氧化锌从制备方法、性能表征、表面改性以及目前所开发的应用领域方面进行较为详细的介绍。
一、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)、间接法(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。
我公司采用湿化学法(NPP-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,可以制备不同纯度、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。
二、纳米氧化锌的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。
清华大学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。
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。
纳米氧化锌的制备及其应用
纳米氧化锌的制备及其应用学生姓名:学号:专业:材料与冶金工程系班级:材料0702指导老师:日期:2010年6月22日摘要纳米氧化锌作为一种功能材料,有着许多有益的性能和广泛的应用。
通过对纳米氧化锌的主要制备技术过程和工艺特点,介绍了纳米氧化锌在各个领域的应用,最后对未来的应用前景提出看法.关键词:纳米氧化锌,制备,应用,前景前言近年来 ,纳米材料因其独特的物理化学作用而被广为重视 ,并逐步应用于各个领域,纳米氧化锌粒子作为联系宏观物体及微观粒子的桥梁 ,其潜在的重要性毋庸置疑 ,一些发达国家都投入大量资金开展预研究工作 ,国内的许多科研院所、高等院校也组织科研力量 ,开展纳米材料的研究工作。
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 ,其粒径介于1~100nm,由于具有纳米材料的结构特点和性质 ,使得纳米氧化锌产生了表面效应及体积效应等 ,从而使其在磁、光、电、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。
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。
纳米氧化锌的制备与应用研究
纳米氧化锌的制备与应用研究近年来,纳米材料已成为科学研究和产业创新的热门领域之一。
其中,纳米氧化锌作为一种具有独特性能和广泛应用前景的材料,备受关注。
本文将从纳米氧化锌的制备方法、性质及其应用研究等方面进行探讨。
一、纳米氧化锌的制备方法纳米氧化锌的制备方法多种多样,如水溶液法、热分解法、水热法、溶胶-凝胶法、流化床法、化学气相沉积法等。
其中,水溶液法是一种简单易行、低成本、环境友好的制备方法,在工业应用中具有广泛的应用前景。
水溶液法首先需要准备金属氧化物前体,将其溶于适量的溶剂中得到前体溶液。
随后,在溶液中加入还原剂,如葡萄糖、乙二醇等,通过还原剂的还原作用,使氧化物前体得到还原,形成金属离子。
最后,加入表面活性剂等助剂,通过改变温度、LED等条件控制反应条件,使金属离子聚集形成纳米颗粒。
二、纳米氧化锌的性质纳米氧化锌具有许多独特的物理和化学特性。
首先,纳米氧化锌具有特殊的光电性能,能吸收紫外线并发生荧光,有望在太阳能电池、LED等领域得到广泛应用。
此外,纳米氧化锌具有优异的晶体结构和完整的晶面,具有高比表面积和活性位点,能更好地与其他分子结构发生反应,具有显著的催化性能和气敏性能。
此外,纳米氧化锌还具有优异的生物兼容性和生物活性,能有效促进组织工程和药物控释等方面的研究。
三、纳米氧化锌的应用研究目前,纳米氧化锌的应用研究领域非常广泛,主要包括以下几个方面:1、光电器件领域。
纳米氧化锌具有特殊的光电性能,具有吸收紫外线并发生荧光的作用,有望在太阳能电池、LED等领域得到广泛应用。
2、催化应用领域。
纳米氧化锌具有优异的晶体结构和高比表面积,能更好地与其他分子结构发生反应,具有优异的催化性能和气敏性能。
因此,纳米氧化锌在催化剂、氧化剂和气体传感器等领域具有广泛的应用前景。
3、生物医学领域。
纳米氧化锌具有优异的生物兼容性和生物活性,能有效促进组织工程和药物控释等方面的研究。
因此,纳米氧化锌在基因传递、肿瘤治疗、药物输送等方面具有重要价值。
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Hale Waihona Puke ( ) 作过 程 一 操例 1将 月 醋酸 锌 ): ( 酸 )l: 混 合 , 于研 ( N草 = 1 置
1 . 诱导 化学 气相沉 积法 激光
钵 中充分研磨 3 mn然后在 7 %下干燥数小时 , 到 0 i, 0 得
例 4 分 别称 量 固体 Z (3 和 C (H) 加 蒸馏 水 式碳 酸锌 。碱式 碳酸 锌焙 解控 制 生成 超 细活性 氧 化锌 n0 ON 2, 配成 一定 浓度 的溶液 2 0 ,通过 搅 拌使 之 分 别完 全 适 宜 的 温 度 和 时 间 ,产 品 中 氧 化 锌 的 质 量 分 数 为 5mL
【 关键词 】 纳米氧化锌 制备 应用
一
理 化 性 能
纳米 级 氧化锌 (n 1 10n )是 当前应用 前 景较 Z 0,— 0 m ,
常用 的导 电微 粉 的缺点 是均 呈黑 色 , 制 了使用 范 限
围 ,为 此需 要开发 白色或浅 色 导 电微粉 以满足 不 同用
途的需求 ,n Z 0导电微粉正是在这种背景下产生的。 制 备过程是 :在真空条件下加热添加金属镓的氧化锌混 表面积急剧增加 , 表面分子排列 、 电子结构和晶体结构 合 粉 , 镓 固溶进 氧化 锌 的晶格 中 , 使 同时也保 证 了在 低 都 发 生变 化 , 由于 粒子 尺 寸 小 , 比表 面积 大 , 有 表 面 具 氧 压下加 热 , 获得导 电性较好 的 Z 电微粉 。此法 n0导 效 应 、 尺 寸效 应 、 子 尺寸效 应 和宏 观量子 隧 道效 应 小 量 制 造 简单 、 本 低 廉 、 电性较 好 , 有 极 好 的应 用 前 成 导 具 等 , 而 具有 一 系 列优 异 的物理 、 学 、 面 和界 面 性 从 化 表 景 。此 外也 可采 用化 学气相 沉 积法 或等 离 子焙 解添 加 质, 在磁 、 、 、 化等方 面应 用广泛 。 光 电 催 铝 等方法 制备 出导 电氧化锌 微粉 。 二 工艺 开发 3 固相法 .
业 化制 备方 法之 一 。
2 n .Z 0导 电微 粉
拌, 生成物 用离 心机 进行 离心 , 用去 离子 水 和无 水 乙 并
醇进行 洗涤 , 放人 6 %的烘箱 中进行 干燥 , 到前驱 物 。 0 得
苏 盐 科 技
J n s a cec &T c nl y i guSlSine eh o g a t o
1 8
苏 盐 科 技
21 0 2年 9月
纳米氧化锌 的开发与应用
汪 多仁
( 国石 油吉林 石化 公 司 , 中 吉林 吉林 120) 3 11
【 要 】 纳米级氧化锌 , 摘 由于比表 面积 大, 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 等领域 应 用广泛 。本 文介 绍 了纳米氧化 锌 的制备 方法 、 术指 标和应 用领域 , 纳米氧化 锌 技 为 的发展 提供 参考 。
0. o/, 6m l| I 硅片 为基 片 , 载气 体为 压缩 空气 , 用 喷雾 采
热 分解 方法 制备 纳米 Z 0薄膜 。通过加 热器 使基 片 的 的比例混合 , n 置于研钵 中充分研磨 3 mn 然后在 7 ℃ 0 i, 0 温 度保 持在 4 0 ,严格 控制气 雾 和载气 的流量 流速 , 下干燥数小时 , 0% 得到前驱化合物。前驱化合物经 4 0 5℃ 恰使雾滴均匀分布在基片表面上 ,使硝酸锌完全氧化 热解 , 制得纳米 Z 0粉体 。 n 分 解是 制备 Z 0薄膜 的重要 条件 之一 。喷雾 热分 解法 n
锌。
低, 实验 设备 简单 , 艺流 程短 , 工 操作方 便 。且粒度 分 布
均 匀 , 团聚 现象 , 业化 生产前 景乐 观 。 无 工 例 2或是 将 N ( 酸锌 ): ( 醋 妇 乙二胺 四乙酸 ) 1: = 1
以 硝 酸 锌 等 锌 盐 为 主 要 原 料 ,浓 度 为 0. 4
前 0  ̄热 制 n 原 理是 利用 反应 气体 分子 对特 定波 长激 光束 的吸 前 驱 化合 物 , 驱 化合 物 经 4 0C 解 , 得 纳米 Z 0 收, 引起 气体 分 子 激光 光 解 、 解 、 敏 化 和激 光 诱 导 粉 体 。 热 光
化 学合 成反 应 , 一定 反应条 件下合 成超 细粒 子 。 在
例 3 前 驱 物 的制 备 取 浓 度 分 别 为 O1 oL . l、 m / 容 易 控制 膜厚 的均 匀度 , 膜 的生长 速度 比较 快 , 薄 此法 05 oL 1 m l .m  ̄ 、. o/ 0 L和 1 m l . oL的锌 盐溶 液 , 5 / 在磁 力搅 拌 具 有较 高 的热解 速度 和效率 ,是 Z 0薄膜有 潜力 的产 的条件 下迅 速加 入 1 m l n . o 的氢氧 化钠溶 液 ,并 强烈 搅 0
第 3期
l 9
将 制 得 的 前 驱 物 分 别 在 2 0 、0  ̄ 4 0C和 N C 3 和溶液 I( n O ): ( H H O ) l: . 至 0 % 3 0C、0  ̄ HH O 饱 力 Z S 门 N C 3= 24 ] D 为 68~ ., H . 72保温 陈化 2h 减压过 滤 , , 洗涤 沉淀 得碱 5 0C的条件下 焙烧 2 , 到纳 米 Z O粒 子 。 0 ̄ h得 n
以草 酸和醋 酸锌 为原 料 ,用 室温 固相 反应 首 先制
该 法是 以惰 性气 体 为载气 , 以锌盐 为原 料 , 用激 光 备前驱物二水合草酸锌 ,然后在微波场辐射分解得到 器 为热 源加 热 反应原 料 ,使 之与 氧反应 生 成超 细 氧化 纳 米氧 化锌 , 平均粒 径约 为 8 m。室 温 固相 反应法 成本 n