纳米氧化硅材料调研报告
纳米氧化硅材料
调研报告
纳米氧化硅材料研究
前言
纳米氧化硅（纳米白炭黑）作为国内最早实现规模化生产的纳米材料，具有诸多常规材料所不具备的奇异特性，因而受到了科技界与企业界的广泛关注。纳米氧化硅为具有颗粒尺寸小、微孔多、比表面积大、表面羟基含量高、紫外线、可见光及红外线反射能力强等特点。特别是随着产品表面处理工艺的完善，纳米颗粒的软团聚程度明显降低，与有机高分子材料的相容性好，极大地拓宽了产品的应用领域。
目录
一、纳米氧化硅的性质 (1)
二、纳米二氧化硅的制备 (2)
三、纳米材料的应用 (6)
四、纳米氧化硅的局限与危害 (11)
五、总结 (12)
六、参考文献 (13)
一、纳米氧化硅的性质
纳米氧化硅的粒径只有几十纳米具有很高的硬度和很好的稳定性，其熔、沸点也很高，具有良好的化学惰性和热力稳定性。
经透射电子显微镜观测，纳米氧化硅的原始颗粒尺寸平均为10nm 左右；经动态激光粒度分析仪检测，纳米氧化硅颗粒粒径集中在10-20nm之间，分布范围很窄；经BET法测试分析，纳米氧化硅的比表面积高达640m2/g（即1克纳米粉体摊开后的表面积近似于1亩地大小），其表面存在大量的不饱和残键及不同键合状态的羟基，因表面欠氧而偏离了稳态的硅氧结构，所以该材料具有高反应活性。
纳米氧化硅的产品为人工合成物无定形白色流动性粉末，具有各种比表面积和容积严格的粒度分布。本产品是一种白色、松散、无定形、无毒、无味、无嗅，无污染的非金属氧化物。其原生粒径介于7～80nm之间，比表面积一般大于100m2／g。由于其纳米效应，在材料中表现出卓越的补强、增稠、触变、绝缘、消光、防流挂等性质，因而广泛的应用于橡胶、塑料、涂料、胶粘剂、密封胶等高分子工业领域。例如：
(1)陶瓷领域：可以提高陶瓷制品的韧性、光洁度；
(2)人造莫来石：具有高的导热特性和良好的力学性能，是电子工业封装材料的最佳原材料之一；
(3)橡胶改性：通过控制SiO?的颗粒尺寸，以制备抗紫外辐射的橡胶、红外反射橡胶、高绝缘性橡胶等；
(4)粘结剂：纳米SiO?小颗粒形成网络结构，抑制胶体流动，固化速率快，提高粘结效果，同时增加了胶的密封特性；
(5)涂料：利用纳米SiO?透明性和对紫外光的吸收特性；
(6)功能纤维添加剂：制造红外屏蔽人造纤维、抗紫外线辐照人造纤维、高介电绝缘性能优越的纤维等；
(7)塑料改性：用作塑料的补强剂，使塑料变得很致密，提高了薄膜的透明度、强度和韧性，大大提高防水性能；
(8)抗油漆老化添加剂：提高各类油漆的抗老化性能和光洁度；
(9)高级研磨介质：制成抛光液用于硅片等电子材料表面研磨或抛光。
在光学特性方面，纳米氧化硅对紫外光和可见光都呈现较高的反射特性，这明显区别于其他纳米材料的吸收特性。其对紫外短波（200—280nm）的反射率达70%～80%；对紫外中长波（280—400nm）的反射率达80～85%；对可见光（400nm—800nm）的反射率高达85%以上；对800—1350nm波段的近红外线的反射率也达70%以上。采用比表面和孔隙率分析仪对纳米氧化硅进行检测发现，其表面含有许多纳米级微孔，孔径集中在0.5-1nm之间，孔隙率高达60%以上。
二、纳米二氧化硅的制备
制备方法：
1.燃烧法
燃烧法又叫干法或气相法，即无机硅或有机硅的氯化物水解法。制备过程为：将精制的氢气、空气和硅化物蒸气按一定比例投入水解炉进行高温（1000～1200℃）水解，生产二氧化硅气溶胶，经聚集器收集二氧化硅纳米级粒子。其化学反应式如下：
SiCl? + 2H? + O?→ SiO? + HCl
2CH?SiCl?+ 5O?+ 2H?→ 2SiO? + 6HCl + 2CO?+ 2H?O 气相法工艺生产的纳米SiO?又叫SiO?气凝胶，物化性能好，粒子大小、比表面积、表面活性等重要性质都很理想。SiO?气凝胶密度低，空隙率最高可达98%，其独特的纳米介孔结构使其具有许多优异的性能，如热导率低，声速低等。一般制备SiO?气凝胶多采用超临界干燥工艺，由于超临界干燥在高于液体的临界温度和临界气压下去除湿凝胶中空隙液体，因而可以减小毛细管压力的影响，避免凝胶收缩和破碎发生。然而，超临界干燥需要用到高压釜，工艺复杂、
原料昂贵、成本高,设备要求高,产量低,还有一定的危险性。为尽快实现SiO?气凝胶的大规模生产及广泛的实际应用，研究SiO?气凝胶的常压干燥技术非常必要。Schwertfeger,Lee和赵大方等先后用三甲基氯硅烷/六甲基二硅醚和异丙醇/TMCS/己烷溶液处理水凝胶，使溶剂交换_表面改性一步完成，在一定程度上减小了多步溶剂交换存在的耗时、成本高等问题。在此基础上，大连理工大学的史非等尝试了一种新的改性工艺，即用乙醇/TMCS/庚烷溶液对SiO?气凝胶进行改性处理，结果更有利于获得大块的低密度SiO?气凝胶。
2.沉淀法
沉淀法也叫湿法，是由可溶性硅酸盐以酸分解，制得不溶性的SiO?。其化学反应式为：
CaSiO? + 2HCl → CaCl ? + SiO ? + 2H?O
沉淀法生产工艺，其产量高，工艺简单，易形成规模生产，但产品质量较气相法差。河北理工大学的张庆军等通过改进工艺、增加技术环节，仍用本法制备了粒径小（平均粒径为35nm）、大比表面积（表面活性能为35.566kJ/mol）、高稳定性的纳米SiO?。李佳伦等改良沉淀法后，生产的纳米SiO?可控制在15~20nm范围内，含量高达99.9%，物化性能超过国内同类产品，并且工艺流程短，原料价廉易得，设备数量少，投资少，投产快等。
沉淀法是将反应物溶液与其它辅助剂混合,然后在混合溶液中加入酸化剂沉淀, 生成的沉淀再经干燥与煅烧得到纳米二氧化硅。此法因其工艺简单、原料来源广泛而得到广泛地研究与应用, 但其产品性状难以控制的问题尚没得到较好的解决, 所以目前对此法的研究重点多为将其它控制手段与沉淀法结合, 加强对反应及沉淀过程的控制, 使产品的性状得到改善。如何清玉等将沉淀过程置于超重力反应器中, 利用比地球重力大数百倍至千倍的超重力环境, 强化微观混合和传质过程, 可使反应时间大大缩短, 使制得的产品粒径小、粒度分布窄。此外, 亦可利用超声波等分散手段, 使沉淀过程得到控制, 从而防止颗粒团聚, 使产品性状得到改善。
3.溶胶-凝胶法
此法一般以硅酸盐或硅酸酯为前驱物溶于溶剂中形成均匀溶液, 然后调节pH值, 使前驱物水解聚合形成溶胶。随着水解的进行, 水
解产物进一步聚集形成凝胶, 滤出凝胶再经干燥及煅烧, 制得所需的纳米二氧化硅粉体。此制备方法采用的前驱物中, 正硅酸乙酯( TEOS)因其水解及溶胶凝胶化过程易于控制而得到广泛研究。TEOS 的水解过程根据催化剂的不同可分成酸催化和碱催化, 两者的催化水解过程有一定的区别。在碱催化下, TEOS的水解较完全, 易于形成球形粒子; 在酸催化下, 由于单体聚缩速率较大,水解反应过程易发生线性缩合, 形成三维空间网络结构而难以形成球形粒子。所以, 目前制备纳米二氧化硅的研究主要为碱性催化, 吸附性能更优越的酸性纳米二氧化硅的研究较少。
4.微乳液法
微乳液通常由表面活性剂、助表面活性剂、油、水组成, 剂量小的溶剂被包裹在剂量大的溶剂中形成一个个纳米级的、表面由表面活性剂组成的微泡。微乳液法就是通过向由前驱物制得的微乳液中滴加酸化剂或催化剂, 使制备反应在微乳液泡内发生, 利用微乳液使固相的成核生长、凝结、团聚等过程局限在一个微小的球形液滴微泡内, 从而形成纳米球形颗粒, 又避免了颗粒之间进一步团聚, 易实现粉体粒径的可控性生产。微乳液在整个制备过程中是作为一个微反应器和模板, 其制备效果对产品的质量起了关键作用。为了能够达到理想的效果, 配制微乳液所选取的表面活性剂的HLB(亲水亲油平衡值)应该与微乳液中油相的HLB相匹配, 同时, 综合运用多种表面活性剂可使微乳液更加稳定。此外, 助表面活性剂和油相也起着十分重要的作用, 油的碳原子数加上助表面活性剂的碳原子数等于表面活性剂的碳原子数是微乳液形成的最佳条件。如果采用高速搅拌器或超声波等混合手段, 更能在最短的时间内制得液滴最为均一且尺寸为纳米级的微乳液。通过微乳液, 再结合适当的后处理工序, 将可以制得形貌及粒径都较为均一的纳米二氧化硅粉体。如骆锋等以硅酸钠为前驱体, 以OP乳化剂为表面活性剂,正戊醇为助表面活性剂, 环己烷为油相制备微乳液, 然后以浓硫酸为酸化剂得到白色沉淀, 再经共沸蒸馏、真空干燥与高温焙烧制得了15 ~ 30nm的二氧化硅白色粉末。此法在微乳液的基础上, 采用了共沸蒸馏工艺脱去凝胶中残余的水分, 防止含水胶体在干燥过程中发生粉末硬团聚现象, 使粉末的性能得到了提高。
微乳液法作为一种新兴的制备方法, 由于其具有纳米级的自装
配能力, 易于实现粒径与形貌的可控性制备而引起众多研究者的兴趣, 成为近年的研究热点。但是由于其成本高、产品的有机成份难以去除且易造成环境污染, 而尚未在工业上广泛应用。为了实现工业化生产, 在工艺上尚需进一步研究, 实现有机组分的分离与回收, 以及寻求有效的途径实现去除产品有机杂质的同时防止颗粒团聚等。
5.其他方法
随着研究的深入开展, 为了降低成本, 制得粒径小、粒度分布窄、形貌优良的纳米二氧化硅粉体, 许多学者开展了创新性的研究。
吉林大学的王子忱教授发明了从稻壳中提取纳米SiO?。使用稻壳为原料生产出高比表面活性炭，得到比表面超过3500m2／g的产品，具有超强吸附，是普通活性炭吸附能力的3～4倍。再如以硅灰石为原料生产纳米二氧化硅的方法，其方法显著特点是由矿石一步到位生产纳米二氧化硅，具有工艺简单、流程短、能耗低，质量稳定，生产成本低的优点。
王淑贤研究了一种以四氯化硅为原料的湿式制备方法。将四氯化硅加入水中生成氢氧化硅, 经洗净后产出二氧化硅粉末, 在二氧化硅粉末料中添加15%的盐酸以除去杂质, 然后分组提取不同粒径的粉体, 最后将不同级别的粉体分别烘干得到纳米二氧化硅粉体。
沈培康等研究了喷雾干燥法制备纳米二氧化硅的工艺。此法以商品级硅溶胶为原料, 在离子型和非离子型表面活性剂和其它添加剂作用下, 调节溶液的pH 值, 使团聚的硅溶胶微粒分散成纳米颗粒。通过高速离心喷嘴喷出纳米微液滴, 在干燥塔内经热风( 250～500e )瞬间干燥得到二氧化硅纳米粉体。此法的制备温度较低,颗粒原位生成, 不需进一步粉碎和后处理, 操作上较为简单。
制备的原材料：
目前, 国内外对纳米二氧化硅的研究主要采用硅酸钠和正硅酸乙酯为原料, 而工业生产的原料则以低廉的硅酸钠为主。部分研究者为了实现资源的回收利用, 利用煤酐石、稻壳等废弃物为原料, 成功制备了纳米二氧化硅; 我们亦可以尾矿为原料制备纳米二氧化硅, 达到变废为宝的目的。利用各种硅含量较高的废弃物为原料制备纳米二氧化硅, 为部分废弃物提供了现实可靠的出路, 实现资源增值, 缓
解了工业生产对环境所造成的压力。
SiO?纳米的主要技术指标
小结：
综上所述, 由于纳米二氧化硅被广泛地应用于各行各业, 对其制备方法的研究得到了广泛的开展, 形成了多种多样的制备方法, 且随着科技的发展与研究的深入, 新的制备工艺将会不断被开发出来。但是, 目前纳米二氧化硅的制备技术仍难以满足各行业应用的需要, 面临许多有待解决的问题: 有效地解决颗粒硬团聚问题, 使其在制备与贮运过程中均匀分散; 更有效地控制粉体的形貌, 降低成本, 实现粉体粒径的可控性生产。
三、纳米材料的应用
近年来,研究人员在不断探索纳米二氧化硅优越性的同时,通过结构重整以及物质重组,制备了许多无机- 有机型、无机- 无机型的复合材料。从而大大改善了单纯纳米SiO2 的单分散、难分散性和易团聚性等缺点,使其许多性能得到进一步的优化和升级。如提高材料的抗紫外线的光学性能;抗老化和耐化学性能;强度、弹性、韧性、吸附性和缓释性能等。可广泛应用于生物、医学、膜科学、催化剂、涂料、硅橡胶以及农药等领域。
1.生物和医学方面
随着当前城市生活垃圾的大幅增长以及环境污染的日趋严重，加大消灭‘四害’的力度、预防疾病的传播已十分迫切。在树干上涂刷石灰、向垃圾箱喷洒药水已作用不大，现在大城市已采用喷涂中枢神经麻醉药类杀虫剂来消灭蚊子、苍蝇、蟑螂等昆虫类害虫，但这些杀虫剂多从国外进口，价格较高，喷涂后有效期较短（只有1个月）。
然而，舟山明日纳米公司利用纳米SiO?大比表面积、表面多介孔结构和超强的吸附能力以及奇异的理化特性，将Ag﹢等功能离子均匀地设计到纳米SiO?表面的介孔中，并实施稳定，成功开发出高效、持久、耐高温、广谱抗菌的纳米抗菌粉（粒径只有70nm左右），不但填补国内空白，而且主要技术指标均达到或超过日本同类产品。经检测，当纳米抗菌粉在水中的浓度仅为0.315%时，对革兰氏阳性代表菌种与革兰氏阴性代表菌种的抗菌能力就可非常明显地表露出来，抑菌圈出现2~3nm，且随着纳米抗菌粉在水中浓度的增加，抑菌圈明显增大。据测定，水中含Ag﹢为0.01mg/L ,，就能完全杀灭水中的大肠杆菌，并能保持长达90天内不繁衍出新的菌丛。山东省小鸭集团技术工艺中心的李增录工程师已成功地将纳米抗菌粉应用于搪瓷釉料中，使该集团生产出具有防霉、抗菌功能的滚筒洗衣机。经山东省卫生防疫部门检测，其抗菌率高达99%以上。纳米抗菌粉在搪瓷釉料中使用条件较为苛刻，需在碱性较强的液体中和高温（900 oC左右）烧瓷后仍保持很强的抗菌性能，这是其它抗菌粉望尘莫及的。上海天邦公司的吴吉生高级工程师将纳米抗菌粉添加在内墙涂料中，生产出了具有长久抗菌防霉功能的内墙涂料，产品十分畅销。上海恒源祥公司目前已将纳米抗菌粉用在妇女内裤洗涤剂、羊毛、羊绒洗涤剂、洗洁精、洗手液中，经卫生防疫部门检测，其抗菌性能十分显著。工程塑料国家工程研究中心李毕忠教授课题组在纳米抗菌粉的母粒化技术、抗菌塑料等方面进行了适用化的研究开发，并率先在海尔集团抗菌系列家电产品的塑料部件中推广应用，这为我国抗菌制品赶超日本、欧美等工业发达国家奠定了良好的基础。可以预见，随着人们健康意识的增强，纳米抗菌粉将逐渐被相关应用企业和广大民众所接受。
2.橡胶、塑料和涂料方面
橡胶是一种伸缩性优异的弹性体，但其综合性能并不令人满意，生产橡胶制品过程中通常需在胶料中加入炭黑来提高强度、耐磨性和抗老化性，但由于炭黑的加入使得制品均为黑色，且档次不高。而纳米SiO?作为补强剂，在普通橡胶中添加少量的纳米SiO?后，产品的强度、耐磨性和抗老化性等均达到或超过传统高档橡胶制品，而且能生产出色彩新颖、性能优异的新一代橡胶制品，如纳米SiO?改性的橡胶材料，并且可以保持颜色长久不变。彩色轮胎的侧面胶的抗折性能由原来的10万次提高到50万次以上，有望在不久的将来，实现国产汽车、摩托车轮胎的彩色化。
利用纳米SiO?透光性好、粒度小，可以使塑料变得更加致密。在聚苯乙烯塑料薄膜中添加纳米SiO?后，不但提高其透明度、强度、韧性，而且防水性能和抗老化性能也明显提高。在普通塑料聚氯乙烯中添加少量纳米SiO?后生产出的塑钢门窗硬度、光洁度和抗老化性能均大幅提高，综合性能达到国内先进水平。利用纳米SiO?对普通塑料聚丙烯进行改性，现主要技术指标（吸水率、绝缘电阻、压缩残余变形、挠曲强度等）均达到或超过工程塑料尼龙6的性能指标，实现了聚丙烯铁道配件替代尼龙6使用，产品成本大幅下降，其经济效益和社会效益十分显著。
我国是涂料生产和消费大国，但当前国产涂料普遍存在着性能方面的不足，诸如悬浮稳定性差、触变性差、耐候性差、耐洗刷性差等，致使每年需进口大量高质量的涂料。在涂料中，纳米SiO?可提供防结快、防流挂、乳化、硫化性、消光性、支持性、悬浮、增稠、触变性等功能，成功地实现了纳米SiO?在涂料中的应用，这种纳米改性涂料一改以往产品的不足，经检测其主要性能指标除对比率不变外，其余均大幅提高，如外墙涂料的耐洗刷性由原来的1000多次提高到10000多次，人工加速气候老化和人工辐射暴露老化时间由原来的250h（粉化1 级、变色2级）提高到600h（无粉化，漆膜无变色，色差值 4.8），此外涂膜与墙体结合强度大幅提高，涂膜硬度显著增加，表面自洁能力也获得改善。在四川省科技厅的资助下，廖辉伟等研究了以改性硅
溶胶为基料的水性涂料，该涂料具有一定环境协调能力，其固化性膜过程可吸收一定的CO?，成本低，综合性能佳，应用适宜范围广大。
3. 树脂基复合材料方面
有机树脂可以制造各种各样的复合材料，随着材料产业界对树脂性能的要求越来越高，纳米SiO?在传统树脂改性应用应运而生，只要能将纳米SiO?颗粒充分、均匀地分散到树脂材料中，完全能达到全面改善树脂基材料性能的目的。纳米SiO?改性的树脂材料，制作的玻璃钢制品，因纳米颗粒与有机高分子产生接枝和键合作用，使材料韧性增加，可克服玻璃钢本身的硬度较低、耐磨性较差的缺点，提高拉伸强度和冲击强度以及耐热性能；对环氧树脂材料的强度、韧性、延展性均大幅度提高。纳米SiO?可以强烈地反射紫外线，它加入到环氧树脂中可大大减少紫外线对环氧树脂的降解作用，从而达到延缓材料老化的目的。由于纳米SiO?的高流动性和小尺寸性效应，使材料的耐磨性大大增强。
4. 陶瓷与颜料方面
氧化物陶瓷进入规模生产以来，其研究朝着高纯超细的方向发展，在一定程度上改善了陶瓷性能和微观结构。在95瓷里添加少量的纳米Al?O?可以使陶瓷更加致密，强度和抗冷热疲劳等性能大幅提高。近几年来，又采用2相粒子固相共溶、注入以及弥散等复合技术，可以进一步影响和改善氧化物陶瓷性能，用纳米SiO?代替纳米Al?O?添加到95瓷里，既可以起到纳米颗粒的作用，同时它又是第2相的颗粒，不但提高陶瓷材料的强度、韧性，而且提高了材料的硬度和弹性模量等性能，其效果比添加Al?O?更理想。利用纳米SiO?复合陶瓷基片，不但提高了基片的致密性、韧性和光洁度，而且烧结温度大幅降低，主要性能指标均达到甚至超过美国、日本等国生产的产品。此外，纳米SiO?在陶瓷过滤网、刚玉球等陶瓷产品中应用效果也十分显著。
有机颜（染）料虽具有鲜艳色彩和很强的着色力，但一般耐光、耐热、耐溶剂和耐迁移性能往往不及无机颜料。通过添加纳米SiO?对有机颜料进行表面改性处理，不但使颜料抗老化性能大幅提高，而且亮度、色调和饱和度等指标也均出现一定程度的提高，性能可与进口高档产品相媲美，极大地拓宽了有机颜料的档次和应用范围。
5.密封胶、粘结剂方面
密封胶、粘结剂是量大、面广、使用范围宽的重要产品。它要求产品粘度、流动性、固化速度达最佳条件。我国在这个领域的产品比较落后，高档的密封胶和粘结剂都依赖进口。国外在这个领域的产品已经采用纳米材料作改性剂，而纳米SiO?是首选材料，它主要是在纳米SiO?表面包敷一层有机材料，使之具有憎水性，将它添加到密封胶中很快形成一种硅石结构，即纳米SiO?小颗粒形成网络结构抑制胶体流动，加快固化速度，提高粘结效果。由于纳米SiO?颗粒尺寸小从而也增加了产品的密封性和防渗性。
6.其他方面的应用
在光学领域的应用。纳米微粒应用于红外反射材料主要是制成薄膜和多层膜来使用。纳米微粒的膜材料在灯泡工业上有很好的应用前景。高压钠灯以及各种用于拍照、摄影的碘弧灯都要求强照明，但是灯丝被加热后69%的能量转化为红外线，这就表明有相当多的电能转化为热能被消耗掉，仅有一少部分转化为光能来照明，同时，灯管发热也会影响灯具的寿命，如何提高发光效率，增加照明度一直是亟待解决的关键问题。纳米微粒的诞生为解决这个问题提供了一个新的途径。20世纪80年代以来，科研技术人员用纳米SiO?和纳米TiO?微粒制成了多层干涉膜，总厚度为微米级，衬在灯泡罩的内壁，结果不但透光率好，而且有很强的红外线反射能力。据专家测算同种灯光亮度下，该种灯具与传统的卤素灯相比，可节约15%的电能。
新型有机玻璃添加剂。飞机的窗口材料常用的是有机玻璃，当飞机在高空飞行时，窗口材料经紫外线辐射易老化，造成透明度下降。为解决此问题，上海华东理工大学郭卫红博士利用纳米SiO?极强的紫外反射性能，在有机玻璃生产过程中加入表面修饰后的纳米SiO?，生产出的产品抗紫外线辐射能力提高1倍以上，抗冲击强度提高80%。
四、纳米氧化硅的局限与危害
由于小尺寸效应、量子效应和巨大比表面积等，纳米材料具有特殊的物理化学性质。在进入生命体以后，它们与生命体相互作用所产生的化学特性和生物活性与化学成分相同的微米级物质有很大不同。国内外许多研究表明：纳米粒子的尺寸、结构不同所产生的生物效应也不同。纳米氧化硅是纳米材料中重要的一员，它因具有量子尺寸、量子隧道效应、特殊光电特性、高磁阻现象、非线性电阻现象以及高温下仍有高强、高韧、稳定性好等特性而被广泛应用于塑料工程、生物医学工程、杀菌剂、食品加工、纺织业、农业及涂料等几乎所有涉及微米二氧化硅（SiO?）的领域。众所周知，以石英为代表的结晶型SiO?已被证实对人体有很大危害。
据实验表明，纳米氧化硅与微米SiO?在水溶液中可以产生活性氧自由基（ROS），诱发红细胞膜发生脂质过氧化生成MDA，后者可以与蛋白质的氨基发生交联作用，使红细胞膜的成分结构发生改变，丧失功能，并引起溶血。纳米粒子的特性之一是易聚集，当浓度增高时，粒子的聚集性逐渐增强，活性作用的表面积减少。此外，粉尘可吸附红细胞和血红蛋白，使溶血受抑，故而纳米氧化硅在一定浓度时红细胞的溶血率达到峰值后，随着浓度的增加，溶血率反而下降。，由于纳米氧化硅粒径较小，很容易扩散和转移，经过一段时间的染尘，纳米氧化硅致肺部纤维化的能力趋向于温和。与微米SiO?相比，纳米SiO?颗粒可能更易于扩散进入肺间质，并经毛细血管进入循环，使肺泡中潴留的纳米SiO2 的量逐渐减少，对肺的损伤作用减弱。也有研究者对纳米SiO?和微米SiO?进行了肺部毒作用的比较，发现纳米SiO?对肺部的急性损伤比微米SiO2 强。本实验发现在0.010～1.000 g/L浓度范围内，相同浓度的纳米氧化硅致红细胞溶血率较微SiO?高；红细胞染尘浓度与溶血率、MDA含量的相关性分析结果显示，纳米氧化硅与微米SiO?一样，致红细胞溶血率和MDA生成量与染尘浓度均存在高度相关；在同一浓度下20 nm氧化硅所致红细胞溶血率及MDA生成量均较60 nm氧化硅高（P < 0.05）。提示纳米氧化硅对红细胞的毒性作用有尺寸依赖效应，处于纳米数量级的粒子数量在毒性作用中可能起关键作用，即于质量浓度相同的条件下，纳米粒子的数量多，表面积较大，表面活性高，与红细胞接触的部位更
多，故致红细胞溶血作用较微米SiO?强。20 nm氧化硅对红细胞溶血作用较60 nm氧化硅强，氧化损伤在纳米氧化硅致红细胞溶血方面可能发挥了一定作用。
五、总结
综上所述, 由于纳米二氧化硅被广泛地应用于各行各业, 对其制备方法的研究得到了广泛的开展, 形成了多种多样的制备方法, 且随着科技的发展与研究的深入, 新的制备工艺将会不断被开发出来。但是, 目前纳米二氧化硅的制备技术仍难以满足各行业应用的需要, 面临许多有待解决的问题: 有效地解决颗粒硬团聚问题, 使其在制备与贮运过程中均匀分散; 更有效地控制粉体的形貌, 降低成本, 实现粉体粒径的可控性生产。
聚合物/纳米SiO?复合材料具有优良的综合性能, 展现出诱人的应用前景。尽管近年来对其研究较多, 并取得了较大进展, 但是对它的研究还不够深入, 还有许多问题亟待研究和解决, 如纳米SiO?在聚合物基体中的均匀分散问题, 纳米复合材料的相界面结构, 纳米SiO?对聚合物性能影响的机理等。相信随着制备技术的进一步完善及对材料的结构与性能关系的进一步了解, 人们将能按照需要来设计和生产高性能和多功能的聚合物/纳米SiO?复合材料。
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硅酸盐通报，2005，24（4）：120～122。
氢氧化镁阻燃剂
氢氧化镁阻燃剂 简介 氢氧化镁简称MH，分子式Mg(OH)2，分子量重58.33.白色粉末，相对密度2.39。折射率1.561-1.581。在300℃以下稳定，320℃开始分解，生成氧化镁和水，430℃时分解速度最快，490℃时分解完结。溶于烯酸和铵盐溶液，不溶于水、乙醇。氢氧化镁不仅有阻燃作用，还有一眼功能，无毒、无腐蚀性，多种性能优于氢氧化铝，安全廉价，属于环保型无机阻燃剂。 阻燃机理 氢氧化镁在受热时（340-490度）发生分解吸收燃烧物表面热量到阻燃作用；同时释放出大量水分稀释燃物表面的氧气，分解生成的活性氧化镁附着于可燃物表面又进一步阻止了燃烧的进行。氢氧化镁在整个阻燃过程中不但没有任何有害物质产生，而且其分解的产物在阻燃的同时还能够大量吸收橡胶、塑料等高分子燃烧所产生的有害气体和烟雾，活性氧化镁不断吸收未完全燃烧的熔化残留物，从使燃烧很快停止的同时消除烟雾、阻止熔滴，是一种新兴的环保型无机阻燃剂。 分类 阻燃剂按化学成份可以分为有机阻燃剂和无机阻燃两大类。有机阻燃剂又分为磷系和卤系两个系列。由于有机阻燃剂存在着分解产物毒性大、烟雾大等缺点，正逐步被无机阻燃剂所替代。
无机阻燃剂主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑、氧化锡、氧化钼、钼酸铵、硼酸锌等，其中以氢氧化铝和氢氧化镁因分解吸热量大，并产生H2O可起到隔绝空气作用，其分解后氧化物又是耐高温物质，故二种阻燃剂不仅可起到阻燃作用，而且可以起到填充作用，它所具有不产生腐蚀性卤气及有害气体、不挥发、效果持久、无毒、无烟、不滴等特点。 涂料等高分子材料中，特别是对矿用导风筒涂覆布、PVC整芯运输带、阻燃胶板、蓬布、PVC电线电缆料、矿用电缆护套、电缆附件的阻燃、消烟抗静电，可代替氢氧化铝，具有优良的阻燃效果。 种类间比较 目前国内氢氧化铝用量较多，但随着高聚物加工温度的提高，氢氧化铝易分解，降低阻燃作用，氢氧化镁较氢氧化铝具有如下优点： ①氢氧化镁热分解温度达330℃，比氢氧化铝高100℃，故有利于塑料加工温度的提高，加快挤塑速度，缩短模塑时间； ②氢氧化镁与酸的中和能力强，可较快地中和塑料燃烧过程产生的酸性气体SO2、NOx、CO2等； ③氢氧化镁分解能高，有利于吸收燃烧热，提高阻燃效率； ④氢氧化镁抑烟能力强、硬度小，对设备摩擦小，有助于延长生产设备
纳米氧化锌的制备及其应用
纳米氧化锌的制备及其应用 学院：电子信息学院 专业：电子科学与技术 班级： 101 班 学号： 1007010043 学生姓名：杨晓玲 2014年1月3日
纳米氧化锌的制备及其应用 电子信息学院杨晓玲 1007010043 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。 关键词：纳米氧化锌，制备，应用 Abstract Nanometer zinc oxide as a kind of functional material, has many good properties and wide application. Through the process of main preparation technology of nanometer zinc oxide and the technological characteristics, the author introduces the application of nanometer zinc oxide in various fields. Key words: nano zinc oxide, preparation, application 一、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。 二、纳米氧化锌的结构分析 采用沉淀法制备了纳米氧化锌粉体,利用 Rietveld方法[1]对所得样品的结构进行了精修，结果显示所得纳米氧化锌为六方结构，空间群为P63mc，其晶胞参数口=3．2533A，c=5.2129A，与氧化锌体相材料相比其晶胞参数明显增大。纳米氧化锌(ZnO)是近年来发现的一种高新技术材料，是极少数几种可以实现量子尺寸效应的氧化物半导体材料。随着纳米氧化锌制备工艺的深入研究，ZnO粒子的超细化，使其呈现出传统 ZnO所不具备的特殊性能，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，因而具有广的应用前景 J。近年来，随着纳米材料的兴起，如何表征纳米粉体的粒径及结构是人们关注的热点之一，虽然可用于表征纳米颗粒的方法较多，但是受设备及测试经费等因素的制约，人们多采用 x射线衍射(Ⅺ)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等方法来对纳米颗粒进行表征。
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。
氧化锌纳米棒研究进展汇总
氧化锌纳米棒研究进展** 孔祥荣*, 邱晨, 刘强, 刘琳, 郑文君 （南开大学化学学院材料系，天津，300071） Kxr0918@https://www.wendangku.net/doc/7612514700.html, 摘要：氧化锌纳米棒由于具有新奇的物理化学性质而成为研究的热点，本文就近年来氧化锌纳米棒在制备方法和反应机理及应用研究等方面予以综述。 关键词：氧化锌; 纳米棒; 制备; 反应机理 1 引言 近年来，低维纳米结构的半导体材料引起了广泛的关注，尤其是一维(1-D纳米材料在维数和大小物理性质的基础研究中有潜在的优势，同时在光电纳米器件和功能材料中的应用研究成为热点。氧化锌由于在室温下较大的导带宽度和较高的电子激发结合能(60meV 及光增益系数(300 cm 而使之具有独特的催化、电学、光电学、光化学性质，在太阳能电池、表面声波和压电材料、场发射、纳米激光、波导、紫外光探测器、光学开关、逻辑电路 [5，6][1]-1[2][3][4] 等领域潜在的应用等方面均具有广泛的应用前景。本文就氧化锌纳米棒及其阵列的制备、反应机理、应用研究等进行简要的综述。 2 氧化锌纳米棒的制备 2.1 超声波法和微波法 刘秀兰等在低温反应条件下（冰水浴）,通过超声的方法,采用醋酸锌和水合肼为原料，[7] 以DBS 作为表面活性剂,制备了ZnO 纳米棒,截面为六方型,直径100nm ,长度1μm。研究表明：与其它制备方法相比,低温与超声技术可以更为方便获得分布均
一、长径比较小的ZnO 纳米棒。Hu等分别用超声和微波辐射两种方法得到了交联（二聚体，三聚体(T形，四聚体（X[8] 形））的ZnO纳米棒。超声辐射法和微波辐射法具有一个共同的特点，反应速度快，设备要求简单。 2.2 水热法 Liu 等用六水合硝酸锌和氢氧化钠为原料配成溶液，180 ℃水热处理20h 得到晶化程度[9] 很高的直径的为50 nm的高长径比的氧化锌纳米棒。Vayssieres [10]用硝酸锌盐和等摩尔的六次甲基四胺在水热条件下95 ℃几小时就可以在底物上得到了直径100～200 nm ,长度为10 μm 氧化锌纳米棒及其阵列。Wang 等[11]报道用Zn 作为底物同时作为反应物水热条件下得到了形貌可控的ZnO 纳米棒。陶新永等[12]采用PEG 辅助水热法合成了ZnO 纳米棒。研究发现,氢 [13]氧化钠浓度和反应时间对产物形貌和尺寸有较大的影响。Tang 等用H 2O 2、NaOH 和Zn 箔为 [14]原料辅助的水热法来合成具有良好光学性质的ZnO 纳米棒阵列。Wu 等用溴化十六烷三甲 基铵(CTAB 表面活性剂作导向剂在水热条件下，通过粒径几十纳米的纳米晶自组装得到了ZnO 单晶纳米棒。Guo 等[15]用氧化铟锡（ITO ）底物上用简单的水热法通过改变温度成功的 [16]合成了粒径长度可控的分布较窄的高趋向的ZnO 纳米棒阵列。郭敏等采用廉价低温的水 热法, 在基底上制备高质量、高取向统一、平均直径小于50 nm 并且直径分布很窄的ZnO 纳米棒阵列薄膜。
氢氧化镁
氢氧化镁综合介绍 基本介绍： 氢氧化镁（化学式：Mg(OH)2、分子量58.32）是镁的氢氧化物，为白色晶体或粉末，难溶于水，广泛用作阻燃剂、抗酸剂和胃酸中和剂。氢氧化镁在水中的悬浊液称为氢氧化镁乳剂，简称镁乳，用于中和过多的胃酸和治疗便秘。水溶液，呈碱性。用做分析试剂，还用于制药工业。 物化性质： 白色晶体或粉末。水溶液呈碱性。2.36g/cm3。溶于稀酸和铵盐溶液，几乎不溶于水和醇。在水中的溶解度（18℃）为0.0009g/100g 。易吸收空气中的二氧化碳。在碱性溶液中加热到200℃以上时变成六方晶体系结晶。在350℃分解而成氧化镁和水。高于500℃时失去水转变为氧化镁。沸水中碳酸镁可转变为溶解性更差的氢氧化镁。粒径1.5-2μm ，目数10000,白度≥95。 生产工艺： 1、水镁石磨细法 由于由天然水镁石磨细生产氢氧化镁只是一个物理过程，因此需要较纯净的天然水镁石资源。天然矿物水镁石的主要成分是氢氧化镁, 是一种层状结构的氢氧化物, 属于三方晶系, 常见的构造有块状、球状及纤维状, 是迄今自然界发现的含镁量最高的一种矿物。水镁石磨细法制备氢氧化镁, 是将水镁石粉碎成水镁石粉 ( 150μm ) , 再将水镁石粉气流粉碎至 1~ 26μm 粉体 ( 由表面活性剂改性的氢氧化镁 ) 。该氢氧化镁制造工艺简单, 价格也较低。该方法生产的是重质氢氧化镁。 2、化学合成法 化学合成法是利用含有氯化镁的卤水、卤矿等与苛性碱类物质在水介质中反应, 生成氢氧化镁浆料, 经过滤、洗涤、干燥制得氢氧化镁。化学合成法中应用较多的方法包括氢氧化钙法、氨法、氢氧化钠法。采用这些方法生产的是轻质氢氧化镁。氢氧化钙法又称石灰乳法, 是以 Ca(OH)2为沉淀剂, 是一种传统的制备 方法。该法优点是原料易得, 生产工艺简单, 成本较低。但是, 由于所得产品粒度小 (可达 0. 51μm 以下) , 聚附倾向大, 难于沉降、过滤及洗涤, 并且易吸附硅、钙、铁等杂质离子，因此产品纯度低, 只适用于对纯度要求不太高的行业, 如烟气脱硫和酸性废水中和等。 氢氧化钠法是采用氯化镁水溶液与烧碱反应制备氢氧化镁。该方法优点是操作简单, 产物的形貌、粒度分布及纯度、晶体结构均易于控制, 适宜制备高纯微细产品。但是, 烧碱的使用会使成本增大；另外, 由于粒度较细, 过滤有一定困 难。用氢氧化钠沉淀卤水生成碱式氯化镁沉淀, 如果要得到氢氧化镁需要在高压 釜中再进行水热处理, 使之转化成氢氧化镁晶体。由于氢氧化钠是强碱, 如果条件控制不当会使生成的氢氧化镁形成胶体, 给产物性能的控制带来困难, 同时 也易带入较多的Na 和 Cl 。与氨法比较, 该方法的母液回收不如氨法容易。 + - +
纳米氧化锌的应用
纳米氧化锌的应用 纳米氧化锌最突出或不可替代的应用领域为催化剂、饲料、橡胶、抗菌材料、化妆品、陶瓷、涂料等。 （1）在饲料添加剂中应用 纳米氧化锌同普通氧化锌相比,具有许多优点： a. 杀菌作用强。纳米氧化锌是无机杀菌剂。杀菌机理是通过光催化和离子溶出共同作用的结果，即利用纳米氧化锌产生的活性氧种造成微生物损伤或锌离子溶出与微生物体内的蛋白质或核酸官能团发生反应而实现抗菌。 研究表明：在5分钟内，纳米氧化锌对金黄色葡萄菌的杀菌率为98.86%，对大肠杆99.93%，显著高于普通氧化锌.（祖庸等，1999年）。 b. 生物学利用率高.由于纳米氧化锌粒度小,容易与食糜混合,与肠绒毛接触机会和面积增大,因此容易被动物吸收利用.研究表明,小鼠对100nm的粒子比其他大,粒子的吸收率高10-250倍(钟国清和陈 阳,2005).而畜禽对纳米氧化锌生物学利用率尚无明确的报道. c.分散性好。纳米氧化锌粒度细，保证了在饲料中的良好分散性。 d.纳米氧化锌具有独特理化优势,在饲料中添加量少,但与高锌日粮有同样的作用效果.因此可以替代普通氧化锌. （2）纳米氧化锌在氧化锌脱硫剂中的应用： 在催化剂领域中，对氧化锌的要求很高。首先，必须选用纳米活性氧化锌；同时必须满足中和条件、堆积密度、比表面积、杂质含量、煅烧温度等工艺的限制要求。国内主要的氧化锌脱硫剂制造厂家，在选用原料时，一般只选用酸法生产的活性氧化锌，因为氨法的活性氧化锌具有更为明显的活性与催化作用。 (3) 在橡胶中的应用： 纳米氧化锌可用于轮胎、输送带、EVA等各类橡胶制品，做为橡胶硫化的活性剂。 氧化锌在橡胶中起硫化加速作用，实际上也是起一种催化的作用。因此，当氧化锌的颗粒达到纳米尺寸时，其活性及催化作用会明显加强。 研究表明：在减量使用的情况下，纳米氧化锌可提高橡胶产品的拉伸强度、拉断伸长率、撕裂强度、耐热氧化性能等。 (4) 在纺织材料中的应用： 纳米ZnO 微粉具有优越的抗菌、消毒、除臭功能。把纳米ZnO微粉制成功能助剂对天然纤维进行后整理，会获得性能良好的抗菌织物，即使纺织品在使用过程中，抑制以汗和污物为营养源的微生物繁殖，同时也防止了由此释放的恶臭，保持衣服的卫生状态。用纳米助剂浸轧的织物主要用于衬衫、T恤、帽子、男女休闲等要求穿着柔软、舒适的纺织面料。还可采用涂层整理法将纳米浆料在织物表面形成柔软的功能性涂层，其整理后的产品性能均匀、持久。 (5)在化妆品中的应 (5)在化妆品中的应用： 纳米氧化锌是广泛使用的物理防晒剂，他们屏蔽紫外线的原理都是吸收与散射紫外线。 (6)在医药中的应用： 纳米氧化锌的抗菌性使得化妆品具有收敛性与抗炎性： ?锌离子与银离子一样，属于重金属离子，可与病毒和病菌体内蛋白质上的疏基结合，从而拟制它们的活性。 ?纳米氧化锌粒径小，表面活性好，具有杀菌消毒的作用。
纳米氧化锌的奇妙颜色
纳米氧化锌的奇妙颜色 --作者冯铸（高级工程师，工程硕士宝鸡天鑫工业添加剂有限公司销售经理） 纳米级活性氧化锌有多种生产方式，而每种生产方式及各个生产方式的工艺差别的不同，使得最终产品的颜色不同，即呈现微黄色的程度不同。 一、物质颜色的由来 物质的颜色都是其反光的结果。白光是混合光，由各种色光按一定的比例混合而成。如果某物质在白光的环境中呈现黄色（比如纳米氧化锌），那是因为此物体吸收了部分或者全部的蓝色光。物质的颜色是由于其对不同波长的光具有选择性吸收作用而产生的。 不同颜色的光线具有不同的波长，而不同的物质会吸收不同波长的色光。物质也只能选择性的吸收那些能量相当于该物质分子振动能变化、转动能变化及电子运动能量变化的总和的辐射光。换句话说，即使是同一物质，若其内能处在不同的能级，其颜色也会不同。比如氧化锌，不论是普通形式的，还是纳米形式的，高温时颜色均很黄，温度降低时颜色变浅。原因在于在不同温度时，氧化锌的分子能及电子能的跃迁能量不同，因此，对各种色光的吸收不同。 二、粗颗粒的氧化锌与纳米氧化锌的结构区别，及由此导致的分子内能差异 粗颗粒的直接法或间接法氧化锌是离子晶体。通常来说，锌原子与氧原子以离子键形式存在。由于其颗粒较粗，每个颗粒中氧原子与锌原子的数量相当多，而且两种原子的数量是一样的（按分子式ZnO看，是1：1）。但对于纳米氧化锌，其颗粒相当细，使得颗粒表面的未成键的原子数目大增。也就是说，纳米氧化锌不能再看成具有无限多理想晶面的理想晶体，在其表面，会有无序的晶间结构及晶体缺陷存在。表面这些与中心部分不同的原子的存在，使得其具有很强的与其他物质反应的能力，也就是我们通常所说的活性。 研究表明：在纳米氧化锌中，至少存在三种状态的氧，他们是晶格氧（位于颗粒内部）、表面吸附氧及羟基氧（--OH），而且，颗粒中锌的数量大于氧的数量，不是1：1的状况。这一点与普通氧化锌完全不同。纳米氧化锌的表面存在氧空缺，有许多悬空键，易于与其他原子结合而发生反应，这也是纳米氧化锌在橡胶中、催化剂中作为活性剂应用的基本原理。 由于纳米氧化锌与普通氧化锌的上述不同。使得其颗粒中分子能及电子能的跃迁变化能级不同，因此，其颜色也不同。普通氧化锌是白色，而纳米氧化锌是微黄色。 三、纳米氧化锌随时间及环境湿度变化，其颜色的变化 对于纳米氧化锌，由于其颗粒表面存在吸附氧及羟基氧，而这两种氧的数量会随着时间的变化而发生变化，比如水分的吸附及空气中氧气的再吸附与剥离等。这两种氧的数量的变化，必然会引起颗粒中分子及电子能级的变化，对光的吸收也不相同，因此，纳米氧化锌的颜色变浅。 四、纳米氧化锌的颜色与纯度的关系 纯的纳米氧化锌，其颜色是纯微黄的，显得色泽很亮。 当纳米氧化锌含杂质，如铁、锰、铜、镉等到了一定程度，会使氧化锌的颜色在微黄色中带有土色的感觉，那是因为铁、锰、铜、镉等的氧化物均为有色物质，相互混合后，几种色光交混，显出土白色。而纳米氧化锌（或者活性氧化锌，轻质氧化锌）随着时间变化而发生的颜色变化，会被土色所掩盖，而使颜色显得变化极小；当纳米氧化锌中含杂质再高时，其颜色会变得很深，更无法观测到其颜色随时间变化的情况。 如前所述，物质的颜色是其对外界光线选择性的吸收引起的。因此，在我们比较氧化锌的颜色时，最好在户外光亮的地方观察比较确切。选择不同的环境做比较，会得到不同的比较结果，这也体现了光反射的趣味性。 五、关于纳米氧化锌颜色的另外一种解释 纳米氧化锌是经碱式碳酸锌煅烧而得。在此过程中，如果碱式碳酸锌未能完全分解，纳米氧化锌的颜色就会显得白一些，因为碱式碳酸锌为纯白色。此外，在南方与北方生产，或在潮湿的雨天与干燥的天气下生产，也会影响颜色。因为纳米氧化锌可与湿空气及二氧化碳反应生成碱式碳酸锌，发生了煅烧过程的逆反应。这种变化对产品质量的影响有多大，现在尚难断定，因为碱式碳酸锌本身也是具有催化作用的，适于在脱硫剂及橡胶行业使用；而在饲料行业，碱式碳酸锌具有与氧化锌同样的功能，它也是一种饲料添加剂，同时，在饲料行业，我们关心的问题主要是重金属的含量是否达到标准要求。
纳米氧化锌
纳米氧化锌材料 摘要：综述了纳米氧化锌的性能。描述了纳米氧化锌的制备研究, 随着科技的发展, 许多新的手段引入到了纳米氧化锌的合成工艺中弥补相互之间的不足。 关键词：纳米氧化锌,性能,制备,应用 1.纳米氧化锌的性能 1.1紫外线屏蔽 在整个紫外光区( 200~ 400 nm) ,氧化锌对光的吸收能力比氧化钛强。纳米氧化锌的有效作用时间长, 对紫外屏蔽的波段长, 对长波紫外线和中波紫外线均有屏蔽作用, 能透过可见光, 有很高的化学稳定性和热稳定性。它可用于制备抗紫外线、耐光老化性能好的涂料及其它的高分子材料。在乳胶漆中使用纳米氧化锌可以增大乳胶漆对紫外线辐射的抵抗力, 减弱乳胶漆对潮湿环境条件的敏感性,提高耐老化性。同时,氧化锌能够散射光线,使乳胶漆的遮盖力得到一定程度的改善。1.2补强性 一般的无机填料填充于聚合物中时具有如下缺点: 使用量大, 不能兼顾刚性、耐热性、尺寸稳定性和韧性同时提高。而在聚合物中添加少量的纳米粒子, 就可以使基体树脂的力学性能( 拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、断裂伸长率等) 得到显著的提高, 并克服了以上提及的一般无机材料的缺点。 1.3抗菌、除臭性 氧化锌是传统无机抗菌材料, 在与细菌接触时, 锌离子缓慢释放出来。由于锌离子具有氧化还原性, 它能与细胞膜及膜蛋白结合, 并与其结构中有机物的巯基、羧基、羟基反应, 破坏其结构, 进入细胞后破坏电子传递系统的酶, 并与- SH 基反应, 达到抗菌的目的。在杀灭细菌之后, 锌离子可以从细胞内游离出来, 重复上述过程。氧化锌纳米粉末因为粒径小, 表面原子数量大大超过传统粒子, 表面原子由于缺少邻近的配位原子而具有很高的能量, 所以可增强氧化锌的亲和力, 提高抗菌效率。 1.4阻燃性 氧化锌可作为一种阻燃增效剂。它多数是和其它的增效剂或阻燃剂协同使用, 其增效作用与硼酸锌类似。ZnO 一般可作为PVC 的紫外吸收剂, 但其对PVC 的热稳定性有不利的影响, 因此在配方中一般采用的含量不高。在电缆涂层中使用纳米
纳米氧化锌的研究进展
学号：201140600113 纳米氧化锌的制备方法综述 姓名：范丽娜 学号： 201140600113 年级： 2011级 院系：应用化学系 专业：化学类
纳米氧化锌的制备方法综述 姓名：范丽娜学号： 201140600113 内容摘要:介绍了纳米氧化锌的应用前景及国内外的研究现状,对制 备纳米氧化锌的化学沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法、水热合成法、 化学气相法的基本原理、影响因素、产物粒径大小,操作过程等进行 了详细的分析讨论;提出了每种创造工艺的优缺点,指出其未来的研 究方向是生产具有新性能、粒径更小、大小均一、形貌均可调控、生 产成本低廉的纳米氧化锌。同时也有纳米氧化锌应用前景的研究。 Describes the application of zinc oxide prospects and research status, on the preparation of ZnO chemical precipitation, sol-gel method, microemulsion, hydrothermal synthesis method, chemical vapor of the basic principles, factors, product particle size, operating procedure, carried out a detailed analysis and discussion; presents the advantages and disadvantages of each creation process, pointing out its future research direction is the production of new properties, particle size is smaller, uniform size, morphology can be regulated, production cost of zinc oxide. There is also promising research ZnO. 关键字：纳米氧化锌制备方法影响研究展望 正文：纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，其颗粒大小约在1～100纳米。由于晶粒的细微化，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
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。
氧化锌纳米材料简介
目录 摘要 (1) 1.ZnO材料简介 (1) 2.ZnO材料的制备 (1) 2.1 ZnO晶体材料的制备 (1) 2.2 ZnO纳米材料的制备 (2) 3. ZnO材料的应用 (3) 3.1 ZnO晶体材料的应用 (3) 3.2 ZnO纳米材料的应用 (5) 4.结论 (7) 参考文献 (9)
氧化锌材料的研究进展 摘要介绍了氧化锌（ZnO）材料的性质，简单综述一下近几年ZnO周期性晶体材料和ZnO纳米材料的新进展。 关键词：ZnO；晶体材料；纳米材料 1.ZnO材料简介 氧化锌材料是一种优秀的半导体材料。难溶于水，可溶于酸和强碱。作为一种常用的化学添加剂，ZnO广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。ZnO的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。此外，微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。纳米ZnO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[1–5]。下面我们简单综述一下，近几年ZnO周期性晶体材料和ZnO纳米材料的新进展。 2.ZnO材料的制备 2.1 ZnO晶体材料的制备 生长大面积、高质量的ZnO晶体材料对于材料科学和器件应用都具有重要意义。尽管蓝宝石一向被用作ZnO薄膜生长的衬底，但它们之间存在较大的晶格失配，从而导致ZnO外延层的位错密度较高，这会导致器件性能退化。由于同质外延潜在的优势，高质量大尺寸的ZnO晶体材料会有利于紫外及蓝光发射器件的制作。由于具有完整的晶格匹配，ZnO同质外延在许多方面具有很大的潜力：能够实现无应变、没有高缺陷的衬底-层界面、低的缺陷密度、容易控制材料的极性等。除了用于同质外延，ZnO晶体
纳米氧化锌的部分特性
纳米氧化锌的部分特性 薛元凤051002231 摘要：纳米材料的物理化学性能与其颗粒的形状、尺寸有着密切的关系。因此，单分散纳米材料的制备及其与尺寸相关的性能研究成为近几年人们研究的热点之一。ZnO作为一种宽禁带半导体具有独特的性质，在纳米光电器件、光催化剂、橡胶、陶瓷及化妆品领域有着广阔的应用前景，随着对不同形状的纳米ZnO的制备及其相关的性能研究不断升温，对其应用方面的研究进展不断深入，单分散纳米ZnO材料已经引起了人们越来越广泛的关注。ZnO作为一种宽禁带，高激子结合能的氧化物半导体，以其优越的磁、光、电以及环境敏感等特性而广泛地应用于透明电子元件、UV 光发射器、压电器件、气敏元件以及传感器等领域。ZnO 本身晶格结 构特点决定了在众多的氧化物半导体中是一种晶粒形态最丰富的材料。本文主讲纳米氧化锌紫外屏蔽、光电催化、气敏、磁性等特性，及纳米氧化锌在生活中、工厂作业中的用途。 关键词：紫外屏蔽光电催化气敏导电性磁性 1 引言 随着纳米科学的发展，人类对自然的认识进入到一个新的层次。材料的新性质被逐渐发掘!认识，新的理论模型被提出"著名学者钱学森院士预言：“纳米左右和纳米以下的结构将是下一阶段科技发展的特点，会是一次技术革命，从而将是二十一世纪的又一次产业革命”。 纳米ZnO具有优异的光、电、磁性能，在当今一些材料研究热点领域表现活跃。与普通ZnO相比，纳米ZnO颗粒尺寸小，微观量子效应显著，展现出许多材料科学家渴望的优异性质，如压电性，荧光性，非迁移性，吸收和散射电磁波能力等。大量科研工作集中于纳米ZnO材料的制备、掺杂和应用等方面。制备均匀、稳定的纳米ZnO是首要任务，获得不同形貌的纳米结构，如纳米球、纳米棒、纳米线、纳米笼、纳米螺旋、纳米环等，将这些新颖的纳米结构材料所具有的独特性能，应用到光电、传导、传感，以及生化等领域，取得了可喜的成绩。世界各国相继大量投入，开发和利用纳米ZnO材料，使其在国防，电子，化工，冶金，航空，生物，医学和环境等方面具发挥更大的作用。 2简介 纳米氧化锌(ZnO)问世于20世纪80年代，其晶体结构为六方晶系P63mc空间群，纤锌矿结构，白色或浅黄色的晶体或粉末，无毒，无臭，系两性氧化物，不溶于水和乙醇，溶解于强酸和强碱，在空气中易吸收二氧化碳和水，尤其是活性氧化锌。
纳米ZnO材料在气体传感器中的应用综述
巢湖学院申报专业技术职务人员 综述报告 题目:纳米ZnO材料在气体传感器中的应用综述申报者姓名吕家云 所属学科应用电子技术 申报职务教授
纳米ZnO材料在气体传感器中的应用综述 巢湖学院物电系吕家云 [内容提要]综述报告共分两部分：一、近年来国际上在传感器技术和纳米材料方向的研究热点、各种方法进行了全面的梳理。二、近几年本人将石英晶体微天平传感器与纳米氧化锌材料相结合在湿度检测方面进行研究及所取得的成果。 1前言 传感器技术是一项当今世界迅猛发展起来的高新技术之一，也是当代科学发展的一个重要标志，它与通信技术、计算机技术一起构成信息产业的三大支柱。“没有传感技术就没有现代科学技术”的观点现在已为全世界所公认。科学技术越发达，自动化技术越高，对传感器依赖性就越大。所以，国内外都普遍重视和投入开发各类传感器以及传感技术。 而传感器技术又是与各个学科的发展有着密不可分的联系。传感器技术是测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、微电子学、光学、声学、精密机械、仿生学、材料科学等众多学科相互交叉的综合性高新技术和密集型前沿技术。无论从宇宙探索、海洋开发，到国防建设，工农业生产;从环境保护、灾情预报，还是到包括生命科学在内的每一项现代科学研究;无论从生产过程的检测与控制，还是到人民群众的日常生活等等，都离不开传感器和传感技术。由此可见，应用、研究和发展传感器与传感技术是信息化时代的必要要求[1]。 随着现代科学技术的长足进步，人们己不满足于现有空间和时间上的活动范围，正向着无限、极端和全新的领域奋进。新材料、新能源的不断涌现，微电子、空间技术、海洋资源、生物遗传、纳米技术等关键工程的开发，必须开拓各种能够感知、获取、检测和转换信息的传感器新领域。当前，传感器技术的发展方向是: 第一，开展基础研究，发现新现象、采用新原理、开发新材料和采用新工艺; 第二，扩大传感器的功能与应用范围。 2 纳米技术 所谓“纳米”，是一种几何尺寸的量度单位，同我们常用的“米”一样，只 不过它仅为一米的十亿分之一，约等于45个原子排列起来的长度。纳米科学与 工程是一个新兴的跨学科领域，学科领域涵盖纳米物理学、纳米电子学、纳米化学、纳米材料学、纳米机械学、纳米生物学、纳米医学、纳米显微学、纳米计量
纳米氧化锌的研究进展
收稿日期:2002209212;修回日期:2002211205 3通讯联系人 文章编号:100421656(2003)0520601206 纳米氧化锌的研究进展 辛显双,周百斌3,肖芝燕,徐学勤,吕树臣 (哈尔滨师范大学理化学院,黑龙江哈尔滨 150080) 摘要:本文对纳米氧化锌的制备技术进行了全面介绍并客观地指出其优缺点,概括了常用的表征方法,着重对纳米氧化锌的应用与研究前沿作了系统的阐述,并展望了纳米氧化锌的应用前景。关键词:纳米氧化锌;制备;表征;应用;展望中图分类号:O6141241 文献标识码:A 纳米ZnO 是当前应用前景较为广泛的高功 能无机材料。由于其颗粒尺寸的细微化,比表面积急剧增加,表面分子排布、电子结构和晶体结构都发生变化,具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。从而使纳米ZnO 具有一系列优异的物理、化学、表面和界面性质,在磁、光、电、催化等方面具有一般ZnO 所无法比拟的特殊性能和用途,由它构成的二维薄膜和三维固体也不同于常规薄膜和块状固体材料[1～5]。本文对ZnO 的制备方法、结构的表征及用途进行了综述,并对纳米氧化锌的应用前景进行了展望。 1 纳米ZnO 的制备方法 纳米ZnO 的制备方法有物理方法和化学方法。物理方法是将常规的粉体经机械粉碎、球磨而制得。其特点是方法简单,但产品纯度较低,颗粒分布不均匀。化学方法是从原子或分子成核,生成纳米级的超微细粒子,这里主要介绍制备纳米ZnO 的化学方法。111 固相反应法 以Na 2C O 3和ZnS O 4?7H 2O 为原材料,分别研磨,再混合研磨,进行室温固相反应[6],首先合成前驱体ZnC O 3,然后于200℃热分解,用去离子水和无水乙醇洗涤,过滤,干燥后制得纯净的ZnO 产品,粒径介于610～1217nm 。石晓波[7]等以草酸和醋酸锌为原料,用室温固相反应首先制备前驱物二水合草酸锌,然后在微波场辐射分解得到 纳米氧化锌,平均粒径约为8nm 。室温固相反应法成本低,实验设备简单,工艺流程短,操作方便。且粒度分布均匀,无团聚现象,工业化生产前景乐观。112 气相反应法 激光技术气相沉积法 这种技术的主要工艺[8]是利用激光蒸发和在扩散云室中的可控凝聚相结合,从而控制粒子的尺寸分布和化学组成。E L -shall M Samy [9]等采用激光蒸发、凝聚技术,在极短时间内使金属产生高密度蒸气,形成定向高速金属蒸气流。然后用金属蒸气与氧气反应而制备出粒径为10～20nm 的ZnO 。此种方法具有能量转换效率高、可精确控制的优点。但成本较高,产率低,难以实现工业化生产。 喷雾热解法 喷雾热解法是将锌盐的水溶液经雾化为气溶胶液滴,再经蒸发、干燥、热解、烧结等过程得到产物粒子。Y un Chankang [10]等用此技术合成了纯度较高的纳米ZnO 。该法过程简单,粒度和组成均匀,但粒径较大。113 液相反应法 直接沉淀法 直接沉淀法是以可溶性锌盐与沉淀剂(如NH 3?H 2O ,(NH 4)2C O 3,NaOH 等)直接沉淀后,经过滤、洗涤、干燥、焙烧得纳米ZnO 。靳建华[11]等用直接沉淀法在无水介质所得的纳米ZnO 粒径为6～17nm 。直接沉淀法操作简单易行,对设备、技术要求不高,且成本低,产品纯度高。但由于此反应是沉淀剂与反应物直接接触而沉淀,因此会造成局部浓度不均匀、分散性较差及 第15卷第5期2003年10月 化学研究与应用Chemical Research and Application V ol.15,N o.5 Oct.,2003
纳米氧化锌的综述
纳米ZnO的制备综述 纳米ZnO的制备综述 引言：纳米ZnO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ZnO。由于颗粒尺寸的细微化，比表面积急剧增加，使得纳米ZnO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ZnO在磁、光、电、化学、物理学、敏感性等方面具有一般ZnO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。 关键字：纳米ZnO 性质制备应用 一．纳米ZnO的性能表征 纳米级ZnO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ZnO的双重特性。与传统ZnO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。 纳米ZnO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ZnO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ZnO。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ZnO，可有效抑制大肠杆菌的生长，抑菌率达99.9%以上。 由于纳米ZnO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ZnO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ZnO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。 二、纳米ZnO的制备方法 制备纳米ZnO材料的方法按物质的原始状态分为固相法、液相法、气相法3类。 2.1 固相法： 固相法是按照一定比例混合金属盐或金属氧化物，并研磨煅烧，使其发生固相反应而直接得到纳米粉末。 （1）将摩尔比1：1的Zn(NO 3) 2 ·6H 2 O和Na 2 CO 3 分别研磨10min，然后再混合研磨 20min，分别用去离子水和乙醇洗涤，80℃下干燥4h，待冷却后研细再置于马弗炉中，加热升温至400℃并保温3h，得到浅黄色纳米ZnO。或将硫酸锌和氢氧化钠按照摩尔比1：2的量置于研钵中，并向其中加入NaCl，研磨40min，完全反应后分别使用蒸馏水和乙醇洗涤2～3次，室温下干燥，得到纳米ZnO样品。 （2）沉淀法 将ZnSO 4 配制成浓度为1．5mol/L的溶液，加热至30～80℃，然后在搅拌下慢 慢滴加l：lNH 3·H 2 O使之生成Zn(OH) 2 胶体，搅拌、陈化。将配制好的(NH 3 ) 2 CO 3 ， (0.5mol/L)溶液慢慢加人到Zn(OH) 2 胶体中不断搅拌，滴加完后继续搅拌反应， 过滤，用去离子水洗涤至无SO 42-(0.1mol/L 的BaCl 2 溶液检定无白色BaSO 4 沉 淀)．将滤饼于100℃下烘干即得到前驱体。将前驱体置于马福炉中，以2℃·min-1的升温速率分别在300℃、400℃、500℃条件下分解，自然冷却，即得到ZnO样品。 2.2 气相法： 气相法是指用气体或将初始原料气态化，从而使其在气态条件下直接产生物理或化学反应，然后经冷却而凝聚为纳米微粒。气相法又可以分为化学气相氧化法、气相反应合成法、化学气相沉积法以及喷雾热分解法等。 （1）化学气相氧化法 化学气相氧化法是指将金属单质或金属化合物蒸发，在气相中被氧化而产生金属氧化物，经冷却后金属氧化物蒸气凝聚为纳米微粒。纳米ZnO粉体的合成是通过单质Zn蒸气在O 2 氛围中被氧化而得到。以高化学纯Zn粉作为原材料，在真空室内采用感应加热的方法将Zn粉原材料融化，原子化的Zn将在水冷壁上凝结为Zn 纳米颗粒，用2kW 级连续CO 2 激光器以输出功率600W进行照射，同时在激光照射过程中，向真空室内引入0.8～1.2kP的空气即可得到ZnO纳米颗粒。
读懂纳米氧化锌的应用
一文读懂纳米氧化锌的应用 纳米氧化锌（VK-J30,VK-J50）是--种高端的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。 下面简单介绍一下纳米氧化锌应用。 橡胶工业 比表面积大，活性更强，可以作为硫化活性剂等功能性添加剂，提高橡胶制品的光洁性、耐磨性、机械强度和抗老化性能指标，减少普通氧化锌的使用量，延长使用寿命。 陶瓷工业 作为乳瓷釉料和助熔剂，可降低烧结温度、提高光泽度和柔韧性，有着优异的性能; 电力电子 纳米氧化锌（VK-J30,VK-J50）压敏电阻的非线性特性使其能起到过压保护，抗雷击，瞬间脉冲的作用，成为应用最广泛的压敏变阻器材料。研究证明，避雷器专用纳米氧化锌压敏电阻的非线性系数a =45，临界电场值大于1000V，漏电流小于1μ A。 纳米氧化锌（VK-J30,VK-J50）具有很强的吸收红外线的能力，吸收率和热熔的比值大，可用于红外线检测器和红外线传感器。纳米氧化锌还具有质里轻、颜色浅、吸波能力强等特点，能有效的吸收雷达波，并进行衰减，应用于新型的吸波隐身材料; 自1991年发现碳纳米管以来，低维纳米材料(如线状、带状、棒状和管状等〉由于其本身的独特性质和在纳器件中的潜在应用倍受人们的关注。氧化锌（ZnO)是一种重要的光电半导体材料,在室温下具有较宽的禁带宽度(3137eV)和较大的激子束缚能（3137ev）。并广乏的应用于光电二极管，传感器，压敏电阻和光电探测器。特别是ZnO纳米结构的室温紫外光发射现象的发现，使ZnO （VK-J30,VK-J50）再次成为短波半导体激光器件材料研究的点。 纺织工业 具有良好的紫外线屏蔽性和优越的抗菌、抑菌性能，添加入织物中，能赋予织物以防晒、抗菌、除臭等功能; 饲料工业 纳米氧化锌（VK-J30,VK-J50）作为一种纳米材料，具有高效的生物学活性、吸收率高、抗氧化能力强、安全稳定性等特性，是目前最理想的锌源。在饲料中用纳米氧化锌替代高锌，既可以解决动物体对锌的需求量，也减少了对环境的污染。使用氧化锌可以起到抗菌抑菌的作用，同时改善动物生产性能。