软化学法制备硫化锌
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硫化锌生产工艺
硫化锌是一种重要的无机化工原料,用途广泛,可用于制备橡胶、铺路材料、电线电缆、防腐剂等。
其生产工艺主要包括以下步骤:
1. 原料准备:将高纯度的氧化锌粉末和硫磺按一定比例混合。
2. 熔融反应:将混合物放入反应器中进行熔融反应,在高温下进行,反应生成的硫化锌溶液会流出反应器。
3. 填充熔炉:将溶液从反应器中导出,加入到硫化锌熔炉中。
硫化锌熔炉通常采用电加热加热方式,将溶液加热至一定温度。
在熔炉中,硫化锌会沉淀出来并形成固体。
4. 过滤:经过熔炉后,硫化锌颗粒较大,需要进行过滤。
将硫化锌熔体中的杂质过滤掉,得到较为纯净的硫化锌颗粒。
5. 冷却:将过滤后得到的硫化锌颗粒冷却至室温,得到成品硫化锌。
总的来说,硫化锌的生产工艺主要依靠熔融反应和过滤技术实现。
需要注意的是,其生产过程需要控制好反应温度和熔炉操作等参数,确保硫化锌的纯度和质量。
硫化锌性质、用途及制备方法概述硫化锌是一种具有重要性质的化合物,其物理和化学性质以及应用领域均具有广泛的实际意义。
本文将详细介绍硫化锌的性质、用途和制备方法,并展望其未来的应用前景。
硫化锌是一种白色至淡黄色粉末,带有轻微的硫磺气味。
这种化合物具有较高的密度,为32g/cm³,且不溶于水,但在有机溶剂中具有一定的溶解性。
由于其结构特点,硫化锌在特定的物理和化学环境中具有一定的稳定性,为其应用提供了便利。
硫化锌在许多领域中具有广泛的应用。
在橡胶工业中,硫化锌是一种重要的硫化剂,可以促进橡胶的交联反应,提高橡胶的性能和稳定性。
在涂料领域,硫化锌可作为耐候性颜料,提高涂料的抗老化性能。
在制药领域,硫化锌具有抗炎、抗肿瘤等药用价值,可用于药物合成和制备。
硫化锌还可应用于电镀、陶瓷、玻璃等行业。
制备硫化锌的方法有多种,主要包括金属锌直接氧化法、硫化氢还原法和氯化亚砜氧化法等。
其中,金属锌直接氧化法是最常用的制备方法,以金属锌为原料,通过氧化反应生成硫化锌。
具体工艺条件包括反应温度、氧气流量和反应时间等,通过控制这些参数可得到高纯度的硫化锌产品。
随着科技的不断进步,硫化锌在各个领域的应用前景也在不断拓展。
特别是在新能源、光电材料和生物医学等领域,硫化锌展现出巨大的潜力。
在新能源领域,硫化锌可作为太阳能电池的敏化剂,提高太阳能电池的光电转化效率。
在光电材料领域,硫化锌可以应用于LED照明、光探测器和光电二极管等领域,具有高亮度和良好的光电性能。
在生物医学领域,硫化锌作为一种生物相容性良好的无机材料,可应用于药物载体、生物成像和癌症治疗等领域,为生物医学研究提供了新的思路和方法。
硫化锌作为一种重要的化合物,其性质、用途和制备方法在多个领域具有广泛的应用和前景。
随着科技的不断进步,相信硫化锌在未来的研究和应用中将会发挥更加重要的作用。
TiN是一种具有重要性质和广泛应用的新型材料,它的性质主要包括高硬度、低摩擦系数、优异的化学稳定性和高温抗氧化性等。
硫化锌高中化学摘要:一、硫化锌的基本性质1.硫化锌的化学式2.硫化锌的物理性质3.硫化锌的化学性质二、硫化锌的制备方法1.直接合成法2.间接合成法三、硫化锌的应用领域1.电池行业2.陶瓷行业3.饲料添加剂四、硫化锌的注意事项1.安全措施2.储存方法3.废弃处理正文:硫化锌是一种常见的化学物质,它在高中化学课程中有所涉及。
本文将对硫化锌的基本性质、制备方法、应用领域及注意事项进行详细介绍。
一、硫化锌的基本性质硫化锌(ZnS)是一种无机化合物,由锌和硫元素组成。
它的化学式为ZnS,具有立方晶系结构。
硫化锌是一种白色固体,不溶于水,但易溶于酸和碱。
在空气中,硫化锌会逐渐变为黑色,因为其表面会形成一层氧化锌。
二、硫化锌的制备方法硫化锌可以通过两种方法制备:直接合成法和间接合成法。
直接合成法是将锌和硫直接反应生成硫化锌,反应方程式为:2Zn + S → ZnS。
间接合成法是通过锌的氧化物和硫化氢反应生成硫化锌,反应方程式为:ZnO + H2S → ZnS + H2O。
三、硫化锌的应用领域硫化锌在多个领域有广泛应用。
首先,在电池行业中,硫化锌常被用作电池电极材料,如锌锰干电池。
其次,在陶瓷行业中,硫化锌具有优良的陶瓷性能,被用于制作高强度、高硬度的陶瓷。
此外,硫化锌还可以作为饲料添加剂,提高畜禽的生长性能。
四、硫化锌的注意事项硫化锌具有一定的危险性,因此在操作过程中应采取一定的安全措施。
佩戴手套、口罩和护目镜,避免与皮肤和眼睛直接接触。
硫化锌应储存在阴凉、干燥、通风良好的地方,远离火源和热源。
废弃的硫化锌应按照相关规定进行处理,避免对环境造成污染。
PINGDINGSHAN UNIVERSITY 科技文献检索与论文写作论文题目:硫化锌纳米材料制备方法及展望班级:12级化工二班院系:化学化工学院学号:121170243姓名:孙明华指导老师:曹可生硫化锌纳米材料制备方法及展望学号:121170243姓名:孙明华 专业:化学工程与工艺 年级:12级 班级:化工(2)班 摘要:对硫化锌纳米材料的研究进行了综述, 阐述了 Zns 纳米材料的制备方法研究现状和发 展前景,并对这些方法和成果进行了比较。
关键词: 纳米材料,制备方法,前景展望ZnS 作为一种重要的宽带隙半导体材料,具有一些独特的电学、荧光和光化学性能, 在平面显示器,电致发光器件,红外窗口,发光二极管,激光器,光学涂料,光电调节器, 光敏电阻,场效应晶体管,传感器,光催化等许多领域有着广泛的应用前景。
当ZnS 粒子 的粒径尺寸小于它的激子的波尔半径时, 就会呈现出明显的量子尺寸效应,同时它的光电性 能也会随着尺寸和形貌的变化而变化。
近年来,纳米级结构的ZnS 特别是准一维纳米结构 的研究,受到材料科学家的广泛关注,关于 ZnS 纳米结构的制备、形态结构、性质及应用 等方面开展了广泛研究,出现了多种不同的制备技术。
制备方法主要有水热(溶剂热)法, 界面合成法,辐射合成法,聚合物网络合成法,模板技术,等,并用这些方法合成了均匀一 致的ZnS 纳米棒,纳米线纳米带和纳米管。
溶剂热方法是一种制备无机纳米材料 (如氧化 物、硫化物、磷酸盐、沸石、金刚石等 )的有效方法。
因此采用溶剂热法合成具有高度有序 和很高的长径比的 ZnS 纳米结构阵列,对此进行深入研究不仅具有重大的理论意义,而且 具有巨大的潜在应用价值。
1. 水热(溶剂热)法简介水热(溶剂热)法是指在高温、高压反应环境中,以水(有机溶剂)为反应介质,使通 常难溶或不溶的物质溶解并进行重结晶。
通过水热反应可以完成某些有机反应或对一些危害 人类生存环境的有机废弃物进行处理以及在相对较低的温度下完成某些陶瓷材料的烧结等。
收稿日期:2006-11-13。
收修改稿日期:2007-01-19。
济南大学博士科研启动基金(No.B0400)资助项目。
*通讯联系人。
E-mail:chm_sunzx@ujn.edu.cn第一作者:郝伟,男,25岁,硕士研究生;研究方向:硫化物纳米材料。
沉淀溶解法制备纳米硫化锌郝伟孙中溪*(济南大学化学化工学院,济南250022)摘要:以烷基黄原酸锌和硫化钠分别为锌源和硫源,采用烷基黄原酸锌沉淀溶解法制备了粒度可调、粒径分布比较窄的面心硫化锌纳米粒子,利用比表面积(BET)测定、透射电镜(TEM)、粉末X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)等方法对合成的硫化锌纳米粒子进行了表征。
结果表明随着烷基黄原酸锌链长的增长,通过添加硫化钠而生成的硫化锌纳米粒子的粒径逐渐减小。
本文还对沉淀溶解法制备纳米硫化锌的溶液化学反应机理进行了探讨。
关键词:沉淀溶解法;烷基黄原酸锌;纳米硫化锌中图分类号:O614.24文献标识码:A文章编号:1001-4861(2007)03-0461-05SynthesisofZincSulfideNanoparticlesbyPrecipitateDissolutionHAOWeiSUNZhong-Xi*(SchoolofChemistryandChemicalEngineering,UniversityofJinan,Jinan250022)Abstract:Zincsulfidenanoparticleswithdifferentsizesweresynthesizedbyauniqueprecipitatedissolutionmethodusingzincalkylxanthateandsodiumsulfideaszincandsulfursources,respectively.Thesamplessynthesizedwerecharacterizedbylowtemperaturenitrogenadsorptionanddesorption,TransmissionElectronMicroscope(TEM),powderX-rayDiffraction(XRD)andFourierTransformInfraredSpectroscopy(FTIR)techniques.Theresultsindicatethattheparticlesizeofthesamplesdecreaseswithalkylchainlengthofzincxanthate.Thesolutionchemistrymechanismofthezincsulfidenanoparticlesformationwasalsodiscussed.Keywords:precipitatedissolutionmethod;alkylzincxanthate;zincsulfidenanoparticles由于纳米硫化锌材料具有非线性光学性质、发光特性、量子尺寸效应及其它重要的物理化学性质,其研究一直受到广泛重视[1,2]。
硫化锌纳米晶的制备及其与聚合物的组装研究随着纳米科技的发展,纳米晶材料的制备和应用越来越受到人们的关注。
硫化锌纳米晶是一种重要的半导体纳米材料,具有优异的光电性能和化学稳定性,被广泛应用于光电器件、太阳能电池等领域。
本文将介绍硫化锌纳米晶的制备方法及其与聚合物的组装研究。
一、硫化锌纳米晶的制备方法硫化锌纳米晶的制备方法有多种,常用的包括化学法、物理法和生物法。
1. 化学法硫化锌纳米晶的化学法制备方法包括溶剂热法、水热法、水热微波法等。
其中,溶剂热法制备的硫化锌纳米晶具有尺寸均一、分散性好、晶体质量高等优点,但需要使用有机溶剂,制备过程中存在环境污染的隐患。
水热法制备的硫化锌纳米晶则无需使用有机溶剂,制备过程简单,但晶体尺寸和形状控制较难。
2. 物理法硫化锌纳米晶的物理法制备方法包括溅射法、蒸发法、热氧化还原法等。
这些方法制备的硫化锌纳米晶具有晶体质量高、尺寸均一、形状可控等优点,但制备过程复杂,设备要求高,成本较高。
3. 生物法硫化锌纳米晶的生物法制备方法包括植物提取物法、微生物法等。
这些方法制备的硫化锌纳米晶具有生物相容性好、环境友好等优点,但制备过程中需要考虑微生物或植物的生长环境和生长周期等因素,制备周期较长。
二、硫化锌纳米晶与聚合物的组装研究硫化锌纳米晶与聚合物的组装研究是利用硫化锌纳米晶的优异光电性能和聚合物的柔韧性和可塑性,构建具有新型光电功能的复合材料。
1. 硫化锌纳米晶与聚合物的自组装硫化锌纳米晶与聚合物的自组装是指在一定条件下,硫化锌纳米晶和聚合物自主地形成复合材料结构。
这种自组装过程需要考虑硫化锌纳米晶和聚合物之间的相互作用力,如静电作用、范德华力、亲疏水性等因素。
2. 硫化锌纳米晶与聚合物的界面修饰硫化锌纳米晶与聚合物的界面修饰是指在硫化锌纳米晶和聚合物的接触面上,引入一定的化学修饰物,以增强两者之间的相互作用力和稳定性。
常用的界面修饰方法包括表面修饰、化学修饰、生物修饰等。
荧光之王硫化锌的绚丽光芒荧光之王——硫化锌,是一种具有绚丽光芒的复合材料。
它在光学、电子、药物等领域发挥着重要作用。
本文将探讨硫化锌的制备方法、光学性质以及应用前景。
一、硫化锌的制备方法硫化锌的制备方法多种多样,常见的方法有热化学法、溶液法和气相沉积法。
热化学法是利用硫氢化锌和硫化物在高温下反应得到硫化锌。
这种制备方法具有制备简单、成本低廉等优点,但也存在着环境污染、产物纯度低等问题。
溶液法是将金属锌和硫化物在溶剂中反应,形成硫化锌。
该方法制备的硫化锌纯度较高,但成本较高,且溶剂回收困难。
气相沉积法是将气相中的氯化锌和硫化氢反应,生成硫化锌。
该法制备的硫化锌纯度较高,但需要特殊的设备和条件。
二、硫化锌的光学性质硫化锌具有良好的光学性质,能够发出绚丽的荧光光芒。
其发光机制是在外界激发下,电子能级跃迁导致能量释放,发出荧光光线。
硫化锌的发光特点取决于其晶体结构和缺陷态。
常见的硫化锌发光颜色有蓝光、绿光和黄光。
这些荧光色彩不仅美观,还可应用于荧光标记、显示器件等领域。
除了发光特性,硫化锌还具有良好的透明性、导电性和抗腐蚀性。
这使得硫化锌在光学器件、电子器件以及防腐蚀材料等方面得到广泛应用。
三、硫化锌的应用前景硫化锌作为一种重要的功能材料,具有广阔的应用前景。
在光电子领域,硫化锌可应用于LED照明、荧光显示器、光电转换器件等。
其高亮度、长寿命和低功耗的特点使其成为一种理想的发光材料。
在药物领域,硫化锌可应用于荧光探针、荧光显微镜等。
通过荧光探针,硫化锌可以追踪和监测生物分子在体内的活动,从而为生物医学研究提供了有力的工具。
此外,硫化锌还可用于化学催化、太阳能电池、防腐蚀材料等领域。
总结起来,硫化锌作为荧光之王,其绚丽光芒在光学、电子、药物等领域具有广泛的应用。
通过不断的研究和发展,相信硫化锌的应用前景将会更加广阔,为各个领域带来更多的惊喜和突破。
第3期郝伟等:沉淀溶解法制备纳米硫化锌'(A)zincethylxanthate(B)zincbutylxanthate(C)zincoctylxanthateaszincSOUrCeS图1不同烷基黄原酸锌制备硫化锌TEM图Fig.1TEMimagesofsynthesizedZnSsamples100kV和不同放大倍数下观察硫化锌纳米粒子的大小和形态.在电镜照片中.尽管合成的纳米硫化锌粒子呈聚集状态.但大致可以看出利用不同烷基链长的黄原酸锌制备的硫化锌粒径分布比较窄.而且随着烷基链长的增长.纳米硫化锌粒子的粒径减小.这与比表面测定结果相一致。
2.3硫化锌的XRD表征纳米硫化锌颗粒的粉末X射线衍射图如图2所示,A,B,C分别为以乙基黄原酸锌,丁基黄原酸锌,辛基黄原酸锌为锌源合成的硫化锌粉末的X射线衍射图。
从图中可看出合成产物都是结构为硫化锌的纳米粒子.只是衍射峰高和半峰宽不同。
说明了硫化锌纳米粒子的粒径不同。
20304050607020/(。
)图2不同烷基黄原酸锌制备硫化锌纳米粒子的XRD图Fig.2XRDpatternsofZnSnanoparticlesobtainedfromdifferentzincxanthates尖锐的衍射峰标志着样品晶化良好.衍射峰有展宽现象预示着晶粒细化.对照标准卡片(JCPDSNo.77.21001.各衍射峰都可在77.2100面心硫化锌卡片中检索到.并且没有散杂峰.各衍射峰对应于面心硫化锌结构的晶面(111),(220),(311)。
根据Scherrer公式计算得出由乙基黄原酸锌制备的纳米硫化锌的粒径为10.6nm(1111.丁基黄原酸锌制备的纳米硫化锌的粒径为9.74nm(3111.辛基黄原酸锌制备的纳米硫化锌的粒径为7.99nm(1111。
2.4黄原酸锌和硫化锌的FTIR表征由图3可以看出.反应物和产物的红外光谱有明显不同。
黄原酸锌的红外光谱中1000~1500cm一1范围内的峰,为黄原酸锌的特征吸收峰,2970、2860cm_分别为.CH圹CH:伸缩振动吸收峰。
第二章、硫化锌的生产工艺与方法2.1 硫化锌的质量指标表2.1 硫化锌企业标准沪Q/HG 22-744-672.2 硫化锌的主要生产方法硫化锌的制法可采用复分解法。
将硫酸锌溶液加入反应器中,在搅拌下缓慢加入硫化胺进行复分解反应,生成硫化锌和硫酸铵,经过滤除去硫酸铵,再经蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离,制得硫化锌成品,其反应式如下:ZnSO4 + (NH4)2S == ZnS + (NH4)2SO4ZnS的优异性能大都依赖于颗粒的大小和分布及形貌,因此,如何实现对其尺寸大小、粒径分布的控制以及形貌和表面的修饰是研究的关键。
迄今为止,大量文献报道了ZnS的合成,基本的反应路线和制备方法如下:2.2.1 室温一步固相反应利用锌盐(硫酸盐、硝酸盐、醋酸盐、氯化物)、氢氧化锌与Na2S·9H2O、硫代乙酰胺(TAA)室温玛瑙研钵中充分研磨,得到纳米ZnS。
该方法作为一种新的合成方法,无需溶剂,产率高,无污染,但得到的纳米颗粒分布不均匀,形貌不规整,难实现对颗粒大小、形貌的控制。
2.2.2 元素直接反应利用Zn单质与S单质在高温下气相/固相反应而制备ZnS,得到的ZnS粒径较大,且由于硫的低熔点性和易挥发性,使产物难以保持其化学计量比。
也可通过微波辐射或机械研磨而得到产物。
若以单晶硅或无定型玻璃为基质,利用分子束外延法可以得到ZnS薄膜。
在吡啶溶剂中混合过量的锌粉和硫粉,180℃溶剂热反应5-22h,得到了3-18nm的立方ZnS,该法可以在一定范围内控制粒径的大小。
2.2.3 气/液相沉淀反应直接将H2S气体通入到Zn2+溶液中进行沉淀反应,通过改变溶液的pH值、反应物浓度以及反应时间等可控制粒子的最终平均尺寸。
但反应需要毒性较大的H2S 气体。
2.2.4 液相交换反应如果在液相中辅助以不同的制备方法,可得到不同形貌、尺寸的ZnS。
2.2.4.1 均相、非均相沉淀直接将锌的可溶性盐与硫源(NaS、NaHS、(NH4)2S、Na2S2O3、TAA、SC(NH2)2等)在很稀的水溶液中混合沉淀,得到球形、分散性较好的微米级、亚微米级粉体,通过调节反应液的浓度和pH值,可控制粒径大小。
N型自聚集ZnS薄膜的特征和制备我们已经在不同的PH值的条件下用乙酸锌和硫脲的方法合成了N型ZnS薄膜。
通过X射线衍射测得的平均颗粒的大小在3-5nm之间。
通过红外光谱频带的多声子吸收的观测已证实硫化锌的生成,红外光谱也证实了硫化锌络合剂的存在。
使用自聚集的方法硫化锌薄膜也沉积在玻璃或者石英底衬上面,同事薄膜的折射率也得以确定。
通过Tauc的推导来计算光学带隙,利用改变PH值的方法来发现光学带隙,对这些薄膜电导率的测量和活化能的计算已经完成。
关键词:: n-ZnS,纳米晶体,自聚集,光学带隙1.简介近年来,由于科学研究对纳米材料的涉及及其应用,人们对纳米材料也长生很大的兴趣。
对于纳米尺寸的材料,量子表面效应产生重要影响,从而使物理量发生急剧的变化。
由于半导体材料受到量子表面效应的影响而具有的新奇的电学和光学特性,使其备受关注。
硫化锌是一种具有3.65eV带隙的II-VI族半导体,在光电器件中有非常广泛的应用,比如蓝光发光二极管,电致发光器件,光伏细胞等在显示器,传感器和激光器中广泛应用。
近几年,由于其纳米级颗粒性质的与众不同,纳米晶体硫化锌备受关注,所以研究人员尽力控制晶体大小和形态以及晶带的多晶来改变它们的物理性质,因此,在制备半导体纳米颗粒和薄膜的技术方面越来越热门。
湿化学合成法是一种简单且廉价的可以替代复杂的化学气相沉积技术和其他物理方法的制备方法。
那些常应用于制备纳米材料的一般的物理方法,通常都因为分辨率的限制而受到制约。
另一方面,湿化学合成法提供了一种简单的方法来制备大小适合分布均匀的纳米材料。
因此,作者决定通过改变沉积参数例如PH值等方案来制备N型硫化锌颗粒或薄膜。
2.实验过程在不同的PH值(=7,10,12)的条件下使用络合剂合成硫化锌纳米晶体。
将溶解在锌-醋酸的硫化锌水溶液,络合剂(柠檬酸三钠),硫脲混合在50ml的去离子水中,搅拌均匀之后升高温度。
最后,固相隔离,通过过滤和热水浴,获得残留物,制取样品。
硫化锌合成方法
1. 硫化锌合成方法
硫化锌是一种晶体,它是由氧气、氢气和碳五氧化二通过化学反应形成的。
由于具有优越的性能,硫化锌常用于电子,航空和航天等领域。
下面是硫化锌合成方法:
一、硫化锌的合成
1. 在实验室中,使用金属锌和硫酸脂进行反应,通过将两种质子碰撞产生硫化锌。
具体步骤如下:
(1)将指定数量的金属锌放入实验室容器中;
(2)加入适量的硫酸脂;
(3)将锌锅置于实验室电炉上,加热;
(4)加热时需控制温度,使反应温度均匀;
(5)反应时间应适当,待反应完毕后,可将硫化锌收集出来。
2. 除此之外,还可以使用氧化锌和氢硫脲进行反应,得到硫化锌,具体步骤如下:
(1)将指定数量的氧化锌放入实验室容器中;
(2)加入适量的氢硫脲;
(3)将锌锅置于实验室电炉上,加热;
(4)加热时需控制温度,使反应温度均匀;
(5)反应时间应适当,待反应完毕后,可将硫化锌收集出来。
二、硫化锌的应用
硫化锌具有优异的性能,常用于电子、航空和航天等领域。
由于
其耐高温、耐化学腐蚀和表面活性等优点,在航空、航天绝缘涂料、电子元件封装、电池外壳等方面得到广泛应用。
另外,也可用于电极、电位器、火花塞等机械零部件的制造。