纳米氧化镍、氧化锌的合成新方法

纳米氧化镍、氧化锌的合成新方法
纳米氧化镍、氧化锌的合成新方法

无机化学学报

JOURNAL OF INORGANIC

CHEMISTRY

1999年 第1期 No.1 1999

纳米氧化镍、氧化锌的合成新方法

俞建群 贾殿赠 郑毓峰 忻新泉

以草酸和醋酸盐为原料,用室温固相化学反应首先合成出前驱配合物二水合草酸镍和二水合草酸锌,进而二水合草酸镍和二水合草酸锌分别在380℃和460℃热分解2 h,得到产物纳米氧化镍和氧化锌。用X-射线粉末衍射、透射电镜对产物的组成、大小、形貌进行表征。结果表明,产物纳米氧化镍为球形立方晶系结构,平均粒径均为40 nm左右,产物氧化锌为粒度分布均匀的球形六角晶系结构,平均粒径约为20 nm。

关键词:纳米氧化物 氧化镍 氧化锌 固相反应

 

A NOVEL PREPARATION ROUTE TO

NANOCRYSTALLINE NICKEL OXIDE AND ZINC OXIDE

YU Jian-Qun JIA Dian-Zeng ZHENG Yu-Feng

(Chemistry Department, Xinjiang University, Wulumuqi 830046)

XIN Xin-Quan

(Coordination Chemistry Institute, State Key Laboratory of Coordination Chemistry,

Nanjing University, Nanjing 210093)

NiO and ZnO nanocrystalline materials were obtained by decomposition of precursors

NiC2O4.

2H2O and ZnC2O4

.

2H2O at 380℃、 460℃. The reaction precursors were synthesised by

solid state reaction of H2C2O4.

2H2O with Ni(Ac)2

.

4H2O and Zn(Ac)2

.

2H2O at room temperature.

TEM studies show that the NiO and ZnO crystalline in cubic and hexagonal structure with spherical parties and uniform size distribution of 40 nm and 20 nm.

Keywords:nanocrystalline oxide nickel oxide zinc oxide solid state reaction

经过十多年的研究,固相配位化学反应已在合成化学中取得许多好的结果并日益渗透到材料学科中,合成得到了一系列新颖的金属配合物、原子簇合物、非线性光学材料等[1~3]。固相配位化学反应不仅是无溶剂反应,而且许多反应可在室温或低温条件下发生,因此从原料的使用,合成条件及合成工艺等方面考虑,利用固相配位化学反应法合成新颖材料具有其潜在的优点。

纳米微粒是颗粒尺寸为纳米量级(1~100 nm)的超细微粒,其本身具有量子尺寸效应、表面

效应和宏观量子隧道效应等,因而展现出许多特有的性质和功能。随着对纳米粉体性能研究的深入,纳米粉体的制备方法应运而生,概括起来可分为物理法和化学法,化学法主要有溶胶-凝胶法、微乳法、化学沉淀法、醇解法等[4]。这类方法的特点均是首先在液相制得前驱物,而后前驱物经干燥、焙烧等步骤获得相应的纳米氧化物。最近,我们在研究固相配位化学反应的基础上,将室温固相配位化学反应应用于纳米材料的合成中,提出一步室温固相化学反应合成纳米材料的新方法,用此新方法已制得纳米CuO、 ZnS、 CuS、 PbS、 CdS等[5,6]。纳米氧化镍、氧化锌具有广泛的用途,本文提出应用室温固相配位化学反应首先制得前驱物,进而前驱物经热分解得纳米NiO、 ZnO的新方法。与现有文献报道的液相方法相比,该法克服了传统湿法存在团聚现象的缺点,同时也充分显示了固相合成反应无需溶剂、产率高、反应条件易掌握等优点。

1 实验部分

1.1 试剂、仪器和测试

乙酸镍、乙酸锌、草酸均为分析纯。

固相合成前驱配合物的C、H含量由PE-240C型自动元素分析仪测定:TG-DTA分析由PE-DTA1700型热分析仪测定,Al2O3为参比,升温速率10°/min,静态空气;XRD谱由中国丹东Y-4Q型 X-射线衍射仪测定,Cu靶;TEM图由日本理学JEM-1000型透射电子显微镜测定。

1.2 前驱物的制备

分别准确称取以摩尔比1∶1的草酸和Ni(Ac)2.4H2O或Zn(Ac)2.2H2O,置于研钵中,充分研磨30 min,固相产物在烘箱中于70℃真空干燥4 h,得前驱物NiC2O4.2H2O、ZnC2O4.2H2O。 1.3 纳米NiO、 ZnO的制备

由前驱物的热分析得NiC2O4.2H2O、 ZnC2O4.2H2O的热分解温度分别为380℃和460℃。将NiC2O4.2H2O、 ZnC2O4.2H2O置于马福炉中加热升温至分解温度,保持2 h,即得纳米NiO、 ZnO。

2 结果与讨论

2.1 前驱物的元素分析

前驱物元素分析结果列于表1,由表1可看出实验值与理论值基本吻合,说明由室温固相化学反应制得的前驱配合物符合化学式MC2O4.2H2O(M=Ni、Zn)。

表1 前驱物的元素分析数据

Table 1 Elemental Analysis Date of Precursor

precursor

C H calc.exp.calc.exp.

NiC2O4.2H2O13.1512.97 2.21 2.59 ZnC2O4.2H2O12.6812.81 2.13 2.12

2.2 前驱物的热重与差热分析

前驱物二水合草酸锌的TG和DTA曲线如图1b所示,由图1b可知,二水合草酸锌在460℃分解完全,其热失重分两步,第一步失去结晶水,实际失重率19.03%与理论失重率19.02%吻合很好;第二步草酸锌完全分解得到最终产物氧化锌,实际产率42.26%与理论量42.96%基本一致。由此确定二水合草酸锌的热分解温度为460℃。按同样方法确定二水合草酸镍的分解温度为380℃,其TG和DTA曲线图1a所示。

 

图1a 二水合草酸镍的TG-DTA曲线 Fig.1a TG-DTA curve of NiC2O4.2H2O 图1b 二水合草酸锌的TG-DTA曲线 Fig.1b TG-DTA curve of ZnC2O4.2H2O

2.3 纳米NiO、 ZnO的X-射线分析和透射电镜形貌分析

图2a、图2b分别为NiO和ZnO的X-射线粉末衍射图谱,由图可知,纳米NiO、 ZnO的峰位

置与强度均与JCPDS卡上的立方相NiO和六角相ZnO的数据基本一致,但产物的衍射峰宽度稍

大于分析纯样品的衍射峰宽度。

图2a 氧化镍的X-射线粉末衍射图

Fig.2a X-ray powder diffraction pattern of NiO a)analytic grade NiO b)nanometer NiO 图2b 氧化锌的X-射线粉末衍射图

Fig.2b X-ray powder diffraction pattern of ZnO a)analytic grade ZnO b)nanometer ZnO

图3a、 图3b分别给出了纳米NiO、 ZnO的透射电镜照片。由图可知,由前驱物二水合草酸镍和二水合草酸锌经热分解制得的纳米NiO和ZnO粒子形貌呈球形,粒度分布均匀,NiO的平

均粒径约为40 nm,ZnO的平均粒径约为20 nm,均无明显的团聚现象。

图3a 纳米氧化镍透射电镜图 Fig.3a TEM picture of nanometer NiO

图3b 纳米氧化锌的透射电镜图 Fig.3b TEM picture of nonometer ZnO

3 结论

用低热固相配位化学反应首先合成前驱配合物,进而前驱物经热分解制备纳米氧化物是一种简单可行的方法。该法克服了传统湿法存在团聚现象的缺点,同时也充分显示了固相合成反应无需溶剂、产率高、反应条件易掌握等优点。

分类号:O614

国家自然科学基金资助项目(No.29861002)。

作者简介 第一作者:俞建群,女,26岁,硕士研究生;研究方向,固相配位化学。

贾殿赠 通讯联系人。

作者单位:俞建群 贾殿赠 郑毓峰(新疆大学化学系,乌鲁木齐 830046)

忻新泉(南京大学配位化学研究所,配位化学国家重点实验室,南京 210093)

参考文献

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收稿日期:1998-01-12。 收修改稿日期:1998-03-22。

纳米氧化镍、氧化锌的合成新方法

作者:俞建群, 贾殿赠, 郑毓峰, 忻新泉, YU Jian-Qun, JIA Dian-Zeng, ZHENG Yu-Feng, XIN Xin-Quan

作者单位:俞建群,贾殿赠,郑毓峰,YU Jian-Qun,JIA Dian-Zeng,ZHENG Yu-Feng(新疆大学化学系,乌鲁木齐,830046), 忻新泉,XIN Xin-Quan(南京大学配位化学研究所,配位化学国家重点实验室,南京,210093)

刊名:

无机化学学报

英文刊名:JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY

年,卷(期):1999,""(1)

被引用次数:117次

参考文献(6条)

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6.俞建群.贾殿赠.夏熙查看详情 1998(02)

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金属纳米氧化物是一类具有广泛用途的纳米材料,由于其本身具有量子尺寸效应,小尺寸效应,表面效应,宏观量子隧道效应等,使其具有明显优于本体材料的性能,本文介绍了纳米氧化镁、氧化镍、氧化铈的国内外研究现状;分析了溶胶凝胶法的分类、原理以及优缺点;分别以主族金属Mg,过渡金属Ni,稀土金属Ce为代表,使用溶胶凝胶法制备了上述金属元素的纳米氧化物,对其结构和组成进行了表征,对反应条件进行了改进和优化,并对其某些方面的应用进行了研究。

以苹果酸和硝酸镁为原料,采用溶胶一凝胶法(sol-gel)制备了氧化镁纳米晶。根据制备条件的不同,粒径可在7-20nm之间。采用傅立叶红外光谱(FT-IR)、热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对凝胶的组成和热分解过程,凝胶和样品的物相组成以及样品的形貌、粒径大小、分布情况进行了分析;考察了原料配比、煅烧温度和时间、溶液初始pH值、乙醇用量对样品形貌和粒径的影响。结果表明,硝酸镁与苹果酸的摩尔比为1∶1,5,煅烧温度在500~700℃,煅烧时间为3h,溶液初始pH值在3~7,V<,乙醇>∶V<,水>为1∶4时为最佳反应条件;纳米氧化镁的生成可能与NH<,4>NO<,3>的存在有较大关系,NH<,4>NO<,3>的存在有利于粒子间的细化,减小了粒子问的团聚;纳米氧化镁在紫外区有较大的吸光度,紫外可见光谱(UV-Vis)表明,纳米氧化镁的紫外屏蔽性能优于普通的氧化镁粉体,铕离子的掺入能明显提高纳米氧化镁的紫外屏蔽性,并对其原因进行了分析。

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本论文简要介绍了纳米粒子的基本性质,纳米氧化镍的基本特性、用途、国内外研究现状以及纳米氧化物的主要制备方法。重点是通过纳米粉体制备过程及其表面改性的理论分析

,对纳米氧化镍粉体制备和粉体表面改性做了相应的试验研究。

论文首先对直接沉淀法制备纳米氧化物粉体的几个基本工艺过程进行了简要分析;然后通过对沉淀反应过程中影响纳米氧化镍镍收率和产品粒径的主要因素进行单因素和正交试验研究,得到影响纳米氧化镍镍收率和产品粒径的主次顺序,并且确定了直接沉淀法制备纳米氧化镍的较优惠的工艺条件组合;分别采用表面活性剂硬脂酸钠和硅烷偶联剂(KH570)对直接沉淀法制得的纳米氧化镍粉体进行表面改性的试验研究,通过单因素和正交试验研究,得到两种表面活性剂较优惠的改性工艺条件组合,并且对比两种表面活性剂的改性效果。

结果表明:

(一)以六水合氯化镍为原料、碳酸钠为沉淀剂,采用直接沉淀法,通过沉淀反应,陈化、过滤、洗涤、干燥、煅烧等过程,制备纳米氧化镍的工艺技术路线是可行的,经试验分析及其综合反应过程中的镍收率和产品粒径,得到沉淀反应过程适宜的工艺条件组合是:反应温度50℃,沉淀剂用量1.1:1,沉淀剂浓度0.4mol/L,反应时间30min适宜的焙烧条件是

:400℃下焙烧2小时;此时镍收率在95%左右,产品粒径在15nm左右。

(二)分别用硬脂酸钠和硅烷偶联剂(KH570)对制备出的纳米氧化镍粉体进行表面改性试验研究,通过单因素和正交试验得到纳米氧化镍粉体表面改性过程较适宜条件:1、硬脂酸钠

:改性温度40℃,改性pH值为4,改性时间50min,改性剂用量6%;2、硅烷偶联剂(KH570):改性温度50℃,改性pH值6,改性时间30min,改性剂用量8%。

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本论文的工作主要分为三个部分进行:

第一部分,金属阳极溶解法制备纳米材料前驱体。通过金属镍电极在乙醇中的电化学行为研究发现,当电位高于一定值时,金属在乙醇中会发生溶解现象,并且导电盐中的卤离子对金属溶解有促进作用。在无水醇体系中加入少量的导电盐及乙酰丙酮,采用金属阳极溶解法,控制电解温度在30-40℃,电合成NiO及ZnO的前驱体-金属醇盐的配合物。

第二部分,纳米氧化物(NiO、ZnO)的制备、表征及条件探索。电解液直接经溶胶-凝胶工艺得到高质量的凝胶,然后将凝胶干燥,煅烧即可分别得到纳米NJO、ZnO粉体。同时对比了不同前驱体和水解方式制备纳米材料的异同。粉体的X-射线粉末衍射结果说明分别得到了立方NaCl结构的NiO和六方ZnS结构的ZnO。粉体的透射扫描电子显微镜照片显示,粉体的分散性好、粒径分布均匀,平均粒径NiO为10-20nm,ZnO为5-10nm。

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.4.DTA分析发现,氧化铁纳米丝阵列在830℃左右存在一个可逆的吸热-放热峰,而在我们采用溶胶-凝胶法制备的氧化铁粉术中没有出现这一可逆峰位.5.光催化性能测试表明:氧化钛纳米丝阵列的光催化性能优于氧化钛纳米膜的.可能存在两个原因:氧化钛纳米丝具有比氧化钛纳米膜更大的比表面积;氧化钛纳米丝的光学带隙大于氧化钛纳米膜的,带宽的增加,使得价带电子电

位变得更正,导带电位变得更负,这实际上增加了光生电子和空穴的氧化还原能力,提高了半导体光催化氧化有机物的活性.6.采用电化学沉积的方法在有序的多孔氧化铝模板中组装了氧化镍纳米丝阵列,SEM、TEM和SAED照片显示组装的多晶氧化镍纳米丝是连续的、致密的、相互平行和有序的.热重分析表明在氧化铝模板孔道中氢氧化镍的分解较慢.光吸收性能测试表明,氧化镍纳米丝阵列的光吸收边相对于块体材料没有发生明显的迁移.7.采用水浴条件下进行电化学沉积可以一步合成氧化镍纳米丝阵列,而不需要后面的热处理部分.

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近年来烷烃氧化脱氢制相应烯烃的问题引起了人们的关注。由于乙烷分子比较稳定,因而需要高活性的催化剂才有可能在较低温度下使其反应。

文献中报道的乙烷氧化脱氢制乙烯(ODHE)催化剂大多是常规尺寸的催化剂,反应温度一般也比较高[1,2]。前期研究表明,氧化镍具有较好的ODHE的低温性能[3,4],它在400℃的反应温度下即可得到13%的乙烯收率。

本文报道了不同方法制备的纳米氧化镍催化剂在ODHE反应中良好的低温催化性能,并考察其晶相结构,同时与常规氧化镍催化剂进行了比较,试图寻求更有效的低温ODHE催化剂。

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海藻酸盐是从褐藻中提取的一种可生物降解的高分子材料,可以与二价阳离子形成“蛋-盒”结构而形成凝胶而被广泛应用于纤维纺织、印染,重金属或过渡金属离子的吸附与处理等方面。本研究将纳米材料科学与海藻酸钠的应用相结合并综合运用,讨论了以海藻酸钠为原料制备海藻酸铁纤维以及氢氧化镍和氧化铜纳米粒子的原理及产物结构,从而研究了利用海藻酸钠处理重金属或过渡金属的方法。研究主要包括三部分:

1.用自制的湿法纺丝设备制备了海藻酸钙纤维和海藻酸铁纤维,提出了影响纤维各项性能的因素并分析了具体原因。根据对海藻酸盐纤维的研究和对不同工艺条件下得到的纤维进行拉伸性能测试和扫描电镜结构分析,确定了用海藻酸钠进行湿法纺丝的最佳条件:海藻酸钠溶液浓度为4-6%,温度为50-55℃,凝固浴浓度为4~5%,温度为40~50℃以及适当的纺丝速度和牵伸比能得到性能较好的海藻纤维。海藻酸铁纤维的平均断裂强度21.33cN.tex-1。确定了海藻酸钠G单元上的羧基、羟基与M2+之间的作用,证实了“蛋-盒”螯合结构的存在;确定了G单元上的羧基、羟基与M3+之间类似于“蛋-盒”螯合结构作用的存在,为海藻酸铁纤维的制备提供了理论依据。

2.在高纯氮气的保护下对湿法纺丝制备的海藻酸铁纤维进行了不同温度下的长时间煅烧,制备纳米铁粒子/多孔碳复合纤维材料。确定了煅烧温度以及煅烧时间与制得的产物中的铁粒子的尺寸的关系,结果表明:在300℃左右处理时得到的纳米铁粒子的尺寸最小;通过等温吸附曲线确定了煅烧温度以及煅烧时间对制得的产物中的多孔碳的微孔的尺寸以及多孔碳的表面积的影响,发现在600℃下处理时得到的无定形碳的微孔体积和表面积最大。

3.以海藻酸铜凝胶和海藻酸镍凝胶为反应物经过水热合成制备了氧化铜和氢氧化镍的纳米粒子并进行了分析。确定了水热实验过程中的反应时间、pH值以及反应温度对产物中的纳米粒子的组成以及形貌的影响。探索了海藻酸钠在金属纳米氧化物水热合成中的调控作用。

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30.丁德玲锌粉和纳米氧化锌的制备[学位论文]硕士 2006

31.王艳萍系列金属氧化物纳米晶的制备、结构及其对高氯酸铵的催化性能研究[学位论文]博士 2006

32.陈立宝.贺跃辉.汤义武采用固相配位法制备超细LiMn2 O4正极材料[期刊论文]-中南大学学报(自然科学版) 2005(3)

33.朱银玲纳米金属氧化物的液相法制备技术[期刊论文]-湛江师范学院学报 2005(6)

34.刘桂香.徐光亮.马建军.罗庆平高压氧化锌压敏陶瓷粉体的制备现状及研究进展[期刊论文]-中国非金属矿工业导刊 2005(2)

35.章金兵.许民.周小英固相法合成纳米氧化锌[期刊论文]-无机盐工业 2005(7)

36.周立群.孙聚堂.王驰伟.王峥Dawson结构(NH4)6P2MO18O62·12H2O纳米粉体的室温固相合成及形成机理[期刊论文]-无机化学学报

2005(2)

37.姜求宇.吴文伟.廖森.宋宝玲室温固相合成球形纳米碱式碳酸铝镁[期刊论文]-应用化工 2005(6)

38.姜求宇.吴文伟.廖森.宋宝玲.梁信源室温固相合成纳米碱式碳酸钠铝[期刊论文]-应用化工 2005(2)

39.吴志鸿.廖森.王建设.周明山纤维状碱式碳酸铝铵的固相合成及其热解的自粉碎特征[期刊论文]-精细化工 2005(1)

40.姜求宇.宋宝玲.廖森.吴文伟.谭国进数据挖掘在纳米氧化锌合成中的应用[期刊论文]-计算机与应用化学 2005(2)

41.邓祥义纳米NiO多种制备方案的研究[期刊论文]-黄石理工学院学报 2005(1)

42.王建设.廖森.宋宝玲.孙雅博室温固相法合成ZnCO3及其自晶化特征[期刊论文]-过程工程学报 2005(6)

43.王敦青.冯立顺不同形貌氧化锌的溶剂热合成与表征[期刊论文]-德州学院学报(自然科学版) 2005(4)

44.姜求宇.吴文伟.廖森.宋宝玲.梁信源室温固相合成磷酸锌纳米晶[期刊论文]-当代化工 2005(4)

45.张秀艳.刘宏英.李凤生.马振叶.陈伟凡.刘建勋纳米Nd2O3/高氯酸铵复合粒子的制备及催化性能的研究[期刊论文]-材料科学与工程学报 2005(5)

46.赵鹤云.柳清菊.吴兴惠.赵怀志固相反应制备SnO2纳米棒技术研究[期刊论文]-材料导报 2005(z2)

47.刘桂香ZnO压敏电阻用纳米粉体及高压ZnO压敏电阻的制备[学位论文]硕士 2005

48.耿树东高分子网络法制备纳米氧化锡[学位论文]硕士 2005

49.季敏霞溶胶-凝胶法制备纳米氧化物的研究[学位论文]硕士 2005

50.许多丰从氧化锌矿中制备纳米氧化锌新工艺研究[学位论文]硕士 2005

51.陈海华纳米NiO粉体的制备及其气敏性能的研究[学位论文]硕士 2005

52.王振希纳米氧化锌的制备及其在精细化学品中应用的研究[学位论文]硕士 2005

53.景介辉电化学方法制备纳米金属氧化物的研究[学位论文]硕士 2005

54.王瑞英纳米氨基酸-杂多酸电荷转移化合物的低热固相合成及性质[学位论文]硕士 2005

55.王建设碳酸盐前驱体法固相合成锌、铝系列功能结晶材料[学位论文]硕士 2005

56.储刚纳米无机非金属材料的合成与表征[学位论文]博士 2005

57.吴东辉铁基氧化物纳米材料的制备及应用研究[学位论文]博士 2005

58.张学峰.庄云龙纳米硫化铅离子敏感材料的研究[期刊论文]-化学传感器 2004(1)

59.李秀艳.曾令可.王慧超细NiO粉体的制备及其应用[期刊论文]-中国陶瓷 2004(2)

60.阳霞.张高科.胡波.刘颖纳米NiO粉体的制备及其应用[期刊论文]-中国非金属矿工业导刊 2004(4)

61.黄志明.刘建斌.许民纳米氧化锌的固相合成[期刊论文]-有色金属(冶炼部分) 2004(1)

62.李斌.杜芳林纳米氧化锌的制备与应用[期刊论文]-无机盐工业 2004(3)

63.马俊林.杨红琳.胡菊.刘平.邓斌纳米氧化镍的制备及工艺条件选优[期刊论文]-十堰职业技术学院学报 2004(2)

64.姜求宇.吴文伟.廖森.宋宝玲.谭国进固相合成纳米氧化镍及其数据挖掘的研究[期刊论文]-应用化工 2004(3)

65.姜求宇.廖森.吴文伟.宋宝玲.谭国进数据挖掘在超细碱式碳酸钠铝合成中的应用[期刊论文]-精细化工 2004(z1)

66.王锐四氢邻苯二甲酸锌热分解法制备纳米氧化锌[期刊论文]-辽宁石油化工大学学报 2004(4)

67.李秀艳.曾令可.刘平安.王慧超细NiO粉体的制备及其应用研究进展[期刊论文]-材料科学与工程学报 2004(5)

68.郭广生.郑东华.王志华.卢洁欢.郭洪猷均匀沉淀法制备纳米氧化镍的研究[期刊论文]-北京化工大学学报(自然科学版) 2004(3)

69.张莉半导体纳米粒子的合成,性质及其光电化学应用[期刊论文]-安徽师范大学学报(自然科学版) 2004(1)

70.王华清锌电极材料的研究[学位论文]博士 2004

71.王海几种纳米催化新材料的制备、表征及催化性能[学位论文]博士 2004

72.马天氧化锆超细粉体的制备及胶态注射成型关键技术的研究[学位论文]博士 2004

73.张伟雄超细金属氧化物粉体材料的合成及性能研究[学位论文]硕士 2004

74.张伟雄超细金属氧化物粉体材料的合成及性能研究[学位论文]硕士 2004

75.熊瑛纳米ZnO的制备和光学特性研究[学位论文]博士 2004

76.王积森.孙金全.鲍英.杨金凯一种制备SnO2纳米棒的新工艺 --纳米颗粒固相转化法[期刊论文]-中国粉体技术 2003(5)

77.钟庆东.李永光.卓顺智.周国定纳米氧化物材料研究的现状及进展[期刊论文]-上海电力学院学报 2003(1)

78.杨秀培纳米氧化锌的制备及其研究进展[期刊论文]-西华师范大学学报(自然科学版) 2003(3)

79.王津.周丽玲.傅政纳米ZnO/PP复合材料性能研究[期刊论文]-青岛科技大学学报(自然科学版) 2003(6)

80.孙峰.袁中直.李伟善低温固相反应法在纳米电极材料合成中的应用[期刊论文]-辽宁化工 2003(3)

81.牛明勤.吴介达超细镍粉的制备进展[期刊论文]-精细化工 2003(12)

82.黄志明.刘建斌.许民纳米氧化锌的固相合成[期刊论文]-化工新型材料 2003(12)

83.吴春艳.刘胜峰.吴飞.韩效钊纳米NiO超细粉的软化学合成[期刊论文]-合肥工业大学学报(自然科学版) 2003(3)

84.陈雪梅.郭建林.屈媛.邓祥义氨水沉淀法制备纳米NiO中溶液的反应与竞争平衡[期刊论文]-湖北师范学院学报(自然科学版) 2003(2)

85.杨光纳米ZnO的制备及其光电化学性质[期刊论文]-淮北煤师院学报(自然科学版) 2003(2)

86.秦振平.郭红霞.李东升.付锋混合溶剂沉淀法制备纳米NiO及其表征[期刊论文]-功能材料 2003(1)

87.庄稼.迟燕华.石军宁.朱达川.涂铭旌铈对纳米铁氧体粉末电磁学性质影响的研究[期刊论文]-中国稀土学报 2002(4)

88.许宗祥.张健.林敬东.陈鸿博.廖代伟纳米ZnO粉体的制备及其影响因素[期刊论文]-厦门大学学报(自然科学版) 2002(4)

89.牛新书.刘艳丽.徐甲强室温固相合成纳米ZnS及其气敏性能研究[期刊论文]-无机材料学报 2002(4)

90.陈龙武.成俊杰.甘礼华.沙海祥茶多酚锌盐热分解法制取氧化锌纳米微粉[期刊论文]-同济大学学报(自然科学版) 2002(3)

91.杨家玲.张新歌.韩立.王鹏氧化锌与氧化铁纳米材料的化学制备[期刊论文]-天津城市建设学院学报 2002(4)

92.王红艳.张莉纳米氧化锌的制备及应用[期刊论文]-宿州师专学报 2002(1)

93.颜肖慈.余林颇.罗春霞.薛东波.罗明道纳米氧化锌微乳液法的研制和表征[期刊论文]-十堰职业技术学院学报 2002(2)

94.高艳阳.王金霞.胡辉纳米氧化锌的固相合成[期刊论文]-应用化工 2002(5)

95.邓祥义.吴高安氨水沉淀法制备纳米NiO[期刊论文]-化学研究与应用 2002(5)

96.杨秀培.周在德.钟辉从氧化锌矿制备高纯超细ZnO粉体[期刊论文]-化学研究与应用 2002(3)

97.李文戈.戴洁.卞国庆.杨巍.王昕合成CdS纳米材料的新方法[期刊论文]-化学世界 2002(1)

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100.唐波.葛介超.王春先.张国英.吴长举.舒春英金属氧化物纳米材料的制备新进展[期刊论文]-化工进展 2002(10)

101.邓祥义.向兰.金涌液相化学沉淀法制备纳米NiO探索[期刊论文]-哈尔滨工业大学学报 2002(2)

102.李文戈.戴洁.卞国庆.杨巍合成ZnS纳米材料的新方法[期刊论文]-安徽师范大学学报(自然科学版) 2002(2)

103.庄稼.迟燕华.王曦.王清成.杨定明.贾殿赠室温固相反应制备纳米CO3O4粉体[期刊论文]-无机材料学报 2001(6)

104.沈茹娟.贾殿赠.乔永民.王疆瑛纳米ZnO的固相合成及其气敏特性[期刊论文]-无机材料学报 2001(4)

105.易求实.吴新明.谭志诚纳米粉ZnO的制备及低温热容研究[期刊论文]-无机材料学报 2001(4)

106.宋桂明.周玉.白后善纳米陶瓷粉体的制备技术及产业化[期刊论文]-矿冶 2001(2)

107.李文戈.戴洁.卞国庆.杨巍硫化铅纳米材料合成的新方法[期刊论文]-化学研究 2001(4)

108.程敬泉纳米氧化锌的性质和用途[期刊论文]-衡水师专学报 2001(2)

109.詹国平.黄可龙.刘素琴纳米级氧化锌的制备技术与研究进展[期刊论文]-化工新型材料 2001(7)

110.邓祥义.黄翠花合成氨催化剂中活性组分的纳米化制备[期刊论文]-化肥设计 2001(6)

111.邓祥义.杨柳碳酸铵共沉淀法制备纳米活性NiO的研究[期刊论文]-湖北化工 2001(5)

112.邵忠宝.李国荣高分子网络凝胶法制备纳米ZnO粉料[期刊论文]-材料研究学报 2001(6)

113.张永康.刘建本.易保华.陈德根.肖卓炳.陈上常温固相反应合成纳米氧化锌[期刊论文]-精细化工 2000(6)

114.刘建本.易保华.肖卓炳.陈德根.陈上.张永康液相法制备纳米氧化锌的研究(Ⅰ)[期刊论文]-吉首大学学报(自然科学版) 2000(2) 115.程敬泉.严会娟.魏雨氧化锌超细粒子的制备及应用[期刊论文]-河北师范大学学报(自然科学版) 2000(4)

116.由万胜多酸分子基化合物合成、表征及纳米材料的制备[学位论文]博士 2000

117.由万胜多酸分子基化合物合成、表征及纳米材料的制备[学位论文]博士 2000

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纳米氧化锌制备法

氧化锌制备工艺 2008-06-04 12:21阅读(4)评 论(0) D0208、氧化锌制备工艺(本技术资料含国家发明专利、实用新型专利、科研成果、技术文献、技术说明书、技术配方、技术关键、工艺 流程等,全套价格26 0元) (氧化锌*制备氧化锌*制取氧化锌*生产氧化锌*开发氧化锌*研究) (氧化锌制备氧化锌制取氧化锌生产 氧化锌开发氧化锌研究) 1、氨法制取氧化锌方法 2、氨浸法生产低堆积密度纳米氧化锌的方法 3、氨水·碳铵联合浸取络合制备高纯度活性氧化锌的方法 4、氨水循环络合法生产高纯度活性氧化锌的工艺 5、表面包覆金属钛或铝化合物的纳米氧化锌粉体及制备方法 6、表面改性的纳米氧化锌水分散体及其制备方法和用途 7、超声波-微波联合法

从锌浮渣中制备活性氧化锌的方法 8、超微粒子氧化锌及其制造方法和使用其的化妆材料 9、超微氧化锌制取的工艺与装置 10、超细活性氧化锌的制备方法 11、超细氧化锌复合物及其制备方法 12、成核生长分步进行的液相制取超细氧化锌的方法 13、从低品位含锌物料制备纳米活性氧化锌的方法 14、从含锌烟道灰制取氧化锌的工艺 15、从菱锌矿制氧化锌技术 16、从铜--锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法 17、等离子法制取氧化锌工艺及设备 18、低温热分解法制备纳米氧化锌 19、低温易烧结的纳米级氧化锌粉末的制备方法 20、多功能纳米氧化锌悬浮液及其制备方法21、改进的碳酸氢铵全湿法制取高活性氧化锌22、改性的超细氧化锌

及其制备方法 23、高白色氧化锌微粒及其制造方法 24、高级氧化锌制备工艺 25、固相低温热分解合成晶态和非晶态超微氧化锌粉末的制备 26、过氧化锌的制备方法 27、回转窑冶炼生产氧化锌的工艺方法 28、活性氧化锌的生产工艺方法 29、活性氧化锌及高纯氧化锌制备工艺 30、活性氧化锌生产工艺 31、碱法生产活性氧化锌的工艺方法 32、颗粒氧化锌的生产工艺方法 33、颗粒状氧化锌生产装置 34、粒状高活性氧化锌的制造方法及其产品35、联合法矿粉直接生产高纯度氧化锌新工艺36、菱锌矿制取高纯氧化锌的方法 37、硫化锌精矿焙砂与氧化锌矿联合浸出工艺38、硫化锌矿与软锰矿同槽浸出制取氧化锌和碳酸锰的方法 39、纳米氧化锌材料的

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。经ST-A表面和孔径测定仪测试,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。 三、纳米氧化锌的表面改性 由于纳米氧化锌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,纳米氧化锌表面极性较强,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。因此对纳米氧化锌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。 所谓纳米分散是指采用各种原理、方法和手段在特定的液体介质(如水)中,将干燥纳米粒子构成的各种形态的团聚体还原成一次粒子并使其稳定、均匀分布于介质中的技术。纳米粉体的表面改性则是在纳米分散技术基础上的扩展和延伸,即根据应用场合的需要,在已分散的纳米粒子表面包覆一层适当物质的薄膜或使纳米粒子分散在某种可溶性固相载体中。经过表面改性的纳米干粉体,其吸附、润湿、分散等一系列表面性质都会发生变化,一般可以自动或极易分散在特定的介质中,因此使用非常方便。一般来讲,纳米粒子的改性方法有三种:1.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。

水热法合成纳米氧化锌

水热法合成纳米氧化锌 一、引言 二、实验部分 2.1实验仪器 集热恒温磁力搅拌器山东鄄城永兴仪器厂2(加搅拌子2) X射线衍射仪(DX-2000型)丹东方圆仪器有限公 司 1 光学显微镜 1 恒温干燥箱 1 聚四氟乙烯高压反应釜编号100-25、100-44 2 马弗炉 1 量筒(50ml) 1 烧杯3个100ml、2个150ml 坩埚 1 玻璃棒 1 培养皿 2 抽滤瓶 1 载玻片 2 2.2实验药品 草酸天津市元立化工有限公司分析纯氢氧化钠天津市福晨化学试剂厂分析纯 硝酸锌天津市天大化工试剂厂分析纯 氨水天津市元立化工有限公司25% 无水乙醇天津市风船化学试剂有限公司分析纯

去离子水 2.3实验内容 2.3.1水热合成纳米氧化锌 称取8.9482gZn(NO3).6H2O固体溶解于20ml去离子水中,在充分搅拌条件下缓慢滴加2 5%的浓氨水,至生成的沉淀恰好消失为止( p H≈10 ),得到前驱体溶液(其浓度认为等于Zn的浓度)。将上述溶液转移到聚四氟乙烯内胆的高压釜中,保持其填充度为80%。在180℃下反应3h后,自然冷却至室温。抽滤并收集白色沉淀,然后用去离子水反复冲洗以除去吸附的多余离子,于90℃烘箱中干燥以备表征。 2.3.2草酸高温合成纳米氧化锌 称取3.111gZn(NO3).6H2O溶解于20ml去离子水,在充分搅拌情况下缓慢滴加滴加草酸溶液(1~2d每秒为宜),使之沉淀完毕,搅拌0.5h,进行抽滤,用去离子水和无水乙醇洗涤,放入90℃烘箱干燥2h,然后高温700℃灼烧2h。 2.3.3在玻璃基体上生长纳米氧化锌阵列 (1)晶种层的制备 载玻片衬底先后在稀氢氟酸、氢氧化钠溶液、去离子水和无水酒精中超声清洗,然后放入烘箱中烘干备用。 Z n O种子液配制如下:制备等量的0.001mol/L和0.002mol/L的硝酸锌溶液,于磁力搅拌下分别缓慢滴加稀氨水,直至沉淀消失,在60℃水浴30min获得均匀澄清溶液采用浸渍提拉法在清洁衬底上涂敷Z n O凝胶膜:浸人种子液的浸渍时间为1 min,提拉速度0 .8 5 m m/s,8 0℃烘箱烘干,重复以上操作3次,最后将涂有薄膜的衬底进行热处理5 5 0℃,保温 1.5h 。最终获得晶种膜。 (2)水溶液生长 一定量的硝酸锌和氨水( 2 5 %) 加入去离子水中。配制20ml的生长液。搅拌均匀并密封,锌浓度范围为0.001mol/L。氨水和硝酸锌的物质的量的比为4:1至11:1,将有晶种层的衬底放人装有生长液的密封反应釜中。于9 0℃水浴中保持6h。硝酸溶液( p H = 0.4 ) 和氨水(2 5 %) 被用来进行生长液p H值( 8.2~9.8) 的原位二次调整。最后合成的薄膜用去离子水清洗,空气中晾干。 三、结果与讨论 3.1纳米氧化锌的XRD表征谱图 两组纳米氧化锌粉末进行XRD测试,设置扫描范围20°~70°,扫描速度0.1,铜靶波长1.54184?。两者对照谱图如下:

《纳米氧化锌制备法》word版

氧化锌制备工艺2008-06-04 12:21阅读(4)评论 (0) D0208、氧化锌制备工艺(本技术资料含国家发 明专利、实用新型专利、科研成果、技术文献、技术说明书、技术配方、技术关键、工艺流程等,全套价格260元) (氧化锌*制备 氧化锌*制取氧化锌*生产氧化锌*开发氧化锌*研究) (氧化锌制备氧化锌制取氧化锌生产 氧化锌开发氧化锌 研究) 1、氨法制取氧化锌方法 2、氨浸法生产低堆积密度纳米氧化锌的方法 3、氨水·碳铵联合浸取络合制备高纯度活性氧化锌的方法 4、氨水循环络合法生产高纯度活性氧化锌的工艺 5、表面包覆金属钛或铝化合物的纳米氧化锌粉体及制备方法 6、表面改性的纳米氧化锌水分散体及其制备方法和用途

7、超声波-微波联合法从锌浮渣中制备活性氧化锌的方法 8、超微粒子氧化锌及其制造方法和使用其的化妆材料 9、超微氧化锌制取的工艺与装置 10、超细活性氧化锌的制备方法 11、超细氧化锌复合物及其制备方法 12、成核生长分步进行的液相制取超细氧化锌的方法 13、从低品位含锌物料制备纳米活性氧化锌的方法 14、从含锌烟道灰制取氧化锌的工艺 15、从菱锌矿制氧化锌技术 16、从铜--锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法 17、等离子法制取氧化锌工艺及设备 18、低温热分解法制备纳米氧化锌 19、低温易烧结的纳米级氧化锌粉末的制备方法 20、多功能纳米氧化锌悬浮液及其制备方法21、改进的碳酸氢铵全湿法制取高活性氧化锌

22、改性的超细氧化锌及其制备方法 23、高白色氧化锌微粒及其制造方法 24、高级氧化锌制备工艺 25、固相低温热分解合成晶态和非晶态超微氧化锌粉末的制备 26、过氧化锌的制备方法 27、回转窑冶炼生产氧化锌的工艺方法 28、活性氧化锌的生产工艺方法 29、活性氧化锌及高纯氧化锌制备工艺 30、活性氧化锌生产工艺 31、碱法生产活性氧化锌的工艺方法 32、颗粒氧化锌的生产工艺方法 33、颗粒状氧化锌生产装置 34、粒状高活性氧化锌的制造方法及其产品35、联合法矿粉直接生产高纯度氧化锌新工艺36、菱锌矿制取高纯氧化锌的方法 37、硫化锌精矿焙砂与氧化锌矿联合浸出工艺38、硫化锌矿与软锰矿同槽浸出制取氧化锌和碳酸锰的方法

纳米氧化锌的制备实验报告

纳米ZnO2的制备 实验报告 班级:应091-4 组号:第九组 指导老师:翁永根老师 成员:任晓洁 1428 邵凯 1429 孙希静 1432 【实验目的】 1.了解纳米氧化锌的基本性质及主要应用 2.通过本实验掌握纳米氧化锌的制备方法

3.对于纳米氧化锌的常见产品掌握制备原理和方法,并学会制备简易产 品。 4.通过本实验复习并掌握EDTA溶液的配制和标定,掌握配位滴定的原 理,方法,基准物质的选择依据以及指示剂的选择和pH的控制。 5.掌握基础常用的缓冲溶液的配制方法和原理。 6.加深对实验技能的掌握及提高查阅文献资料的能力。 【实验原理】 1. 超细氧化锌是一种近年来发展的新型高功能无机产品,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。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。纳米氧化锌一系列的优异性和十分诱人的应用前景。 2. 纳米氧化锌的制备方法主要有:水热法,均相沉淀法,溶胶一凝胶法,微乳液法,直接沉淀法 3. 本工艺是将锌焙砂(主要成份是ZnO,主要伴生元素及杂质为铁,铜,铅,镍,铬,镍,此外,还含有其它微量杂质,因而用锌焙砂直接酸浸湿法生产活性氧化锌,必须利用合理的酸浸及除杂工艺,分离铅,脱铁、锰,除钙、镁等重金属)与硫酸反应,生产出粗制硫酸锌,加高锰酸钾、锌粉等,经过提纯得到精制硫酸锌溶液后,再经碳化母液沉淀,制得碱式碳酸锌,最后经烘干,煅烧制成活性氧化锌成品。 4. 氧化锌含量的测定采用配位滴定法测定,用NH3-NH4Cl缓冲溶液控 制溶液pH≈10,以铬黑T为指示剂,用EDTA标准溶液进行滴定,其主要反应如下: 在氨性溶液中: Zn2++4NH3?Zn(NH3)42+ 加入EBT(铬黑T)时: Zn(NH3)42++EBT(蓝色)?Zn-EBT(酒红色)+4NH3 滴定开始-计量点前: Zn(NH3)42++EDTA?Zn-EDTA+4NH3 计量点时: Zn-EBT(酒红色)+EDTA?Zn-EDTA+EBT(蓝色)

ZnS纳米球的水热法制备及其光催化性能研究_刘海瑞

收稿日期:2014-06-19。收修改稿日期:2015-01-05。国家自然科学基金(NO.50432030、U1304110)资助项目。 * 通讯联系人。E -mail :liuhairui1@ ZnS 纳米球的水热法制备及其光催化性能研究 刘海瑞*,1,2 方力宇2 贾 伟2 贾虎生2 (1河南师范大学物理与电子工程学院,新乡453007)(2太原理工大学材料科学与工程学院,太原 030024) 摘要:在表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的辅助下,以乙酸锌为锌源,硫脲(NH 2)2CS 为硫源,使用水热法通过改变反应时间,成功制备了不同粒径的ZnS 球状颗粒。利用X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X -射线能谱,高分辨透射电子显微镜(HRTEM))、紫外可见分光光谱和光致发光谱(PL)等测试手段对样品的晶体结构、形貌、光学性质进行了分析。通过对不同粒径的ZnS 纳米颗粒对亚甲基蓝的光催化降解的催化活性进行了评估。实验结果表明:在表面活性剂CTAB 的作用下,随着反应时间的增加,生成的ZnS 晶核生长成纳米颗粒,然后ZnS 纳米颗粒将进一步发生团聚从而形成平均粒径超过500nm 的ZnS 纳米球,但制备的ZnS 产物的晶体结构均为立方纤锌矿结构。随着ZnS 粒径的增加,样品的紫外吸收峰从418nm 逐渐蓝移到 362nm ,而PL 发射峰位的峰强随着粒径的增大而增强。光催化结果显示,反应12h 制备的ZnS 纳米球的光催化性能最佳。 关键词:ZnS ;球状结构;水热法;光催化中图分类号:O643.3 文献标识码:A 文章编号:1001-4861(2015)03-0459-06 DOI :10.11862/CJIC.2015.074 Fabrication of ZnS Nanoparticles with Enhanced Photocatalytic Activity by Hydrothermal Method LIU Hai -Rui *,1,2FANG Li -Yu 2JIA Wei 2JIA Hu -Sheng 2 (1College of Physics and Electronics Engineering,Henan Normal University,Xinxiang,Henan 453007,China )(2College of Materials Science and Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,China ) Abstract:Under the role of CTAB,different size ZnS spherical -like particles were fabricated by hydrothermal method.The crystal structure,morphology,composition and optical property of the samples were characterized by X -ray diffraction (XRD),scanning electron microscopy (SEM),high resolution transmission electron microscopy (HRTEM),X -ray energy spectrum (EDS),UV -Vis absorption spectrum and photoluminescence spectrum (PL).Photocatalytic activities were evaluated by degradation of MB solution.The results show that ZnS nanoparticles were formed by aggregation of crystal nucleus under the role of CTAB.With the increase of reaction time,the size of ZnS particles increased to 500nm,however,the crystal structure of product has no change.With the increase of particle size,the UV -Vis absorption peak of samples shifted from 418to 362nm and the PL intensity further increased.Finally,the photocatalytic activity presented that fabricated ZnS nanoparticles with reaction time 12h showed best photcatalytic performance. Key words:ZnS;spherical structure;hydrothermal method;photocatalysis 第31卷第3期2015年3月 Vol .31No .3459-464 无机化学学报 CHINESE JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY

ZnO及其纳米结构的性质与应用

ZnO及其纳米结构的性质与应用 本文将综述ZnO及其纳米结构的性质与应用等方面的内容。 1.ZnO的形貌与晶体结构 按形貌来分,有单晶ZnO,薄膜ZnO、纳米结构ZnO,纳米结构又分为纳米点、纳米颗粒、纳米线、纳米棒(纳米柱)、纳米管、纳米花、纳米片(纳米带)、纳米弹簧、纳米环、纳米梳、纳米钉(纳米针)、纳米笼、纳米四足体、塔状纳米结构、盘状纳米结构、星状纳米结构、支状纳米结构、中空纳米微球、纳米阵列等。 按晶体结构来分,ZnO又有六方对称铅锌矿结构、四方岩盐矿结构和闪锌矿结构,其中六方对称铅锌矿结构为稳定相结构。 在不同的环境下制备出的ZnO的结构与形貌都不尽相同,而不同的结构与形貌又表现出不同的性质,有不同的应用。 2.ZnO的性质及应用 纳米氧化锌材料具有诸多优良的性质,总的来说,可分为三个方面,一是作为半导体材料所具有的性质,二是作为纳米材料而具有的性质,三是其自身独有的性质。 2.1作为半导体材料的ZnO 在半导体产业中,一般将Si、Ge称为第一代半导体材料;将GaAs(砷化镓) 、InP(磷化铟) 、GaP(磷化镓)等称为第二代半导体材料;而将宽禁带( Eg >2. 3eV) 的SiC(碳化硅) 、GaN(氮化镓)和金刚石等称为第三代半导体材料。[1]通常状态下,ZnO是直接宽带隙n型半导体材料,室温下的禁带宽度是3.3eV,是第三代半导体材料中的典型代表。因而其具有第三代半导体材料所具有的诸多优良性质,比如发光特性、光电特性、电学性质、压阻特性、铁磁性质等。 2.1.1发光特性 在半导体中,处于激发态的电子可以向较低的能级跃迁,以光辐射的形式释放出能量,这就是半导体的发光现象。[2]LED产业中比较有代表性的半导体材料是GaN、SiC、ZnO和金刚石,虽然GaN 与SiC的工艺已经比较成熟,但SiC发光效率低,而ZnO在某些方面具有比GaN更优越的性能,如:熔点、激子束缚能和激子增益更高、外延生长温度低、成本低、易刻蚀而使后继工艺加工更方便等。[1]此外,ZnO还具有紫外激光发射行为,因而可用作紫外激光器,由于其波长比GaN所发蓝光更短,因而更受青睐。 2.1.2光电特性 ZnO 薄膜中掺Al使其禁带宽度显著增大,具有较高的光透过率。在可见光区,光透过率达90%。高的光透过率和大的禁带宽度使其可作为太阳能电池窗口材料、低损耗光波导器件及紫外光探测器。[3] 2.1.3电学性质 目前已经可以合成质量好的ZnO单晶,在这种单晶中一般存在较低的本底杂质、点缺陷及位错浓度,从而显示出较好的电学性质。[4]此外,尽管ZnO的迁移率低于GaN,但ZnO的饱和速率却高于GaN,这表明ZnO适于高频器件。[5] 2.1.4压阻特性 对半导体施加应力时,除产生形变外,能带结构也要相应地发生变化,因而材料的电阻率就要改变。[2]ZnO压敏材料受到外加电压时,存在一个阈值电压,当外加电压高于该值时即进入击穿区,此时电压的微小变化即会引起电流的迅速增大。由于具有这种特征,ZnO压敏材料在各种电器设备的电压保护、稳压和浪涌电压吸收等方面都起着重要作用。[3] 2.1.5铁磁性质 Dietl预言在p型ZnO通过Mn掺杂将可以实现室温下载流子控制的铁磁性,通过控制半导体中自旋可以生产相关的器件:如自旋光发射二极管、自旋场效应管及量子计算机的自旋量子位等。[4]

水热法制备纳米氧化锌及其光催化性质的研究

水热法制备纳米氧化锌及其光催化性质的研究 纳米氧化锌因其很小的微粒尺寸,其比表面积较一般氧化锌粒子要大很多,具有其块状物料没有的表面与界面效应,小尺寸效应,量子尺寸效应,宏观量子隧道效应等。使其在很多领域都有非常重要的应用价值。本文通过水热法加入不同配比和不同类别的表面活性剂和掺杂钠钾离子,和对反应体系的某些条件来控制合成纳米氧化锌的微观形貌,并且对改变条件和表面活性剂的不同的纳米氧化锌对次甲基蓝的水溶液的光催化活性进行了初步的研究和探讨。在实验中我们发现,添加不同表面活性剂、掺杂有不同金属离子的纳米氧化锌的光催化的活性不同。 本文主要内容如下:首先简单介绍了纳米材料及纳米氧化锌的性能,制备,应用和表征的手段,并且对表面活性剂的类别和应用做了概述。 二、以尿素、乙酸锌、草酸钠和草酸钾为原料,用水热法通过改变不同的焙烧温度制备纳米氧化锌。所得的样品使用X射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、透射电子显微镜(TEM)对其进行了表征,得出结果,掺杂不同主族金属钠、钾离子的纳米氧化锌其形貌和粒径分布大不相同。其中,焙烧温度为600℃制备的掺杂有金属钠、钾离子的纳米氧化锌具有较小的粒径和分散性。 三、以尿素和乙酸锌为原料,通过水热法成功制备了只添加单一表面活性剂SDS(十二烷基硫酸钠),非离子表面活性剂:PEG6000(聚乙二醇6000)表面改性的纳米氧化锌和通过添加比例不同的两种表面活性剂表面改性的纳米氧化锌。发现使用不同比例以及不同种类的表面活性剂合成的纳米氧化锌具有不同的形貌和粒径,并用XRD、FT-IR、SEM、TEM、HRTEM对产品进行了表征。根据其表征结果发现,应用不同种类和不同配比的表面活性剂合成的纳米氧化锌对产品的尺寸和形貌有较大的影响。 四、自制的上述纳米氧化锌对水溶性有机染料次甲基蓝作为模拟污染物的水溶液进行了光的催化降解实验,并根据实验结果探讨了制备的纳米氧化锌的结构和形貌对其光催化活性的影响。其中,掺杂有钠或钾金属离子的纳米氧化锌600℃焙烧的样品比在400℃和800℃焙烧的样品的光催化活性更好。通过加入不同种类和配比的表面活性剂制备的纳米氧化锌的所有产品中,加入PEG6000和SDS(十二烷基硫酸钠)比例为1:3的光催化性能最好。通过实验数据发现光催化活性是与产品的形貌,粒子的尺寸大小等多种因素有关。

Ag ZnO纳米复合材料的制备

运城学院应用化学系 文献综述 Ag/ZnO纳米复合材料的制备 学生姓名王新光 学号2010080412 专业班级应用化学1004班 批阅教师 成绩 2013年06月

Ag/ZnO纳米复合材料的制备 1. 研究背景 纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科技现在已经包括纳米生物学、纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米化学等学科。从包括微电子等在内的微米科技到纳米科技,人类正越来越向微观世界深入,人们认识、改造微观世界的水平提高到前所未有的高度。我国著名科学家钱学森也曾指出,纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点,会是一次技术革命,从而将引起21世纪又一次产业革命。 2.制备方法 2.1采用沉淀法制备 周广、邓建成、王升文[1]采用配位均匀共沉淀法制备了平均粒径约为20 nm的Ag/ZnO纳米复合材料。利用XRD、TEM及UV-Vis等技术对样品进行了表征,并将其与用浸渍光分解法和光还原沉积法制备的样品在形貌结构及催化降解甲基橙溶液和工业废水性能方面进行了比较。结果表明,采用配位均匀共沉淀法制备的样品,表现出更加优异的催化降解性能。 庹度[2]采用沉淀法制备了纳米氧化锌,并以它为前驱物,采用高温分解法对纳米氧化锌进行了载银改性处理,制备了载银氧化锌复合纳米粒子,考察了载银前后纳米粒子的粒径与结构。研究发现,采用沉淀法制备的纳米氧化锌尺寸较为均匀,粒径约为170nm,分散性也较好;载银后的复合纳米粒子粒径略有增加,这来源于银在纳米氧化锌粒子外的成功包覆。 斯琴高娃、照日格图、姚红霞、嘎日迪[3]以ZnCl2.2H2O和无水(NH4)2CO3为原料,采用直接沉淀法制备了纳米氧化锌.TG-DTG-DTA、IR分析结果表明,前驱体为碱式碳酸锌[Zn5(OH)6(CO3)2].前驱体经300℃煅烧1 h、2 h、3 h后分别得到粒径不

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。无需溶剂、转化率高、工艺简单、能耗低、反应条件易掌握的优点,但是反应过程往往进行不完全或者过程中可能出现液化现象。 均匀沉淀法 利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢地、均匀地释放出来,加入的沉淀剂通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中缓慢地生成。均匀沉淀法得到的微粒粒径分布较窄,分散性好,工业化前景好。

室温固相合成纳米硫化锌及其性能研究

文章编号:1007-967X(2004)06-0034-04 室温固相合成纳米硫化锌及其性能研究Ξ 马国峰,邵忠宝,姜 涛 (东北大学化学系,辽宁沈阳110004) 摘 要:用醋酸锌和硫化钠为原料,室温固相法合成纳米ZnS,用紫外吸收光谱,红外光谱,X-ray 衍射分析(XRD),透射电镜(TE M)对产物结构、组成、大小、形貌进行表征。结果表明在加 入一定量的分散剂后,制备的纳米硫化锌粒子的平均粒径约20nm,分散性好,晶相单一, 属于立方晶系。在紫外吸收光谱中纳米硫化锌吸收峰蓝移,吸收峰从340nm减少到265 nm。从红外光谱可知,该粉体无红外吸收峰,具有红外透明性。讨论了不同的分散剂,煅 烧温度等条件对硫化锌粒度的影响。少量硫化锌作为助燃剂添加到重油-煤-水三元混 合流体燃料中,明显提高了重油-煤-水三元混合流体燃料燃烧性能。 关键词:固相反应;纳米硫化锌;助燃剂 中图分类号:TF123.23 文献标识码:A 纳米材料及技术是材料科学领域一个非常重要的研究方向,现已成为国际科学前沿和世界性的研究热潮[1,2]。已有研究表明,纳米材料具有独特的表面效应、体积效应及宏观量子隧道效应等,在电学、磁学、光学、力学、催化等领域呈现出许多优异的性能,有着广阔的应用前景[3]。合成纳米材料的有多种方法,但反应均需要高温,并使用大量的有机溶剂,,设备费用高,颗粒均匀性差,粒子易粘结或团聚等[4],室温、近室温固相反应合成纳米材料近年来取得很大的进展[5]。它的突出特点是操作方便,合成工艺简单,转化率高,粒径均匀,且粒度可控污染少,可避免或减少液相中易出现的硬团聚现象,以及由中间步骤和高温反应引起的粒子团聚现象。ZnS是一种非常重要且应用广泛的半导体材料,主要应用于电子工业、国防军工、化学化工等诸多领域[6]。目前纳米ZnS的制备方法主要有元素直接反应、离子交换反应、微乳液法、水热法、溶剂热合成等[7~9]。本文利用室温固相合成法合成纳米硫化锌,并探讨了反应物反应前的处理,加入不同的分散剂和不同煅烧温度对ZnS粒径及分散性的影响,以及在重油-煤-水三元混合流体燃料中加入少量的纳米ZnS可以提高其燃烧性能,从而表明纳米ZnS 作为助燃剂有研究价值。 1 实验部分1.1 实验试剂 醋酸锌、硫化钠、氯化钠、乙二醇、无水乙醇、氨水均为分析纯。其中醋酸锌带2个结晶水,硫化钠带9个结晶水,重油取自葫芦岛市炼油五厂。各种盐在使用前,用化学法对金属含量进行标定。 1.2 实验内容 1.2.1 醋酸锌的处理 配置一定量的醋酸锌饱和溶液,加热蒸发掉一部分水,立即放入冰水中使其重结晶,然后抽滤。1.2.2 纳米硫化锌粉体的制备 按化学计量比称取一定量处理过的醋酸锌和研磨过的硫化钠放入玛瑙研钵中混合均匀,充分研磨30min,使其完全反应,用去离子水和无水乙醇分别洗涤两次,并放入稀氨水中洗涤一次,抽干,放在干燥箱中800℃干燥10h后,研磨,得到白色产物,放入马沸炉煅烧。 在反应中掺入适量的氯化钠或溶剂如乙二醇作为分散剂制备纳米硫化锌,其余过程与上述相同。1.2.3 重油-煤-水三元混合燃料的制备 向稳定性较好的乳化重油中加入适量的煤粉、分散剂、助燃剂,得到新型重油-煤-水三元混合流体燃料。 1.3 纳米材料的表征 物相分析在Philips analyti-cal X-Ray Service 第20卷第6期2004年12月 有 色 矿 冶 N ON-FERR OUS MINING AN D METALLURG Y V ol.20.№6 December2004 Ξ收稿日期:2004-05-10 作者简介:马国峰(1979—),男,东北大学硕士研究生。

ZnO纳米结构制备及其器件研究1

ZnO纳米结构制备及其器件研究1 冯怡,袁忠勇 南开大学新催化材料科学研究所,天津 (300017) E-mail:zyyuan@ 摘要:该文综述了氧化锌纳米材料制备技术和器件应用的研究进展,着重介绍了氧化锌的气相和液相合成方法,并讨论了一些重要的生长条件控制因素,同时总结了纳米氧化锌作为一种新型功能材料在场效应晶体管、肖特基二极管、紫外光探测器、气敏传感器、纳米发电机等领域的应用及发展前景。 关键词:氧化锌;纳米结构;纳米器件 0. 引言 ZnO是一种重要的Ⅱ-Ⅳ族直接带隙宽禁带半导体材料。室温下能带带隙为3.37eV,激子束缚能高达60meV(GaN:25meV, ZnSe:22meV),能有效工作于室温(26meV)及更高温度,且光增益系数(300 cm-1)高于GaN(100cm-1)[1],这使ZnO迅速成为继GaN后短波半导体激光器件材料研究新的国际热点。而当其尺寸达到纳米数量级时,与普通ZnO相比,纳米ZnO展现出许多优异和特殊的性能,如压电性能、近紫外发射、透明导电性、生物安全性和适应性等,使得其在压电材料、紫外光探测器、场效应管、表面声波、太阳能电池、气体传感器、生物传感器等领域拥有广阔的应用前景[2]。 由于氧化锌独特的结构特点决定了ZnO在众多氧化物半导体中是一种形态极为丰富的材料。目前,各种形貌、维数的ZnO纳米结构的制备和表征已在世界范围内受到人们的极大关注。ZnO纳米点、纳米线、纳米棒、纳米管、纳米花、纳米弹簧、纳米环、纳米梳、纳米钉等多种结构已被成功制备出来,这些丰富的形貌使其具有一些独特的优异性能并有望在纳米器件及微电子设备等方面发挥重要作用。 本文综述了近年来关于纳米氧化锌的制备方法、控制因素及其在各领域内的最新应用。 1. 氧化锌的结构及物理特性 1.1 氧化锌的晶体结构 ZnO有3种不同的晶体结构。如图1所示,在自然条件下,ZnO以单一的六方纤锌矿结构稳定存在,晶体空间群为C46v-P63mc。室温下,当压强达9GPa时,纤锌矿结构ZnO转变为四方岩盐矿结构,体积相应缩小17%[3]。闪锌矿结构ZnO只在立方相衬底上才可稳定存在。Jeffee等[4]根据第一性原理计算得出ZnO各晶体结构的总能量分别为纤锌矿结构-5.658 eV,闪锌矿结构-5.606 eV,岩盐矿结构-5.416 eV。 1本课题得到教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20070055014)、国家自然科学基金(20673060)、天津市自然科学基金(08JCZDJC21500)和教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-06-0215)的资助。

胺型离子液体形貌可控水热法合成微纳米氧化锌

巨蕾———————————————————————一姜勇等:胺型离子液体形貌可控水热法合成微纳米氧化锌/20loa=lli2ill a.b.硝酸三乙胺c.d.硝酸正丁胺e.f.无离子液体 图l添加不同离子液体后所得微纳米ZnO的SEM图 Fig.1SEMimagesofmicro/nanoZnOpreparedinthepresenceofdifferentILs 约为10“m的三维花状结构微纳米ZnO生成;而高倍的SEM图(图1b)则更好地观察到每个花状结构都是由许多形貌均一的直径约400am、长约5肚ITI的六面体纳米棒构成。由图1c可以看出,添加硝酸正丁胺后制备的微纳米ZnO形貌均一,为平均直径约800D.m、长度约80"m的纳米棒;单个ZnO纳米棒的形貌为末端为六棱锥六方柱,且表面光滑(图1d)。由图1e和图1f可以看出,未添加离子液体所得微纳米Zn0形貌很不规则,既有不均匀的纳米棒,又有一些碎片,未见生长完整的花状或棒状纳米结构ZnO。由此可见,离子液体在不同形貌的微纳米ZnO形成过程中起着十分重要的作用。 硝酸三乙胺用量对微纳米ZnO的结构与形貌的影响见图2。 图2硝酸三乙胺用量不同时所得微纳米ZnO的SEM图 Fig.2 SEMimagesofmicro/nanoZnOpreparedbyaddingdifferentamountoftriethylaminenitrate 由图2可看出,当硝酸三乙胺用量为0.5%、1.5%、2.0%、3.0%时,均没有三维花状结构的微纳米ZnO生成。 为了说明三维花状结构的微纳米ZnO的演变过程,在硝酸三乙胺用量为1.0%、180℃条件下,考察了反应时间对微纳米ZnO形貌的影响,结果见图3。 由图3可看出,水热反应5h,没有产物生成;水热反应10h,得到不均匀的棒状结构微纳米ZnO,局部区域伴有结构碎片(图3a);反应15h,似有花状形貌的结构轮廓出现(图3b);反应24h,出现了较为完整的三维花状结构微纳米ZnO(图1b)。 2.2XRD分析(图4) 由图4可看出,实验所得微纳米ZnO的衍射峰位置与ZnO标准卡(JCPDSNo.36—1451)的数据相吻合,表明产物是六方纤锌矿结构。衍射峰强度大,峰形 明锐,说明晶体结晶完整。

纳米ZnO的制备

纳米ZnO的制备、表征及应用 摘要:本文比较和综述了纳米ZnO的各种制备方法,并对纳米ZnO的广泛应用进 行了分析和阐述。使用热重分析、扫描电镜分析(SEM)、透射电镜分析(TEM)、粒度分析、X射线衍射仪(XRD)、对所制得纳米ZnO的成分、晶型和形貌进行了表征, 并举例说明了纳米ZnO的一些实际应用。 关键词:ZnO 制备表征应用 纳米ZnO是一种新型的多功能的精细无机材料,出于其颗粒尺寸细小,比表面积较大,所以具有普通ZnO所无法比拟的特殊性能,如表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。同时纳米ZnO也是一种自激活的半导体材料,室温下禁带宽度为3.27eV,激子束缚能为60meV,这就使得纳米ZnO材料从理论上具备了从紫外光至可见光稳定的发射本领。因此,纳米ZnO材料在光电转换、光催化及气体传感器等领域有着广阔的应用前景。 1 纳米ZnO的结构与性质 氧化锌晶体有三种结构:六边纤锌矿结构、立方闪锌矿结构,以及比较罕见的氯化钠式八面体结构。纤锌矿结构在三者中稳定性最高,因而最常见。立方闪锌矿结构可由逐渐在表面生成氧化锌的方式获得。在两种晶体中,每个锌或氧原子都与相邻原子组成以其为中心的正四面体结构。八面体结构则只曾在100亿帕斯卡的高压条件下被观察到。纤锌矿结构、闪锌矿结构有中心对称性,但都没有轴对称性。晶体的对称性质使得纤锌矿结构具有压电效应和焦热点效应,闪锌矿结构具有压电效应。纤锌矿结构的点群为6mm(国际符号表示),空间群是P63mc。晶格常量中,a = 3.25 埃,c = 5.2 埃;c/a比率约为1.60,接近1.633的理想六边形比例。在半导体材料中,锌、氧多以离子键结合,是其压电性高的原因之一。 由于纳米材料晶粒极小,表面积特大,在晶粒表面无序排列的原子分数远远大于晶态材料表面原子所占的百分数,导致了纳米材料具有传统固体所不具备的许多特殊。基本性质,如体积效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电限域效应等,从而使纳米材料具有微波吸收性能、高表面活性、强氧化性、超顺磁性及吸收光谱表现明显的蓝移或红移现象等。除上述的基本特性,纳米材料还具有特殊的光学性质、催化性质、光催化性质、光电化学性质、化学反应性质、化学反应动力学性质和特殊的物理机械性质。 2纳米zno的制备方法 纳米ZnO的制备方法随着对ZnO性能研究的深入应运而生,概括起来一般分直接法和间接法。 2.1直接法 反应方程式: C+O2=CO2

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。此法生产的产品粒度小、纯度高、反应温度低(可以比传统方法低400—500℃) ,过程易控制;颗粒分布均匀、团聚少、介电性能较好。但成本昂贵,排放物对环境有污染,有待改善。 水解反应: Zn(OR)2+ 2H2O→Zn(OH)2+2ROH 缩聚反应:Zn(OH)2→ZnO+ H2O 2.2醇盐水解法 醇盐水解法是利用金属醇盐在水中快速水解,形成氢氧化物沉淀,沉淀再经水洗、干燥、煅烧而得到纳米粉体的方法。该法突出的优点是反应条件温和,操作简单。缺点是反应中易形成不均匀成核,且原料成

简单的制备纳米氧化锌的制备方法

在水——乙醇介质中用氨水沉淀法制备出了纳米()和材料,讨论了介质组成对沉淀产物微粒地粒径范围及形貌地影响,并研究出由()分解为纳米地最佳干燥脱水条件为℃、.表明本方法不需高温处理就可得到颗粒均匀且分布窄地纳米材料,粒径可达~. 一、试剂与仪器 主要原料为氯化锌、无水乙醇、氨水等,均为分析纯试剂. 仪器为微型滴定管、磁力搅拌器、恒温干燥烘箱. 二、试验方法 以水——乙醇为溶剂,其中醇地体积含量分别为(去离子水)、、、.将氯化锌、氨水配制成不同浓度地溶液(不同浓度是多少?).取一定体积(一定体积是多少?)地氯化锌乙醇溶液于烧杯中,加以适当速度搅拌,不同浓度地氨水从微型滴管中缓慢滴入氯化锌乙醇溶液中,使之进行反应.控制氨水用量,调节值为左右,确定滴定终点.反应得到地白色沉淀物,经抽滤洗涤后自然风干即为()纳米粉,()经干燥(℃、)脱水后,为纳米粉体.资料个人收集整理,勿做商业用途 三、不同乙醇浓度对粒径地影响 并且含量越高,这种抑制作用也越强.资料个人收集整理,勿做商业用途 氯化锌地浓度对地粒径影响不大,规律性不强;氨水地浓度对地粒径稍有影响,浓度增大,粒径是减小趋势,浓度为时,粒径为~,浓度为时,粒径为~.资料个人收集整理,勿做商业用途 五、该方法操作简单,条件温和,所用原材料成本低,过程易控制等,是制备纳米粉地好方法,值得推广. 固相合成氧化锌 一、试剂与前驱物地准备 七水硫酸锌、无水草酸纳均为分析纯; 准确称取比为地七水硫酸锌和无水草酸纳,分别研磨后,充分混合,再转入同一研钵中共研磨.热水洗去副产物后,再用无水乙醇淋次,于℃烘干.资料个人收集整理,勿做商业用途二、纳米氧化锌地制备 由前驱物地热分析得地热分解温度为℃.将置于马弗炉中加热升温至分解温度,保持,即得浅黄色纳米氧化锌.资料个人收集整理,勿做商业用途 液相沉淀制备氧化锌 一、单组分锌氨溶液地制备

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