二次碱性电池锌电极的研究进展
郎俊山付强
(中国船舶重工集团公司七一二研究所，武汉430064)
摘要：介绍了二次碱性电池锌电极近年来的研究进展，综述了现有的制备手段和电化学性能改进研究状
况，指出锌电极现存的变形、枝晶生长、自腐蚀及钝化等主要问题，并展望了其未来的应用领域。
关键词：二次碱性电池锌电极电化学性能
中图分类号：TM912.2 文献标识码：A文章编号：1003-4862 (2010) 07-0047-04 Development of Zinc Electrodes for Secondary Akaline Batteries
Lang Junshan，Fu Qiang
(Wuhan Marine Electric Propulsion Research Institute, CSIC, Wuhan, 430064, China)
Abstract:This paper introduce reseach and development of the zinc electrodes for secondary zinc electrodes. It summarizes the way to prepare the zinc electrodes and the research on the improvement of the electrochemistry performance, and indicates the major problems, such as deformation, dendrite growth, self-corrosion and passivation. It also prospects its application fields.
Key words: Secondary alkaline batteries; zinc electrodes; electrochemical performance
1 引言
与其它碱性电池用电极相比，二次锌电极具有比能量高、价格低廉，原料来源广且对环境无害等优点。因此，锌电极可以和很多材料组合成化学电源，广泛应用于航空、军事、能源等多个领域。表1比较了锌电池与铅酸电池的理论/实际比能量。由于锌电极在充放电循环过程中会出现锌“形变”、锌枝晶、腐蚀及钝化等问题，造成锌电池循环寿命低，在很大程度上限制了锌电池的应用。解决或减少锌电极所存在的这些问题是加快、加大锌电池商业化的关键。本文综述近年来有关二次碱性电池锌电极的研究和开发情况。
表1 几种锌电池与铅酸电池的理论比能量与实际比能量
2 锌电极的制备方法
目前，市场上的锌粉大致分为雾化锌粉和电沉积锌粉两大类。
2.1 雾化法
雾化锌粉是将原料锌通过熔化进入带有高温塔盘的精馏塔内使其雾化为锌蒸气并进行精馏，利用各组分的熔点和比重不同，进行除杂、提纯；然后将锌蒸气引入主冷凝器中急剧冷凝，主冷凝
电池类型负极正极开路电压
( V)
标称电压
( V)
理论比能量
（Wh/kg）
实际比能量
（Wh/kg）
铅酸蓄电池Pb Pb2O 2.1 2V 175.5 30～50
锌镍蓄电池Zn Ni氧化物 1.73V 1.6V 372 60
银锌蓄电池Zn Ag氧化物 1.85V 1.5V 487.5 100～150
锌空蓄电池Zn 环境空气 1.65V 1.5V 1350（不计O2重） 100～250
收稿日期：2009-12-21
作者简介：郎俊山(1983-)，男，硕士研究生，从事化学
电源方面的研究工作。
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器温度较高一端引出的锌粉送至压力平衡冷凝器冷却使超细粉沉降到细粉槽，主冷凝器温度较低一端引出的锌粉经过超细分级技术进行分级，分离出各种粒度组成的锌粉。雾化锌粉的氧化度很小，大约在0.1％以下。视密度较大，在3.0 g/cm3以上。添加了微量元素的雾化锌粉，可以作为碱性锌锰电池，锌镍电池和锌空电池的活性物质等。
2.2 电沉积法
电沉积锌粉是将原料锌锭先溶于碱性溶液中，在辅助极板上通上电流，这时锌粉就会从溶液中沉积下来；将沉积下来的锌粉经过二次去离子水清洗后而成。这种锌粉粒度组成更均一，视密度更小，在2.0 g/cm3以下，但由于操作流程在空气中进行，电沉积锌粉的氧化度要高些，大约在15％以下。电沉积锌粉由于以上的特点，比表面积很大，因而其活性也较雾化锌粉更强，常作为高倍率放电电池的活性物质。
3 二次锌电极的电化学性能研究
3.1 锌电极基本特性和存在的问题
在碱性溶液中，锌粉的电化学活性很大，放电平稳，但热力学性质不稳定,其充电产物锌酸盐在强碱溶液中有较高的溶解度，因此锌电极容易出现变形、枝晶生长、自腐蚀及钝化等现象，使锌电池的性能受到影响，最终导致锌电池失效。
3.2 改进锌电极的手段
针对锌电极出现的各种问题，电化学工作者尝试了很多方法来改进锌电极的性能，从而提高锌电池的循环寿命。
3.2.1 电极添加剂
在锌电极中添加一些析氢过电位高的金属及氢氧化物后，锌电极在碱性溶液中的自放电就会明显降低，性能也随之得到改善[1]。
Shivkumar R[2]等人研究表明：在锌电极中添加3％的TiO2后，锌电极的使用寿命及高温性能均有明显提高。这是由于TiO2降低了锌电极的电化学反应电阻及其在反应中的吸热特性所致。
夏天[3]等人研制出一种三元合金缓蚀剂。它对锌电极具有良好的缓蚀作用，有效的降低了锌电极的自腐蚀，在降低锌电极析氢量的同时，又保证了锌电极的大功率放电特性。
玉正日[4]等人将乙炔黑和羧甲基纤维素钠（CMC）按一定比例添加到锌粉中，采用辊压法制备出多孔锌电极，并对其进行恒流放电性能测试、阳极极化测试、交流阻抗测试和扫描电镜分析。结果表明：添加了乙炔黑和CMC混合物的多孔锌电极在75 mA/g 的放电电流密度下，其放电比容量从原来的362 mAh/g提高到了566 mAh/g；这些添加剂的加入，降低了电极的电荷迁移阻抗，而且使得锌电极表面的钝化产物变得细小，保持了电极多孔性质，延迟了锌的钝化。并得出结论，乙炔黑和CMC的最佳用量分别为2%。
Lee[5]等人研究了氧化铅及纤维素对锌电极的腐蚀和锌枝晶的作用。他们将氧化铅和纤维素加入锌粉，压制成锌电极，发现在碱性环境中，锌电极的缓蚀作用得到抑制。
Zheng[6]等人通过化学反应生成一种钡盐添加剂，将这种添加剂加入到二次碱性锌电极的活性物质中后发现，锌电极的电化学性能有了明显提高。这可能是由于添加的钡离子与锌和电解液发生反应，生成了BaZn(OH)4·xH2O，加热后变成BaZnO2，改善了锌电极的放电性能。
Zhu[7]等人通过超声浸润来修改锌粉上镧覆盖层的生长。研究发现，La2O3和ZnO组成镧覆盖层，而La元素的含量会随超声波的变化而变化。拥有镧覆盖层的锌电极容量损失减少，循环稳定性能提高。这可能是镧覆盖层屏蔽效应的结果。
孟宪玲[8]等人研究表明：在锌电极上覆盖一层稀土氢氧化物La(OH)3或Ce(OH)3膜，能有效抑制锌枝晶生长和腐蚀等问题。在粉状锌电极中添加La2O3、CeO2能改变锌沉积状态，提高锌电极的充放电循环性能。
3.2.2 电解液添加剂
电解液中添加的金属离子其沉积电位比锌正，从而在锌沉积前被还原作为基底，改善电极导电性。这种基底效应使锌在集流体上形成均匀沉积，通过改善电流分布达到抑制枝晶的效果[9]。
林胜舟[10]等人在KOH(3 mol/L)溶液中，添加了十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)和咳特灵(KTL)复合添加剂。当KTL +DTAB复合添加剂(二者用量均为500×10- 6)有明显的协同效应，缓蚀效率可达90%左右，锌在KOH溶液中的缓蚀作用得到抑制。这可能是DTAB 吸附在锌表面的静电作用使得KTL 更容易吸附在锌－DTAB表面，增强了OH-与锌的有效机械阻隔，提高缓蚀效果。
陈海宁[11]等人在碱性镀锌液中加入SiO2溶胶。研究表明：在SiO2溶胶成分作用下得到的锌电极的微观表面平整致密，其耐腐蚀性和循环可
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逆性得到提高，尤其是SiO2溶胶浓度达到150 mL/L时，锌电极的综合电化学性能提高得最为明显。
卜雪涛[12]等人对锌电极在含有表面活性剂SDBS的碱液中的电化学性能进行了分析。研究发现在碱液中添加SDBS后，锌电极在碱液中的表面钝化得到了有效抑制，Zn阳极放电容量从40.4%提高到了56.4%。这可能是由于电解液中的SDBS 添加剂在锌电极表面产生了吸附作用，使锌电极的放电产物变得细小均匀，在电极表面沉积变得松散多孔，有利于放电产物和反应物的溶解传质，提高了锌阳极的利用率，抑制了钝化的产生。
冯绍彬[13]等人的试验结果表明，当锌电池的电解液中添加11
∶组成的NMP-1与TCX－3混合有机添加剂时，锌枝晶的生成得到有效抑制，电极上氢气的析出也有所减少，锌电极的阳极溶解过程较均一地进行，锌电极的循环寿命有所提高。该有机添加剂对改善锌电极在电解液中的电化学行为起到积极的作用。
Yuan[14]等人通过对锌酸盐和锡离子的共沉积研究了锡离子对锌酸的电沉积作用，并讨论了抑制机理。实验结果表明随着锡离子添加剂含量的增加，锌枝晶被显著抑制。
卜雪涛[15]等人研究了阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(简称SDBS)和非离子表面活性剂吐温－20(简称Tween)之复配体系(简称ST)在碱性介质中对锌电极电化学性能的影响及其作用机理。实验表明：SDBS和Tween对锌电极(负极)具有明显的协同效应，显著地抑制了锌电极的腐蚀，缓蚀效率高达83.7%。这是由于ST在锌电极表面的吸附作用，生成的放电产物更加细小、分布更加均匀，保持了天然的孔道结构不被过早的破坏。
高鹏[16]等人研究了碱性电解液中添加三乙胺[(C2H5)3N]、二乙胺[(C2H5)2NH]及两者混合对锌电极的影响。三乙胺与二乙胺混合，改善了锌电极的腐蚀和钝化性能，腐蚀电位负移了0.01～0.02 V，钝化过电位增加了0.05～0.08 V，且能提高可逆性，当V(KOH)∶ V[(C2H5)3N]∶V[(C2H5)2NH] =1000.50.5
∶∶时，效果最好。
Vatsalarani[17]等人研究发现，由导电聚合物的静电沉积得到的锌电极，在碱性介质中的可逆性会增强。在水溶液中，用酒石酸掺杂、通过锌上吡咯的电聚合而得到的锌电极的腐蚀也更小。在碱性溶液中，这种聚吡咯包覆的锌电极具有高的电化学稳定性。
3.2.3 其它方法
二次碱性锌电池隔膜的状况也会对锌电极的性能造成影响。耐碱绵纸和水化纸电阻小、吸液量大、吸液速率快；能够降低锌电极的激活时间，但耐枝晶穿透能力差，易使电极短路。接枝膜和尼龙毡等电池隔膜耐氧化能力强，但电阻较大，吸液量小，锌电极活性物质的利用率会因电解液少而降低。
此外，采用间歇充电或脉冲充电可以改善锌沉积传质过程，在充电的间歇过程中，电化学极化的大部分、浓差极化的一部分可以消除，从而达到减少枝晶、使锌紧密沉积的目的。
4二次锌电极的应用
表2列举几种锌电池的应用。
表2 几种锌电池的应用
电池类
型
应用
锌镍蓄
电池
舷外电机，电动汽车，紧急照明，不间断电源，
蛙人运载器，水下兵器，微电子机械系统，自
动传感器等
银锌蓄
电池
鱼雷，水雷，浮标，特种测试船，深水救生艇，
飞船发射的导航和控制，遥感，自毁电源，探
测器；医疗设备等。
锌空蓄
电池
铁路信号，地震遥感探测，海上导航浮标和远
程通信等场合用低倍率、长寿命的电源
4.1 锌镍电池
锌镍电池比能量高（55～85 Wh/kg），比功率大（可超过200 W/kg），开路电压高达1.75 V，工作温度宽（-20～60℃），可大电流充电。工作在限定的温度范围内，先进的锌镍电池在100％放电制度下可以循环500次以上。在长循环寿命碱性蓄电池中，锌镍电池的成本最低。锌镍电池适用于电动自行车、电动摩托车、电动车及其它深循环应用。
Evercel公司制造的实际容量为11.2 kWh的电动车用锌镍电池，在PIVCO Citi bee上进行的测试表明，平均时速为30～50 km时，车辆续驶里程达到78.81～131.5 km。
4.2 银锌电池
银锌电池在所有可商业应用的水溶液中可充
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电电池体系中提供了最高的质量比能量和体积比能量，放电电压平稳、可在极高放电率下有效地工作，自放电低。不足之处是循环寿命短（10～250次深度循环），低温下性能低，对过充电敏感，成本高，主要应用于航天航海领域。
4.3 锌空（氧）电池
锌空（氧）电池容量大、比能量高、成本低且环保，也是一种具有巨大市场前景的化学能源。国内已有将其用于电动自行车和电动汽车的新闻报道。锌空（氧）电池不需要充电，使用时只需几分钟的激活时间，就能使用，因此特别适用于野外活动。大型锌空（氧）电池被用来为铁路信号、地震遥感探测、海上导航浮标和远程通信等场合提供低倍率、长寿命的电源。
5 展望
随着全球对石化燃料等不可再生能源的使用量逐年增加和环境问题的逐渐加剧，可持续和可更新的新能源开始受到人们的青睐，成为未来的发展趋势。二次碱性锌电极因其优良的特性而应用于诸多领域。
尽管二次碱性锌电极存在着变形、枝晶、腐蚀及钝化等问题，但随着研究的深入，二次碱性锌电极的循环寿命得到了较大的提高，容量衰退问题也得到明显的改善。碱性锌锰电池、镍锌电池、银锌电池和锌空（氧）电池都表现出强大的生命力。随着使用二次电池动力的3C产品（掌上电脑：Lap Computer，摄像机：Camera，移动电话：Cellular phone）日益普及，其使用量也急剧增加；再加上人们环境意识的提高，可以预见，二次碱性锌电极将在化学电源领域中将占有更加重要的位置。
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论 文 综 述 Overview of The sise s 含锌废水处理研究进展 蔡鲁晟 陈文婷 黄 琳 (江西理工大学环境与建筑工程学院,江西赣州341000) 摘要 含锌废水的传统处理方法,如物理法和化学法的不足之处在于费用高,2次污染大。微生物法在含锌废水处理方面的研究取得了显著进展,一些研究成果已投放工程应用。生物吸附法对含锌废水的处理有着广阔的应用前景。关键词 锌 重金属 废水 生物吸附法 收稿日期:2005-11-29 作者简介:蔡鲁晟(1982～),男,硕士,从事重金属生物吸附方面的研究。 The Progress of R esearch of T reating Z n —Containing W aste w ater Cai Lushen Chen Wenting Huang Lin (Jiangxi Universtity of Science and T echnology ,Jiangxi G anzhou 341000) Abstract The tradition methods to treat Zn —containing wastewater ,such as physical and chemical ones ,have s ome shortcomings ,such as high cost ,serious second pollution.G reat progress has been made in the research about the treatment of Zn —containing wastewater with microbiology ,and s ome result has been but into application.Wild prospect is pointed out in this article aboout the treatment of Zn —containing wastewater with biological ads orption. K eyw ords heavy metal zinc wastewater biological ads orption 在当代人类使用的金属中,按金属用量计,锌是 仅次于铁、铝、铜之后的第四大用量的重金属[1]。 锌是维持机体正常生长发育,新陈代谢的重要物质,它参与蛋白质合成,促进细胞分裂、生长和再生。但是,许多实验和流行病学调查已经证实,如果锌在人体内含量过高,将会抑制噬细胞的活性和杀菌力,从而降低人体的免疫功能,使抵抗力减弱,对疾病易感性增加[2]。 本文通过对含锌废水的传统处理方法如物化法和化学法进行系统论述,找出其存在的问题,详细考察生物法处理含锌废水的研究进展,旨在为进一步发展生物吸附法处理含锌废水的处理技术提供重要的参考依据。 1化学法处理含锌废水 处理含锌废水,目前国内外主要有中和沉淀法、铁氧体法、絮凝沉淀法等。 中和沉淀法主要是往废水中添加碱(一般是氢氧化钙)提高其pH 值,生成氢氧化锌沉淀。然而一般含锌废液在多数情况下含有配合剂,配合剂的存在阻碍氢氧化锌沉淀的形成,所以采用中和沉淀法处理锌废液很难达到排放的标准[3]。 铁氧体法用投加FeS O 4使废水中的锌离子形成磁性铁氧体析出,在形成铁氧体的过程中,锌离子通过包裹、夹带作用,填充在铁氧体的晶格中,并紧密结合,形成稳定的固溶物。汤兵等[4]研究指出在pH = — 86—第20卷第3期2006年3月 化工时刊Chemical Industry T ime s Vol.20,No.3 Mar.3.2006
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.doczj.com/doc/0810731411.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。
普通锌锰干电池 11．普通干电池中装有MnO2和其它物质，MnO2的作用是（）。 A．和正极作用把碳氧化为CO2B．把正极附近生成的H2氧化成水 C．电池中发生化学反应的催化剂D．和负极作用，将锌变成锌离子 12．干电池的负极反应为：Zn－2e－＝Zn2+，现以它为电源电解32.4g34％的KNO3溶液，一段时间后测得溶液的质量分数为36％，问这段时间内，干电池中消耗的Zn 的物质的量为（）。 A．0.05mol B．0.1mol C．0.2mol D．0.3mol 49．锌锰干电池在放电时，电池总反应方程式可以表示为： Zn+2MnO2+2NH4+＝Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O 在此电池放电时，正极（碳棒）上发生反应的物质是（）。 A．Zn B．碳棒C．MnO2和NH4+D．Zn2+和NH4+ 49．解析：干电池放电时，正极得到电子发生还原反应。答案：C 13．某干电池的电极分别为碳棒（上面由铜帽）和锌（皮），以糊状NH4Cl和ZnCl2做为电解质（其中加入MnO2吸收H2，ZnCl2吸收NH3），电极反应可简化为：Zn－2e－＝Zn2+，2NH4++2e－＝2NH3+H2。根据以上所述判断下列结论正确的是（）。 A．Zn为正极，碳为负极B．工作时电子由碳极经外电路流向Zn极 C．Zn为负极，碳为正极D．长时间使用内装糊状物可能流出，腐蚀用电器14．常用的锌锰干电池在放电时总反应可表为：Zn（s）+2MnO2（s）+2NH4+＝Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O，放电时正极区发生反应的物质或微粒是（）。 A．Zn B．MnO2和NH4+C．MnO2D．Zn2+和NH3 23．（6分）手电筒中使用的干电池一般是普通锌锰干电池， 其结构如右图所示。在放电时的总反应可表示为： Zn+2MnO2+2NH4+＝Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O 试回答下列问题： （1）该电池的正极是____________。 （2）写出该电池的极反应式： 负极反应式：______________________________； 正极反应式：______________________________。 23．（1）碳棒 （2）Zn－2e－＝Zn2+ 2MnO2+2NH4++2e－＝Mn2O3+2NH3+H2O（每空2分，共6分） 20．小刚为了解生活中常见的锌锰干电池，做了以下探究． 他打开一节废电池，观察到如下现象：○1黑色碳棒完好无损；○2电极周 围充满黑色粉末；○3里面有少量无色晶体；○4金属外壳明显破损．
锌及锌合金电镀综述 （江苏理工学院 12110101） 摘要：本文综述了锌及锌合金电镀的国内外研究现状。首先介绍了锌电镀的应用及其工艺影响因素；再对几种常用的锌合金电镀作了简要介绍，其中重点介绍了应用最广泛的Zn-Al合金，Zn-Ni合金的国内外现状及电镀原理；最后对锌及锌合金电镀的应用提出了展望。 关键词：锌电镀；锌合金；工艺影响因素；国内外现状 Zinc and Zinc alloy plating review Ding Lihong (Jiangsu Institute of Technology 12110101) Abstract: This paper reviews the research status of zinc and zinc alloy electroplating at home and abroad. First introduces the influence factors and application technology of zinc plating of zinc alloy plating; several are briefly introduced in this paper, which focuses on the Zn-Al alloy widely used at home and abroad, the status and principles of electroplating Zn-Ni alloy; finally on zinc and zinc alloy plating should be looking for presents. Keywords: zinc plating; zinc alloy; effect factors; the status quo at home and abroad
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
锌对人体健康影响的研究进展 10生物技术（2）曾庆辉201024112211 锌是必需微量元素中存在最广泛的元素，正常成年人体内锌含量虽仅0.003%(1.4～2.3 g)[1]，但它却是人体100多种酶的活动中心。广泛分布于皮肤、毛发、血液、骨骼、肝、肾、胰等组织及睾丸、附睾和前列腺等器官中。锌对金属酶具有催化性、结构性和调节性功能[2]，锌参与代谢的酶主要有碳酸酐酶、碱性磷酸酶、脱氢酶、羧肽酶A等。在分子水平上，锌是调节DNA复制和核酸合成酶的必需组成成分。它们在生命活动过程中起转运物质和交换能量的“生命齿轮”作用。总之人体生长发育过程中都需要锌。 锌对人体各组织、系统的影响 锌对眼睛及视力的影响：维生素A是人体必需的营养素,对维持正常的视觉有着重要的作用。当维生素A缺乏或不足时，引起暗适应能力降低,夜盲症、角膜角化及视力障碍。锌是维生素A代谢的重要金属离子，参与维持眼组织的正常形态及视觉功能。锌缺乏时，引起视网膜杆体和锥体功能异常[3]。国外报道,体内缺硒、铜、锌与近视有关[4]。国内研究证实人眼中的锌含量最高，可超过21.86Lmol/g(眼组织干重)。人眼中又以视网膜、脉络膜含锌量最高[5]。近视眼的流行病学研究发现，以谷物为主要食物来源的黄色人种中近视眼的发病率较高，这是因为谷物植酸含量较高，能影响锌的正常吸收，因此，结合锌在眼中的相对高含量及锌与眼的密切关系，锌缺乏可能是近视眼病因中值得考虑因素之一。 锌对口腔溃疡的影响：近年来研究表明，体内缺乏微量元素锌、铁常引起口角糜烂、口腔粘膜溃疡、粘膜出血等疾病，缺锌后口腔粘膜上皮增厚，细胞分裂增加，上皮出现角化，易于剥脱。使用葡萄糖酸锌片治疗慢性口腔溃疡及口腔复发性溃疡疗效显著。缺锌使含锌酶的活性降低，DNA聚合酶的活性受到干扰，可引起核酸及蛋白质的合成障碍，随之细胞分裂及生长受到干扰，反应在代谢活跃的口腔粘膜出现缺损。口服锌制剂后，主要定位在创伤处，可加速其伤口的愈合。 缺锌对心血管系统的影响：微量元素锌可抑制脂质过氧化和组织胺的释放，具有稳定各生物膜和溶酶体膜的作用。低锌时各种生物膜的稳定性改变，从而使膜的通适性增加，使心肌损伤加重[6]。 锌对免疫系统的影响：锌是维持正常的免疫细胞和其他免疫器官的重要元素。Martin 等报道[7]，缺锌状态下可出现淋巴源性细胞和髓样细胞源性细胞的死亡，补锌后此情况可被逆转。许多动物的实验也证明，缺锌可引起胸腺和淋巴结萎缩，导致淋巴样细胞的异常分布和胸腺激素的缺乏，同时体内TNF-α、IL-1、IL-6等免疫因子活性明显下降。Mengheri E 等用缺锌饮食喂养大鼠建立缺锌模型，发现锌缺乏特异性的影响了IL-2的活性。锌缺乏对NK 细胞的活性的影响，国内外学者也有研究，余勤等通过补锌对营养不良小鼠的实验中发现，补锌可以提高NK细胞的活性[8]。 锌对生殖系统的影响：近几年研究发现，性功能障碍与男性不育症和锌缺乏有直接关系。绪广林在对大鼠的缺锌模型实验中发现，缺锌大鼠的精囊腺发育不全，精子密度、活力、穿透力显著降低。补锌后，其症状与对照组差异不大。说明缺锌可以直接影响精子的质量[9]。另有研究发现缺锌时，脑垂体释放促性腺激素受到影响，使性腺功能减退，睾丸发育受阻。 锌对运动的影响 锌作为体内许多酶的辅基，在运动中发挥着重要的作用。锌也是体内抗氧化剂的重要成分，可以保护机体细胞免遭自由基的氧化损伤。锌的缺乏会导致运动能力的下降。艾华等[10]在对缺锌大鼠进行运动训练实验中发现，缺锌引起大鼠体重，身长增长缓慢，身体瘦弱。在运动中主动性差，对运动意识和能力反应较差。其机制可能是，第一，锌缺乏导致体内许多酶的合成代谢发生障碍，酶活性降低，不能适应运动的需要。第二，锌的缺乏对神经系统产
铝合金表面处理研究 学号：20091829 姓名：刘哲 专业班级：材科09-4班 2012年07月04日
铝合金表面处理研究 摘要：主要介绍了铝合金表面处理的一种方法-电镀，并对一些预处理进行分析与研究，知道了电镀过程中的一些参数的最佳数值。 关键字：表面处理、电镀、预处理 前言 金属表面复合涂层技术是指利用表面涂层工艺方法，如电镀、化学镀、真空熔覆、热喷涂、气相沉积、阳极氧化、热化学反应法、溶胶-凝胶法、离子注入以及涂装等技术，在金属表面形成一层或数层具有复合材料结构和性质，并与金属表面结合良好的薄膜[1]。近年来，进行涂覆的基体金属及合金主要有：碳钢、合金钢、铸铁、铝合金、铜合金、镁合金及钛合金等。金属表面复合涂层可广泛应用于石油、化工、能源、机械、冶金、电子信息、航空航天及军事装备等领域，正向着多功能性和应用性的方向发展。因此，金属表面复合层作为新材料研究的一个重要方向，具有广阔的应用前景。 铝在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。铝的产量在金属中仅次于钢铁的。至19 世纪末，铝才崭露头角，成为在工程应用中具有竞争力的金属。铝合金的加工性能好，表面经抛光后具有良好的光反应能力。因此，在飞机、汽车、电器、仪表、日用品等领域，铝合金获得广泛的应用［2］。然而铝合金也存在缺点，主要是耐腐蚀性差，并且还有产生晶间腐蚀的倾向，这是一种最危险的腐蚀破坏。通过表面处理的途径，即氧化或电镀可以提高铝合金的耐蚀性，从而提高其使用性能[3 ],对铝和铝合金表面制备复合涂层意义深远[4]。国外在铝合金表面复合涂层研究方面投入了大量人力、物力，近年来相继出现了多种复合涂层。如美国为航空、航天应用的铝合金件开发了“TUFRAM”涂层，它是由一般阳极氧化膜层再渗入有机聚合物而成，表面性能优异，在民用产品方面也得到了推广[5]。我国在铝合金表面复合涂层研究方面也非常活跃。Li 等[6]应用化学复合镀在铝合金表面制备出了含70vol%SiC 颗粒的Ni-P-SiC 复合涂层。蒋驰等[7]在铝材基体上，综合应用等离子喷涂和电弧喷涂等热喷涂方法，喷涂钽、镝、铅等材料，制备具有辐射屏蔽效应的多层复合涂层，涂层与基体之间结合紧密，组织均匀致密，孔隙率低，满足了辐射屏蔽要求。黄开金等[8]采用激光熔覆在AA7075 铝合金表面熔覆了Zr-Cu-Ni-Al-TiC 复合粉末，制备出Zr 基复合涂层，熔覆层表现出优异的耐磨性，尤其是随着熔覆层中TiC 含量的增加，耐磨性得到显著的提高。 一.铝合金电镀预处理 复合电镀是在电解质溶液中加入一种或数种不溶性固体颗粒，在金属离子被还原、形成镀层的同时，不溶性固体颗粒均匀弥散地分布于金属镀层中，形成复合镀层。采用电镀法可以制备多种复合镀层，主要有耐磨、自润滑、弥散强化、耐蚀性等复合镀层以及提高有机涂层结合强度的中间复合镀层。复合电镀具有以下特点：工艺简单、镀层多样化和分散相颗粒品种多[1]。 1.1挂具 对于铝合金电镀来讲，挂具是先决条件，特别是大件，必须要保证足够大的接触
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
NON-FERROUS METALS RECYCLING AND UTILIZA TION,2006-7 19 从废旧锌锰电池中回收锌和锰的工艺研究 江苏科技大学材料学院化学与环境实验室 高玉华 摘 要：废旧锌锰干电池经过剖开、焙烧处理，去除汞和碳粉，再用硫酸浸取，滤液采用沉淀法分离锌和锰。锌和锰的回收率分别为９４．５％和９３．６％。 关键词：废旧锌锰电池；锌；锰；回收 Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｍａｎｇａｎｅｓｅ ａｎｄ ｚｉｎｃ ｕｓｉｎｇ ｗａｓｔｅ Ｚｎ－Ｍｎ ｂａｔｔｅｒ ＧＡＯ Ｙｕ－ｈｕａ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇ．，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｅｃ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ Ｊｉａｎｇｓｕ２１２００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｕａｃｔ：Ｚｎ—Ｍ ｎ Ｗａｓｔｅ Ｂａｔｔｅｒｙ ｉｓ ｄｉｓｐｏｓｅｄ ｂｙ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ，ｒｅｍｏｖｅ Ｈｇ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎｄｃａｒｂｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｐｉｃｋｉｎｇ ｗｉｔｈ ｓｕｌｐｈｕｒｉｃ ａｃｉｄ ｉｓ ｓｅｃｏｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｗｉｔｈ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｚｉｎｃ ａｎｄ Ｍａｎｇａｎｅｓｅ ａｒｅｓｅｐａｒａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｌｔｒａｔｅ．Ｔｈｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｚｉｎｃ Ｉｓ ９４．５％．Ｔｈｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｍａｎｇａｎｅｓｅ ｉｓ ９３．６％． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｚｎ－Ｍｎ Ｗａｓｔｅ Ｂａｔｔｅｒｙ；ｚｉｎｃ；ｍａｎｇａｎｅｓｅ；ｒｅｃｏｖｅｒｙ我国是干电池的生产和消费大国，年产量达１５０亿只，居世界第一位，占世界总量的１／３左右［１］，其中７０％是锌锰干电池。以每年生产１００亿只干电池计算，全年将要消耗１５．６万吨锌，２２．６万吨氧化锰，２ ０８０ 吨铜，２．７万吨氯化锌，７．９万吨氯化铵，４．３万吨碳棒［２］，相当于三四个大冶炼厂的年产锌、锰量。目前国内外都很重视对废干电池资源化的研究［３、４］ ，废旧锌锰干电池尚无较好的处理方法［５］，用固化法处理废干电池［６］填埋后的废锌锰干电池中的锌、锰等有用物质不能回收，也不利于土地资源的开发与利用［７］。作者对废旧锌锰干电池中锌锰回收工艺进行了探索，找到了锌、锰回收的工艺条件。 一、实验部分 实验仪器 电池破解设备、马弗炉、１ ０００Ｗ电炉、ＡＡ３７０原子吸收分光光度计、雷磁２５酸度计、汞回收装置等。 实验药品 硫酸、硫化钠、氨水等。 实验方法 用自制的电池破解设备将废锌锰干电池剖开，使碳棒、金属帽、锌皮、铁片、碳包得到分离。将碳包中内含物置于瓷坩埚内，送入马弗炉在７５０℃焙烧１ｈ （ 烟气排放处设回收汞装置 ）， 作者简介：高玉华（１９６４—），男，高级工程师，化学与环境实验室主任，从事固体废弃物处理方面的科研教学工作。 Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 科技园地
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。
XXX大学 本科毕业（学位）论文 姓名： X X 年级： 2008 专业：环境科学 论文题目：含锌废水处理研究进展完成日期：2012年5月10日 指导教师：X X X XXX大学资源环境学院 二〇一二年五月十日
含锌废水处理研究进展 作者： xx 指导老师：xxx （资源环境学院 08级环境科学2班） 摘要：本文综述了传统的物理化学法和生物法处理含锌废水的原理，系统阐述了其研究进展。含锌废水的传统处理方法，如物理法和化学法具有一定的效果，但是其不足之处在于费用高，二次污染大。利用生物固定化技术处理重金属废水是国内外一个新的研究领域，具有速度快、选择性高、吸附容量大等优点，而且不造成二次污染，具有很好的发展前景。关键词：含锌废水；生物吸附法；微生物固定化技术；硫酸盐还原菌 The research progress of waste water containing zinc Author:cheng yong Tutor: Wang dejin (Dept.Resource & Environment,Anqing teacher's college,Anhui,Anqing 246011) Abstract: This article reviews the traditional physical and chemical method and the principle of the biological treatment of wastewater containing zinc，and describs the progress of their research. Traditional zinc wastewater treatment，such as physical and chemical methods have a certain effect，but the The disadvantage is that the high cost of secondary pollution.Treating heavy metal wastewater the use of biological immobilization technology is a new field of study at home and abroad，with fast，high selectivity and adsorption capacity，and does not cause secondary pollution，with good prospects for development. Keywords: Zinc-containing wastewater, biosorption method，microbial immobilized technology，sulfate reducing bacteria. 1.前言： 锌是一种在地球上储量较为丰富的重金属资源。我国锌矿资源储量居世界第二位[1]，锌资源并广泛应用于现代工业生产如冶炼、制药及食品行业之中。锌是人体健康不可缺少的元素，它广泛存在于人体肌肉及骨骼中[2]，但是含量甚微，如果超量就会发生严重后果。含锌废水的排放对人体健康和工农业活动具有严重
?综述 Survey? 锌铝合金的研究现状及应用概况 刘永红1,张忠明2,刘宏昭2,吴子英2 (11重庆农药厂农研所,重庆400033; 21西安理工大学机械与精密仪器工程学院,陕西西安710048)摘要:回顾了锌铝合金的发展历史,介绍了合金的主要组元及其作用;综述了锌铝合金的研究现状及应用概况;指出进一步开发和应用这种合金,对我国的工业发展具有重要的意义。 关键词:锌铝合金;研究现状;应用概况 中图分类号:TG292 文献标识码:A 文章编号:100028365(2001)0120042203 Investigation Actuality and G eneral Application in Situation of in Zinc2aluminium Alloys L IU Y ong2hong1,ZHAN G Zhong2ming2,L IU Hong2zhao2,WU Z i2ying2 (11Pesticide Research Department,Chongqing Pesticide Factory,Chongqing400033,China; 21School of Mechanical&Instrumental En2 ginerring,Xi’an University of Technology,Xi’an710048,China) Abstract:The development history of Z inc2aluminium is reviewed in this paper.The role of main alloy ingredient of the alloys are introduced.Its current status of research and general situation of application are summarized subsequently.It plays an im2 portant role on development of industry with applicating and studying this alloy further at home. K ey w ords:Znic2aluminium;Current status of research;G eneral situation of application 锌铝合金具有良好的力学性能、耐磨减摩性能以及其他一些独特的性能(如碰撞时不产生火花,无磁性等),用其代替部分铜合金甚至铝合金具有明显地经济性,同时,该合金熔点低、耗能少、成本低廉、成型方便,适合于多种铸造方法,因此具有很强的市场竞争力,对其研究和应用也在不断地深入和发展,并成为金属材料科学研究的热点之一。 1 锌铝合金的发展简况 锌远在公元前500年就为人们所知,人们在Cameros遗址中发现了古人用锌制做的手镯[1]。大约16世纪,金属锌传入欧洲。锌合金出现于本世纪初期,并作为锡和铅的代用品用于制造印刷铅字,为这种用途而开发的最早的1种锌基合金含6%Sn,5%Cu 和0.5%Al。但早期的锌合金易于晶间腐蚀和过早失效,在潮湿环境下易开裂。使得人们难以想象锌及其合金也能成为性能优良的工程材料。随着锌冶炼技术的进步,人们可以得到纯度很高的锌,改善锌合金的晶间腐蚀性成为现实。上世纪30年代左右,美国新泽西锌合金公司研制出了Zamak3和Zamak5锌铝压铸合金。在战前和二次世界大战期间,德国由于铜资源紧缺,而用重力铸造锌铝合金代替铜制造轴承材料。锌铝合金熔点低、机械性能好,因而在压铸工业中得到了广泛地应用。上世纪60年代前后,由于塑料工业的兴起,使 收稿日期:2000206213; 修订日期:2000206223 基金项目:中国博士后科学基金资助;凝固技术重点实验室开放课题资助项目(59671026)。 作者简介:刘永红(19682 ),女,湖南新化人,工程师,学士1锌合金面临竞争与挑战。1959年国际铅锌研究组织发起了1个旨在开发新型的、先进的压铸锌铝合金的研究计划,这个计划促使了薄壁锌铝合金压铸技术和IL ZRO216、IL ZRO212铸造锌铝合金[1、2]的出现。IL ZRO212(后经改进发展成ZA12合金)铸造锌合金的蠕变性能与Zamak3和Zamak5相当,但其铸造性能和力学性能更好。上世纪70年代后期又开发了性能更优的ZA8和综合力学性能最佳的ZA27合金。此后,在世界范围内,人们开始研究、开发锌铝合金,一些国家还将锌铝合金列入国家标准[3]。 2 锌铝合金的主要组元及其作用 锌铝合金中的主要组元除了锌、铝以外,还有铜、镁元素,了解这些组元的相互作用对于锌铝合金的研究、开发和推广应用具有重要意义。 锌是六方晶格,无同素异构转变。纯锌的力学性能较低(σ b =150MPa),难以满足工程构件对性能的要求,因此应用中常加入强化元素。锌基合金中常用的强化元素有铝、铜和镁。其中铝是锌铝合金中首要的强化元素,铝可以提高锌合金的流动性,细化晶粒,改善铸件的机械性能。锌铝合金中,随铝含量增加,强度提高,韧性下降。铝与锌之间高温时无限互溶,低温下相互形成置换式固溶体,不形成金属间化合物。铝在锌中固溶度很小,而锌在铝中有很大的固溶度,且随温度变化显著,如共析温度下富铝相的固溶锌量高达30%,室温下其溶解度变为2%,这使得这种合金有很强的固溶强化效果。 — 2 4 —
纳米氧化锌表面修饰的研究进展 刘莹1，何领号1，宋锐1,2* (1郑州轻工业学院材料与化学工程学院郑州 450003 2中国科学院研究生院化学与化学化工学院 北京 100049) 摘要本文综述了纳米ZnO表面修饰的最新进展，介绍了几种表面修饰方法，对各种方法的特点、修饰机理进行了归纳，并对修饰后的纳米氧化锌的表征进行简要介绍。 关键词纳米ZnO 表面修饰机理表征 Progress on surface-modification of ZnO nanoparticles Abstract The new development of surface-modification of ZnO nanoparticles is reviewed. The methods of surface-modification as well as their featuers and mechanisms were summarized. The methods of the characterization were also introduced. Key words nano-ZnO, surface-modification, mechanism, characterization 上世纪90年代中期，国际材料会议上提出了纳米微粒(1～100nm)表面工程的新概念。近年来，纳米微粒的表面修饰已形成一个研究领域，通过研究人们不但更深入认识纳米微粒的基本物理效应，而且也扩大了纳米微粒的应用范围。 表面修饰法(又称表面衍生法)，是在无机纳米微粒的表面化学键合或者物理包覆上一层有机(或无机)化合物的方法。利用溶液中金属离子、阴离子和修饰剂的相互作用，在无机纳米层的金属离子或非金属离子表面形成表面修饰层，得到表面修饰的无机物纳米微粒。通过对纳米微粒表面的修饰，可以达到以下目的：1)改善或改变纳米粒子的分散性；2)提高微粒表面活性；3)使微粒表面产生新的物理、化学、机械性能及新的功能；4)改善纳米粒子与其它物质之间的相容性。纳米ZnO粉体的表面修饰就是通过物理方法或化学方法对粒子表面进行处理，有目的地改变微粒表面的物理化学性质。根据修饰剂与粉体表面的作用机理，可将纳米ZnO的修饰方法分为表面物理作用修饰和表面化学反应修饰两大类。 1 表面物理修饰 表面物理修饰是利用修饰剂与纳米ZnO粉体间的物理作用，如吸附、涂敷、包覆等，对其进行表面改性。常用的修饰方法有微乳液法、微胶囊法、复合法等。 1.1微乳液法 利用微乳液中的水核作为“微反应器”来制备改性纳米ZnO，能在ZnO粒子表面包覆一层表面活性剂分子，使粒子间不易团聚，从而达到对超细ZnO改性的目的。通过选择不同的表面活性剂，可对粒子表面进行修饰，并控制微粒的大小。 杨治中等[1]利用不同分子量的聚乙二醇如PEG-200、PEG-400，在特定的胶束浓度范围和介质体系中形成超分子模板, 以之作为“微反应器”，并利用PEG与无机物之间的协同作用，控制模板水核中的水 2007-01-26收稿，2007-04-09接受
废电池具体有哪些危害？ 长期以来，我国生产的锌锰干电池，不论是酸性抑或是碱性锌锰干电池，锌筒作负极均经汞化工艺处理，防腐剂则入汞的化合物。科学研究结果表明，汞是严重污染环境的元素，具有明显的神经毒性，对内分沁系统，免疫系统等都有严重影响。 我国的锌锰碱性干电池中汞含量达1%至5%，中性干电池为0．025%，已严重超标，全国每年用于生产干电池的汞仅一次性污染含量每年达100t汞之多。数字巨大，污染惊人。 日常生活中的电池，由于低值高耗、体积小，无直观危害和直接的环境污染等原因，常不易引起人们的关注。而且电池用完后，人们又习以为常随手抛弃，结果造成废旧电池撒落在每个角落。殊不知，这些看起来并不起眼的电池由于含汞污染的物质，当其撒落在自然界后，日积月累，随着时间推移外层金属的锈蚀，汞等有害物质就会慢慢地从电池中溢出，进入土壤或经过雨水的冲洗进入河流，进入地下水。假若焚烧垃圾时，垃圾中废电池内所含汞便会以汞蒸气形式进入大气圈。据测试，一节一号干电池所含汞，可使1m2的土地失去使用价值。进入环境中的汞，可通过植物的吸收作用，通过动物的呼吸作用，通过饮水，通过食物链，间接或直接进入人体，并在人体内长期蓄积难以排出，损害神经，造血功能、免疫能力下降，肾脏和骨骼受害等。因此，废旧电池的随意乱扔将给环境留下长期的、潜在的危害，所以电池业对环境危害的特点归纳为六句话；"电池虽小，污染挺大，集中生产，分散污染，短期使用，长期危害。" 电池中含有大量的重金属--锌、铅、镉、汞、锰等。据专家测试，一节钮扣电池能污染60万升水；一节一号电池烂在地里，能使一平方米的土地失去利用价值。 我国电池生产的主要产品是锌锰电池和镉镍电池。有些电池如镉镍电池和含汞电池等含有有害物质，进入环境后，就会污染环境，长期作用，可能直接或间接危及人们健康；因此，对废电池应采取分类的有区别处理、处置方式。其中的含汞、含镉、含铅废电池是应该加以回收的电池类别。