納米氧化鋅的制備學生姓名：------學號：------專業：——班級：---指導老師：---納米氧化鋅的制備摘要：納米氧化鋅作為一種功能材料，有著許多有益的性能和廣泛的應用。通過對納米氧化鋅的主要制備技術過程和工藝特點，介紹了納米氧化鋅在各個領域的應用，最后對未來的應用前景提出看法.關鍵詞：納米氧化鋅，制備，應用，前景一、引言1、 納米氧化鋅粒徑介于1-100nm之間，是一種面向21世紀的新型高功能精細無機產品，表現出許多特殊的性質，如非遷移性、熒光性、壓電性、吸收和散射紫外線能力等，利用其在光、電、磁、敏感等方面的奇妙性能，可制造氣體傳感器、熒光體、變阻器、紫外線遮蔽材料、圖像記錄材料、壓電材料、壓敏電阻、高效催化劑、磁性材料和塑料薄膜等。現在制備氧化鋅一般有沉淀高溫煅燒法；水熱合成法；溶膠-凝膠法；氣相沉淀法；醇鹽水解法；直接沉淀法；均勻沉淀法等。2、 近年來，納米材料因其獨特的物理化學作用而被廣為重視，并逐步應用于各個領域，納米氧化鋅粒子作為聯系宏觀物體及微觀粒子的橋梁，其潛在的重要性毋庸置疑，一些發達國家都投入大量資金開展預研究工作，國內的許多科研院所、高等院校也組織科研力量，開展納米材料的研究工作。3、 納米氧化鋅的應用納米氧化鋅與普通氧化鋅相比，除了具有普通化鋅的性質外，還有很多優異性能。目前主要的應用領域有橡膠制品、高檔油漆、油墨和涂料、防曬化妝品和防紫外線織物、污水處理等。3.1橡膠工業納米氧化鋅是橡膠工業最有效的無忌活性劑和硫化促進劑。納米氧化鋅具有顆粒微小，比表面積大，分散性好，疏松多孔，流動性好等物理化學特性，因此，與橡膠的親和性好，熔煉時易分散，膠料生熱低，扯斷變形小，彈性好，改善材料工藝性能和物理性能，用于制造高速耐磨的橡膠制品，如飛機輪胎，高級轎車用的子午線輪胎，具有防止老化，抗摩擦著火，使用壽命長等優點，大幅度提高了橡膠制品的光潔度，機械強度，耐溫和耐老化性能，特別是耐磨性能。3.2陶瓷行業納米氧化鋅極小的粒徑，大的比表面積和高的化學性能，可以顯著降低材料的燒結致密程度，節約能源，使陶瓷材料的組成結構的致密化，均勻化，改善陶瓷材料的性能，提高其使用可靠性，可以從納米材料的結構層次上控制材料的成分和結構，有利于充分發揮陶瓷材料的潛在性能，另外，由于陶瓷材料的顆粒大小決定了陶瓷材料的微觀結構和宏觀性能，如果粉料的顆粒堆積均勻，燒成收縮一直且品粒均勻長大，那么顆粒越小，產生的缺陷越小，所制備的材料的強度就相應得越高，這就可能出現一些大顆粒材料不具備的獨特性能。3.3其他領域隨著人們對納米氧化鋅性能認識的深化，納米氧化鋅的應用范圍在不斷地擴大，例如，在傳統的涂層技術中添加使用納米氧化鋅可進一步提高涂料的防護能力，使之具有防紫外線照射，耐大氣侵害和抗降解，變色等功能；將納米氧化鋅以一定比例添加到丙酸涂料中，可制的具有優良抗菌性的納米抗菌涂料。納米氧化鋅對外界環境（如溫度，光，濕氣等）十分敏感，外界環境的微小改變會迅速引起其表面離子態和電子運動的變化，從而立即導致其電阻的顯著變化。利用納米氧化鋅這種敏感性質制出了高敏感度的氣體報警器和濕度計。展望未來作為一種新型半導體材料，納米氧化鋅已成為面向21世紀的新型高功能精細無機產品，目前國內外研究人員已發展了多種方法，制備出各個形態的納米氧化鋅產品，有關納米氧化鋅的研究已取得了巨大進展，但在制備方法上仍存在成本高，工藝復雜，工業化難度大等缺點。另外納米氧化鋅的結構和應用性能的研究還不深入，因此后續研究重點開發簡單高效，易于工業化生產的方法；深入研究材料結構對其光，電，磁，聲等性能的影響；并加強材料應用技術研究，以期在高能太陽能電池，光致發電器，氣體傳感器和生物傳感器等終端產品中充分發揮材料的納米尺寸效應，可以預見，隨著納米氧化鋅的制備方法的不斷改進，納米氧化物的研究將會有一個全速發展的階段。二、.納米氧化鋅的制備1、 實驗原理：本實驗以鋅焙沙為原料（主要原料是氧化鋅，鋅并含有少量的鐵，銅，鉛，鎘等雜質，雜質均已氧化物的形式存在）和硫酸為原料，制備七水合硫酸鋅，以碳酸氫銨為沉淀劑采用堿式碳酸鋅分解法制備活性氧化鋅2、 實驗儀器與試劑儀器分析天平，溫度計，燒杯250ml），玻璃棒，布氏漏斗，濾紙，吸濾瓶，蒸發皿，石棉網，錐形瓶，高溫爐，烘箱，試劑鋅焙沙，硫酸（3mol/l）/，高錳酸鉀（0.1mol/l/）/，鋅粉0.1克，碳酸氫銨固體9克左右，氨水（25%—28%），ph試紙，去離子水3、 實驗步驟3.1酸解：稱取鋅焙沙10克左右放入錐形瓶中，然后加入30ml3mol/l的硫酸，水浴70°C加熱20-50min。在此期間不斷用玻璃棒攪拌；加熱后用布氏漏斗抽濾，要濾液。3.2除鐵向硫酸鋅粗溶液中加入0.1mol/l的KMnO4溶液使溶液中的Fe（II）氧化成Fe（III）；調節溶液的ph值使溶液中的Fe（III）沉淀出來，想溶液中加入0.5-1.0g氧化鋅使ph值保持在5左右；電爐加熱5min，趁熱減壓抽濾。3.3除重金屬，制ZnSO47H2O加入鋅粉0.1g，不斷攪拌；在70°C的水浴中加熱70min；然后用布氏漏斗抽濾。3.4制備氧化鋅在上述濾液中加去離子水至100ml稀釋，然后在小于35°C的時加入10g碳酸氫銨（分批加入）；不斷攪拌10min；減壓抽濾，充分洗滌濾餅（洗滌5次）；將洗滌后的濾餅在烘箱內240°C烘干10min；將干燥后的半成品至于高溫爐中，600°C煅燒1-2小時；去粗產品氧化鋅，冷卻全室溫，稱重計算產率并進行含量分析，并且大體計算出來此次的產量的工業經濟價值3.5測納米氧化鋅的XRD及分析三、注意事項1在除鐵一步，過濾時要乘熱過濾，這是由于硫酸鋅的溶解度隨溫度的升高而升高并且受溫度的影響很大，如果不趁熱過濾的話，硫酸鋅會結品出來進入濾餅中，降低產率，為了提高產率可以用去離子水在洗滌濾餅。2要在240°C的烘箱內烘干主要是因為要是除去化合物中的結品水。3在除鐵一步，調節ph用的是氧化鋅，由于氧化鋅與硫酸反應生成硫酸鋅不會引入新的雜質；氧化Fe（II）還可以用雙氧水，還原產物是水也不會引入新的雜質離子。參考文獻【1】.納米結構氧化鋅的制備及其應用研究進展何繼燕，項金鐘，方靜華，吳興惠云南大學學報（自然科學版），2006,28（SI）【2】.納米氧化鋅的生產和應用進展李明中國化學【3】.納米氧化鋅的性質和用途李秀梅2004年4月第25卷第4期【4】.納米氧化鋅性能的研究進展辛顯雙，周百斌，肖芝燕，徐學勤，呂數臣2003年10月第15卷第5期【5】.納米氧化鋅的應用綜述楊