納米ZnO粉體材料制備技術(shù)

專家姓名：彭濱　　類別：無機(jī)化學(xué)

O前言
ZnO納米粉體是多功能新材料，由于顆粒的細(xì)微化，比表面積急速增大，使得納米ZnO具有塊狀材料所不具備的表面效應(yīng)，量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)，納米氧化鋅作為一種新型功能材料，在磁、光、電、化學(xué)、物理學(xué)和生物技術(shù)等方面有許多獨特的優(yōu)異性能，廣泛用于橡膠補(bǔ)強(qiáng)、化妝品防曬霜、化纖染料、生物醫(yī)藥、塑料行業(yè)、半導(dǎo)體材料、發(fā)光材料、石油化工催化劑、無機(jī)抗菌材料等領(lǐng)域。
目前，制備ZnO粉體的方法有多種，每種制備方法技術(shù)在不斷研究，制備機(jī)理、顆粒形態(tài)、粒度分布、應(yīng)用等問題還需要拓展和探索。
1、合成納米氧化鋅的方法
1.1、液相法合成納米ZnO
合成制備納米ZnO的方法較多，基本上都是液相沉淀法，沉淀法是在鋅鹽溶液中加入沉淀劑，隨著沉淀速度加快，析出ZnO粒子，熱處理得到納米ZnO粉體。常用的沉淀劑有氨水、碳?xì)滗@、乙二銨、有文獻(xiàn)報到：以ZnCI2為原料，NH3.H2O為沉淀劑成功制備出18nm的ZnO粉體。
1.2、溶膠-凝膠法制備ZnO納米粒子
溶膠-凝膠法是以金屬醇鹽為原料，在有機(jī)介質(zhì)中進(jìn)行水解，縮聚反應(yīng)，使溶液經(jīng)溶膠凝膠化過程，干燥得到ZnO粉體，常用的原料為Zn(NO3)2、ZnSO4、ZnCI2、Zn(CH3COOH)2等，影響溶膠的條件是反應(yīng)溫度、PH值和溶液的濃度。溶膠-凝膠法制備ZnO粉體的優(yōu)點是，產(chǎn)品粒度均勻、生產(chǎn)條件易控制，缺點是，金屬醇鹽原材料價格較高，產(chǎn)品收率低。
1.3、水熱法制備ZnO原理
水熱法是在高溫、高壓下在水溶液或蒸氣等介質(zhì)中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。Liwenjun等以Zn(CH3COO)2和氨水為原料，在150-250度利用水熱法制備出15-900nm的棒狀ZnO納米粒子。Yeh chihsien等以Zn(NO3)2和氨水為原料，在100-200度下，水熱反應(yīng)0.5-2h制得15nm左右的球狀和棒狀ZnO納米粒子，省去了高溫煅燒，制備過程中基本上沒有團(tuán)聚現(xiàn)象，合成的ZnO粉體粒度小、團(tuán)聚少、晶粒結(jié)晶良好，缺點是，反應(yīng)溫度高、工藝和設(shè)備要求嚴(yán)格，工業(yè)化生產(chǎn)有一定的難度。
2、以ZnSO4合成ZnO納米粒子
2.1、實驗
主要設(shè)備：搪瓷反應(yīng)器（帶攪拌），微波爐，馬弗爐，固液分離機(jī)等。
2.2、制備過程
取一定數(shù)量的ZnSO4溶液放入反應(yīng)器中，加熱攪拌，加入表面活性劑和分散劑，15分鐘后緩慢滴加氫氧化鈉溶液，生成ZnSO4沉淀，然后把反應(yīng)好的物料經(jīng)固液分離，放在微波爐中燒結(jié)30分鐘，馬弗爐中煅燒1h得到納米氧化鋅粉體。通過透視電鏡分析，ZnO粒度為7-50nm.
3、結(jié)論
以ZnSO溶液為原料，氫氧化鈉為沉淀劑，采用化學(xué)沉淀法，在較寬的條件下，均能制備出ZnO納米粉體，并且根據(jù)需要、更換表面活性劑，得到不同形態(tài)的ZnO納米粒子。
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發(fā)表時間：2008-12-11

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