纳米氧化锌的生产和应用进展.pdfVIP

维普资讯 2006年第12期 精细化工原料及中间体 开 发 j旨南 一19一 纳米氧化锌 的生产和应用进展 李 明 李玉芳 (北京江宁化工技术研究所 ，100076) 摘 要：介绍了纳米氧化锌的生产方法及应用情况以及我国纳米氧化锌的生产现状，提出了其今后的 发展建议。 关键词：纳米氧化锌 生产 应用 纳米氧化锌 (ZnO)是一种新型的功能精细无 激光诱导法、直接沉淀法、水热法、均匀沉淀法、微乳 机化工材料，其粒径介于 1-100nm，由于其粒子尺 液法、溶胶一凝胶法、醇盐水解法和固相合成法等多 寸小、比表面积大 ，因而具有 明显的表面与界面效 种方法。 应、量子尺寸效应、体积效应和宏观量子隧道效应以 1．2．1激光诱导法 及高透明度、高分散性等特点，在化学、光学、生物和 该方法是在空气气氛中用激光束直接照射锌片 电学等方面表现出许多独特优异的物理和化学性 表面，经加热、汽化、蒸发、氧化等过程制备纳米氧化 能，在橡胶、染料、油墨、涂料、玻璃、压电陶瓷、光电 锌粉体的一种方法。该方法具有能量转换效率高，可 子以及 日用化工等领域具有广泛的应用，开发利用 精确控制等优点，但成本较高，产率低、电能消耗大， 前景广阔。 难以实现工业化生产。 1．2．2溶胶一凝胶法 1 纳米氧化锌的制备方法[1_q 溶胶一凝胶法是 以金属醇盐 Zn(OH)。为原料 ， 1．1物理法 在有机介质 中对其进行水解、缩聚反应，使溶液经溶 物理制备法是指采用光、电技术使材料在真空 胶化得到凝胶，凝胶再经干燥、煅烧成粉体的一种方 或惰性气体中蒸发，然后使原子或分子形成纳米微 法。此方法生产的产品粒度小、纯度高，反应温度低， 粒；或用球磨、喷雾等以力学过程为主获得纳米微粒 过程容易控制，颗粒分布均匀 ，团聚少，介电性能较 的一种制备方法。物理法包括机械粉碎法和深度塑 好，但成本高，排放物对环境有一定的污染。 性变形法两大类。机械粉碎法是采用特殊的机械粉 1．2．3醇盐水解法 碎、电点火花爆炸等技术，将普通级别的氧化锌粉碎 醇盐水解法是利用金属醇盐在水中快速水解， 至超细。该方法制得的纳米氧化锌的最细粒度可以 形成氢氧化物沉淀，沉淀再经水洗、干燥、煅烧而得 达到 100nm，但 由于磨介的尺寸和进料细度影响粉 到纳米粉体的一种方法。该方法的突出优点是反应 碎性能，一般得不到 卜100nm 的粉体 。虽然利用该 条件温和，操作简单，不足之处是反应中易形成不均 法制备的纳米氧化锌具有成本低、能耗小等优点，但 匀成核 ，且原料成本高。 产品的粒度分布范围较宽，易引入杂质，故应用较 1．2．4直接沉淀法 少。深度塑性变形法是原材料在准静压下发生严重 直接沉淀法是在包含一种或多种离子的可溶性 塑性形变，使材料的尺寸细化到纳米量级。该法制得 盐溶液中加入沉淀剂，在一定条件下生成沉淀并使 的氧化锌粉体纯度高，粒度可控，但对设备的要求较 沉淀从溶液中析出，再将阴离子除去，沉淀经热分解 高。 最终制得纳米氧化锌，其中选用不同的沉淀剂，可以 1．2化学法 得到不同的沉淀产物，常用的沉淀剂有氨水、碳酸氢 化学法各组分的含量可精确控制，并可实现分 铵和尿素等。直接沉淀法操作易行，对设备技术要求 子、原子