纳米氧化锌的制备、表面改性及应用

3.0 闻远设计 2025-02-16 42 4 14.71KB 2 页 5光币

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。

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摘要：

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...

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