超细肤色ZnO制备的新工艺研究.pdfVIP

维普资讯 磊 j0 1996年 9H 作者介绍 ：颢 达，副教授，毕业于南京太学无机化学专业．硕士学位 从事精细 毛机化工产品的音成、辞曲油墨用虞抖的制备 、电子陶瓷粉超 细T 、超细 ． Fi 的台成及研究生超细颗粒的制备科 学与技术课程的教学工作：曾取得 3项 国家发明专利．其中两项为第一发明人，发表著作 《无机化学理论史妻 高教 出 版社 出版 ，共发表论文近 3O篇。 超细肤色 ZnO制备的新工艺研究 砸 达 颐燕芳 胡黎 明 f华东理工大学技术化学物理研究所．上海．200237 粉体 ㈣e 砉4摘要报道了在碱式碳酸锌热解过程中靖加适量碳酸氯铵制得超细肤色zo粉末的新 。 应用化学分析、XRD、TEM 等方法对产品进行分析测试 结果表 明．用该法台成 的 ZnO 呈肤 色。粗轻小．近似球形，适用于化妆品、臣药、颜料等领域。 技 _蓦 r 关键词—璺—————一——一————～第F各 术 0 引 言 普通氧化锌是六方品型的白色粉末．广泛应用于颜料、医药、塑料、陶瓷玻璃等领域_lj 由于 ZnO对皮肤 有杀菌、防皱 、止血收敛等功能，在医药上用于制软膏 、锌糊、橡皮膏等，治疗皮肤伤 口 而且，超 i氧化锌具有 优 良的紫外线遮蔽功能。在化妆品中适用于制造肪晒霜和膏粉 J。为了做成有色产品。则需要与有机 染料或 无机瓤料混台使用，这样不仪操作麻烦，而且也舍影响它的使用性能。 将元素或化台物 固溶于2lI】可以使它着色 例如将少量氧化锰固溶于 znO可 以使它变成黄色，氧化铅 则台使它变成挑红色 。但这些重金属元素对人体有害，不适宜常用于化妆 品和医药工业 日车学者吉住 素彦”首先提出了在氨气氛中使草酸锌热分解制备红色氧化锌的方法，方估龄 等对热分解气氛进行研究 由于该工艺需草酸锌为原料。在热分解中通氨气，不但成本高，而且操作工艺复杂。本文根据形成肤色氧化锌 的原理，在碱式碳酸锌的热分解过程中。添加适量碳酸氢铵可制褥粒径小、分散性好、近似球形的肤色ZnO 由于产物 中无重盘属原子．对人体安全无害，因此在化妆 品、医药 、塑料制品等工业中有广泛的应用前景。 1 实验部分 ll 试剂及原料 硫酸锌，A—R；碳酸氢镀。A·R；氨水．C—P。 l2 制备方法 将含锌离子浓度为0．1～1_Omol／L的硫酸锌溶液加热至60℃，缓军加入l：l氨水并不断 维普资讯 耢 体 技 术 第 2卷 搅拌使之生成Zn OH 溶胶，然后在胶体中加入碳酸氢铵溶液进行沉淀转化生成前驱体，该 前驱体经洗涤及 80℃时干燥后得超细碱式碳酸锌。 将超细碱式碳酸锌与适量碳酸氢铵混合于马弗炉中煅烧热分解即得超细肤色ZnO粉末。 1．3 物性评价 产物中锌离子含量采用乙二胺 四乙酸 EDTA 络合滴定法测定；颗粒的大小及形貌采用 日本JEM1200EXⅡ型透射电子显微镜测定 ；晶体结构采用 日本理学 RigakuD／MAx—RB型旋 转阳极x射线衍射仪上测定。 2 结果和讨论 2．1 前驱体合成工艺条件对 ZnO色彩的影 响 为了考察前驱体对肤色ZnO色彩的影响，采用两种合成方法进行 比较。方法 1是将碳酸 铵溶液直接加入硫酸锌溶液中，沉淀出碱式碳酸锌 ；方法 2是在硫酸锌溶液中加入适量 l：l氨 水．使之首先形成 zn OH 。溶胶，然后在此胶体中滴加碳酸氢铵使溶胶转化为碱式碳酸锌。 将两前驱体烘干后加入等量碳酸氢铵进行热分解反应生成肤色ZnO。结果表 明，按方法 2生 成的肤色ZnO色彩鲜艳．明显优于方法 1的产品。这是园为方法 l合成的前驱体是两溶液混 合直接生成碱式碳酸锌，由于在混料过程 中浓度的大幅度波动使前驱体粒径大、分棉宽；而方 法 2是在 zn OH z溶胶 中进行沉淀转化。由于液相中游离Zn 离子浓度小．加入碳酸氢铵 后是在整个反应釜中随着Zn OH 。胶体的逐步溶解而转化为碱式碳酸锌．所以生成的前驱体 粒径小、分布均匀。在此后与碳酸氢铵的热分解反应中扩散速率均匀，使得产物色彩鲜艳 。 22 碳酸氢铵的添加量与产物中氧化锌含量及颜色的关系 将添加不同量的碳酸氢铵的碱式碳酸锌在马弗炉中于 350C热解反应 O5h．自然冷却，测 定产物中ZnO含量及颜色的变化，其结果如表 l所示。 表 1 NH． 10 添加量与产品中ZnO台■爰颜色的羌系 NH．HCO3嚣加量 ／％ 0 5 10 15 20 产品中ZnO害量 ／％ 995 978 960 942 9Z0 产品的颜色 白色 荫糟红 哉糟红 粉红 榜色 以上表分析可知，随着 Nl-hHCOa含量的增加，在热分解过程中，氮原子置换锌原子 的量 增多，产品中ZnO的含量减少，颜色加深，要得到肤色的ZnO，一般加入量为碱式碳酸锌量的 l0％～l5％