纳米氧化锌..

• 橡胶工业是氧化锌的最大用户 。作为普通氧化锌的代换 材料，纳米氧化锌在橡胶工业中的应用已越来越受到重 视。纳米氧化锌与普通氧化锌对橡胶性能的影响对比下 表。
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2.纳米氧化锌在陶瓷中的应用 • 陶瓷材料是材料的三大支柱之 一，传统陶瓷材料的应用有较 大的限制，随着纳米技术的广 泛应用，纳米陶瓷随之产生。 纳米陶瓷被誉为“万能材料” 或“面向21世纪的新材料”。 所谓纳米陶瓷，是指显微结构 中的物相具有纳米级尺度的陶 瓷材料，也就是说晶粒尺寸、 晶界宽度、第二相分布、缺陷 尺寸等都是在纳米量级的水平 上。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。
3.纳米氧化锌在防晒化妆品中的应用
• 纳米ZnO是一种广谱的无机 紫外线屏蔽剂，由于其对 UVA的有效屏蔽性、安全性 和抗菌性而得到越来越广 泛的运用。其屏蔽紫外线 的原理是吸收和散射紫外 线。 • 它属于N型半导体，ZnO的 禁带宽度为32eV。当受到 紫外线的照射时，价带上 的电子可吸收紫外线而被 激发到导带上，同时产生 空穴一电子对，因此具有 吸收紫外线的功能。
纳米氧化锌的主要性质
1.表面效应
• 伴随着粒径的减小，表面原子数的迅速增加，纳米粒子 的表面积、表面能都迅速增大。 • 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。 • 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。
氧化锌分类 直接法（ 美国法） 间接法（法国法 ） 化学法（湿法） 在锌粉置换过程中，铜有利于提高Cd的析出电位既降低Cd的超电压，有利于的析出， 故当铜浓度较低时，需要添加Cu2+。 锌粉加入量对铜Cd去除的影响，溶液中的铜cd随锌粉加入量的增加而降低，当加入 量为理论量的10倍时，铜cd的溶液都低于1mg/l， 锌粉用量 锌铜cd cd浓度 铜浓度 2 51.35 34.26 4 27.9 2.23 6 15.62 2.13 8 3.12 0.86 10 0.63 0.24
7.纳米氧化锌在电化学中的应用
• 碱性可充锌基电池具有能量密度高，无环境污染以及原 料来源丰富等特点，近十几年来一直是化学电源领域的 研究热点之一。 • 但在应用碱性可充锌基电池时，由于锌电极循环寿命短 而使电池很快失效，阻碍了其推广应用。纳米材料在化 学电源中的应用也日益受到人们的重视。 • 以草酸、二水合二酸锌为原料，采用固相配位化学法制 备粒子平均尺寸在20~50nm的氧化锌粉体，当纳米粒子填 充在常规粒径粒子间的缝隙中时，可改善电极反应的传 质和传荷条件，减轻电极充放电过程中的变形问题，提 高了锌电极的氧化还原可逆性能以及循环充放电性能。
研究方向
• 目前，纳米氧化锌的应用研究不如制备技术研究广泛和 深入。 • 如何更好地发挥纳米氧化锌的优异性能，提高产品的性 能价格比，使制造出的产品在国际市场上具有竞争力都 是应用研究努力的方向。 • 总体来说，纳米材料的研究主要包括：①纳米材料结构 的研究及其性能的分析、测试及表征；②纳米材料的合 理制备；③纳米微粒大小、形状的可控性研究；④ 纳米 材料的工业化生产及实际应用研究。
存在的问题
• 如何寻找纳米氧化锌与传统领域融合的切入点和突破口， 是推动纳米氧化锌应用研究的关键。 • 纳米氧化锌的应用研究同其他纳米材料一样还处于初级 阶段，应用基础理论的研究还不深入，一些应用领域还 未开发。如纳米氧化锌作为一种良好的光催化剂，可用 于抗菌消毒、屏蔽紫外线等，但目前的研究中还存在一 些问题：反应机理的研究缺乏中间体的鉴定；用于公共 设施的杀菌技术；新型的半导体复合催化剂的开发；多 元复杂组分有机物体系的考察，目前的报道大多为单一 组分考察；大型工业化的光催化氧化反应器的设计；光 催化剂的寿命、中毒、再生与回收等等。
4.纳米氧化锌在油漆涂料中的应用
• 借助于传统的涂层技术， 添加纳米材料，可进一步 提高涂料防护能力，实现 防紫外线照射、耐大气侵 害和抗降解、变色等。在 卫生用品上应用可起到杀 菌保洁作用； • 在标牌上使用纳米材料涂 层，可利用其光学特性， 达到储存太阳能、节约能 源的目的； • 在建材产品如玻璃、涂料 中加入适宜的纳米材料， 可以达到减少光的透射和 热传递效果，产生隔热、 阻燃等效果。在涂料应用 中，纳米氧化锌的紫外屏 蔽性能是其中最大的开发 点之一。
结束语
• 在“纳米热”席卷全球的高科技时代，纳米氧化锌以其 优越的性能特点，在橡胶、涂料、陶瓷、防晒化妆品等 等领域展示出引人注目的广泛应用，但就目前的应用研 究现状来看，我国同国外相比仍有一定的差距。 • 随着制备技术的进一步完善和应用研究的进一步深入， 纳米氧化锌必将成为2 l世纪一个大放异彩的明星而展现 在新材料、能源、信息等各个领域，发挥其更加举足轻 重的作用。
纳米氧化锌的应用
总述
纳米氧化锌是由极细晶粒组 成，特征维度尺寸在纳米数 量级(1-100 nm)的无机粉体 材料，其研究兴起于20世纪 90年代。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，在化学、物理学、 光、电、磁、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 一。 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。在这 里我们综述了纳米氧化 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。
2.体积效应
• 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 应为实际应用开拓了广阔的新领域 。
纳米氧化锌的应用
1.纳米氧化锌在橡胶轮胎中的应用
5.纳米氧化锌在纺织中的应用
• 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。将金属氧化锌粉末制 成纳米级时，由于微粒尺寸与光波相当或更小，尺寸 效应使导带及价带的间隔增加，故光吸收显著增强。 在350-400nm(UVA)时，氧化锌的遮蔽效率高，同时氧 化锌(n=1.9)的折射率小，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。
6.纳米氧化锌在催化剂和光催化剂中的应用
• 催化剂在许多化学领域中起着举足 轻重的作用，它可以控制反应时间、 反应效率和反应速度。纳米粒子表 面活性中心多，为它作催化剂提供 了必要条件。 • 纳米微粒作催化剂比一般催化剂的 反应速度提高10-15倍。主要是因 为纳米氧化锌的尺寸小、比表面积 大、表面键性和颗粒内部的不同、 表面原子配位不全等，导致表面的 活性位置增多，形成了凸凹不平的 原子台阶，加大了反应接触面，纳 米氧化锌的催化活性和选择性远远 大于其传统催化剂。
实验条件反应温度为80度时，反应时间60分钟， 锌粉置换量为10倍。 溶液组成 锌 铜 cd 置换前 36.4 0.89 81.75 置换后37.2 0.18 0.43 去除率 80.2% 99.5 %