由辛焙砂制备七水合硫酸锌 综述
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由锌培砂制备硫酸锌实验报告一、实验目的通过一系列化学反应,将锌培砂转化为硫酸锌,掌握相关的实验操作和化学原理,提高实验技能和对化学知识的应用能力。
二、实验原理锌培砂的主要成分是硫化锌(ZnS),还可能含有少量的铅、镉、铜等杂质。
首先,将锌培砂在空气中焙烧,使其转化为氧化锌(ZnO):2ZnS + 3O₂= 2ZnO + 2SO₂然后,用硫酸与氧化锌反应,生成硫酸锌:ZnO + H₂SO₄= ZnSO₄+ H₂O三、实验用品1、仪器:坩埚马弗炉玻璃棒烧杯(多个)漏斗滤纸容量瓶移液管电子天平酒精灯三脚架石棉网2、药品:锌培砂浓硫酸去离子水四、实验步骤1、锌培砂的焙烧称取一定量的锌培砂放入坩埚中。
将坩埚置于马弗炉中,在适当的温度下(约 800℃)进行焙烧,持续一段时间,直到锌培砂完全转化为氧化锌。
2、酸浸取出焙烧后的产物,冷却至室温。
将产物转移至烧杯中,慢慢加入适量的浓硫酸,同时用玻璃棒搅拌,使氧化锌充分反应。
3、过滤反应完成后,用滤纸和漏斗进行过滤,除去不溶性杂质。
4、蒸发浓缩将滤液转移至蒸发皿中,用酒精灯加热进行蒸发浓缩,直到溶液表面出现晶膜。
5、冷却结晶停止加热,让溶液自然冷却,使硫酸锌结晶析出。
6、过滤、干燥再次过滤,收集结晶产物,并用滤纸吸干水分。
将产物放入干燥箱中,在适当的温度下干燥,得到纯净的硫酸锌晶体。
五、实验数据记录与处理1、记录锌培砂的质量:_____g2、记录使用浓硫酸的体积:_____mL3、记录最终得到硫酸锌晶体的质量:_____g根据化学反应方程式和实验数据,计算锌培砂中锌的含量以及硫酸锌的产率。
六、注意事项1、焙烧过程中要控制好温度和时间,防止温度过高导致物料烧结或过低导致反应不完全。
2、加浓硫酸时要缓慢,并不断搅拌,防止浓硫酸飞溅伤人。
3、蒸发浓缩时要注意火候,避免溶液溅出或过度浓缩导致晶体质量下降。
七、实验结果与讨论1、实验结果成功制备出了硫酸锌晶体。
通过计算,锌培砂中锌的含量为_____%,硫酸锌的产率为_____%。
由锌矿砂制取七水硫酸锌
黎戊贤
【期刊名称】《山西化工》
【年(卷),期】1993(000)001
【摘要】1 概述硫酸锌是一种重要的化工原料,通常以合成法生产硫酸锌,需要以昂贵的锌锭或氧化锌的原料。
近年来,硫酸锌的需求增加,锌锭原材料价格上涨,研究开发替代原材料,特别是直接使用锌矿砂生产硫酸锌,有着重大的现实意义。
【总页数】1页(P59)
【作者】黎戊贤
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TQ125.14
【相关文献】
1.用氮肥厂的废氧化锌脱硫剂生产七水硫酸锌 [J], 秦亚平
2.利用锌湿法冶炼废水生产七水硫酸锌试验研究 [J], 张昱琛
3.用废氧化锌脱硫剂生产七水硫酸锌 [J], 秦亚平
4.用热镀废锌渣制取七水硫酸锌的试验研究 [J], 马风云;高兰
5.用镀管厂的废料锌灰生产七水硫酸锌的研究 [J], 孙会栋;谢巧玲;杨贵亭;孙振华因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
七水硫酸锌原料-概述说明以及解释1.引言1.1 概述硫酸锌是一种重要的无机化工原料,广泛应用于冶金、电子、磁性材料、橡胶、化学工业等领域。
七水硫酸锌是硫酸锌的一种结晶形态,具有较高的溶解度和稳定性。
本文主要介绍七水硫酸锌的原料、制备方法以及相关知识。
首先,我们将对硫酸锌的定义和用途进行详细阐述。
其次,我们将重点介绍七水硫酸锌的制备方法。
了解七水硫酸锌的制备方法对于提高生产效率、减少成本具有重要意义。
在本文的结论部分,我们将对文章的内容进行总结,归纳出七水硫酸锌制备方法的优势和不足之处。
同时,我们也将展望未来可能的研究方向和应用领域,希望能为相关领域的科研人员提供一定的参考和思路。
通过本文的撰写,我们旨在为读者提供对七水硫酸锌的深入认识,促进在该领域的研究和应用。
通过了解七水硫酸锌的原料和制备方法,可以更好地利用和开发这一重要的无机化工原料,为相关产业发展贡献一份力量。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以描述本文的组织结构和主要内容安排。
可以参考以下写法:本文分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分首先对七水硫酸锌原料进行了概述,简要介绍了其性质和用途,然后介绍了本文的结构和目的。
在概述中,我们会对七水硫酸锌的化学性质、物理性质和应用领域进行详细的介绍。
在文章结构中,我们将通过两个章节来介绍七水硫酸锌的制备方法。
最后,引言中明确了本文的目的,即系统性总结和展望七水硫酸锌的原料相关研究。
正文部分将包括两个章节。
第一个章节将详细介绍硫酸锌的定义和用途。
首先,我们将解释硫酸锌的化学结构和性质,然后分析它在不同领域的广泛应用,如冶金、电子、农业等。
这一章节将对读者深入理解硫酸锌的重要性和应用提供基础。
第二个章节将重点介绍七水硫酸锌的制备方法。
我们将详细介绍不同制备方法的原理、步骤和条件,并且对比分析它们的优缺点。
同时,我们还将介绍一些新颖的制备方法和技术,并讨论它们的应用前景和潜力。
结论部分将分为总结和展望两个小节。
2004年全国高中学生化学竞赛实验试题广东省化学学会命题组由工业锌焙砂提取七水合硫酸锌及产品分析1 实验原理和内容硫酸锌是合成白色颜料锌钡白的主要原料。
本实验以工业锌焙砂(含约65%的ZnO )为原料,经稀硫酸浸出,除去不溶性硅酸盐等杂质;用ZnO 调酸度,H 2O 2氧化除铁,锌粉置换除去Cu 2+,Co 2+,Ni 2+,Cd 2+等少量杂质后,溶液经蒸发浓缩,冷却结晶制得ZnSO 4・7H 2O 产品。
产品中锌的含量用ED TA 容量法滴定,杂质铁的含量用硫氰酸钾分光光度法测定。
本实验内容: (1)由工业锌焙砂提取制备七水合硫酸锌。
(2)测定产品中锌的含量。
(3)用分光光度法测定产品中杂质铁和铁标准试液中铁的含量。
(4)回答问题并完成实验报告。
2 有关物质的某些性质 (1)K sp [Fe (OH )2]=4.87×10-17K sp [Fe (OH )3]=2.6×10-39 K sp [Zn (OH )2]=6.86×10-17 (2)ZnSO 4・7H 2O 在20℃和100℃时水中的溶解度分别为96.5g 和663.6g ,微溶于乙醇和甘油。
(3)ZnSO 4溶液结晶析出ZnSO 4・7H 2O 是一个明显的放热过程。
(4)ZnSO 4・7H 2O 在空气中在34.2℃失去吸附水,接着开始失去结晶水,在113.8℃生成ZnSO 4・H 2O 。
(5)相对原子质量:H =1.01,O =16.0,S =32.07,Zn =65.39。
3 主要试剂和仪器3.1试剂工业锌焙砂(发),氧化锌(C.P.)(发),锌粉(C.P.)(发),20%KSCN 水溶液,1∶4H 2SO 4溶液,1.6mol ・dm -3H 2SO 4溶液,30%H 2O 2,甲基橙指示剂,二甲酚橙指示剂,20%六次甲基四胺溶液,20%KF 水溶液,1.6mol ・dm -3H 2SO 4溶液(滴瓶),0.01mol ・dm -3ED TA 标准溶液(浓度以当天公布为准),标准Fe 3+试液。
锌冶炼渣综合回收有价金属工艺综述与展望摘要:我国的锌冶炼企业每年均会产生数百万吨渣料,例如炼锌渣和铅烟灰,铅泥等。
该废料中铅、金、银、铟等金属含量较高,具有巨大的回收价值。
近年来有方法研究从锌冶炼渣料中回收铅、金、银、铟等金属。
本文通过对从锌冶炼渣料中回收贵金属工艺的综述,对未来的综合回收工艺进行展望。
关键词:锌冶炼;渣料;综合回收;冶炼工艺引言对国内主流的湿法锌冶炼锌浸出渣处理工艺技术进行简要阐述,并结合某锌冶炼公司具体应用实例对改造效果进行分析。
企业通过积极进行技术升级改造,冶炼渣料中的贵金属综合回收能力大幅提高,经济效益显著增加,市场竞争力得到进一步加强。
同时,企业的技术升级改造也在向更大的深度和广度上发展。
通过生产工艺技术改造实现综合回收,既是一种有效的创效方式,又是企业可持续发展的有效途径,已经得到企业的普遍认同。
文中将对锌冶炼渣料处理工艺技术在实际工程中的应用效果进行重点分析。
1锌冶炼渣料回收贵金属1.1锌冶炼渣料来源锌冶炼工艺分为火法工艺和湿法工艺,火法炼锌过程中,主要的渣料为冶炼炉的炉渣和收尘器中的烟尘,铅、金、银、铟等贵金属大部分分布在炉渣中。
湿法炼锌工艺中,主要的渣料为常规工艺中的浸出渣、硫酸锌溶液的净化渣、电解过程的阳极泥以及回转窑氧化锌浸出渣(铅泥)等;高温沸腾浸出工艺中产生的黄钾铁矾渣、针铁矿渣、赤铁矿渣等。
1.2火法渣料回收有价金属火法炼锌的炉渣,一般通过在浮选的方式回收有价金属,将炉渣通过筛分、球磨后,用水配成矿浆加浮选药剂采用精密浮选机进行浮选,回收渣料中的金、银、铜、锌等有价金属。
烟尘一般通过火法窑炉在处理或通过湿法工艺将贵金属及常规有价金属进行分离富集,再进一步提炼成成品。
1.3湿法渣料回收有价金属在常规湿法炼锌两段浸出过程中,产出的浸出渣一般通过回转窑焙烧后变为氧化锌焙砂,再通过三段浸出分离贵金属及锌。
一段中性浸出将大部分锌浸出至溶液中返回主系统;浸出渣采用低酸浸出,将金属铟浸出至溶液中通过中和置换进行富集,富集后的高铟渣再通过浸出、萃取、反萃、电解等工序产出成品铟锭;酸性浸出渣通过高温高酸浸出,将金、银等贵金属富集至高铅渣中,高铅渣再通过铅冶炼系统或火法窑炉进行处理,进一步分离回收金、银等贵金属。
七水硫酸锌的制备工艺综述作者:古丽博斯旦古丽孜巴来源:《大东方》2017年第01期摘要:七水硫酸锌(ZnSO4·7H2O)作为制造锌钡白和锌盐的主要原料,在电镀、电解工业等工业中有着非常重要的作用。
ZnSO4·7H2O的传统制备工艺主要以闪锌矿为原料,配置成饱和硫酸锌溶液的方式进行制备,但是由于原料中存在大量的粉尘而不符合绿色化学的要求。
因此,如何优化ZnSO4·7H2O制备工艺以保证环境的绿色化以及产品高纯度化成为一大热点。
本文在综述ZnSO4·7H2O的性质及其常见制备方法的基础上,综合几种新型制备工艺,比较剖析了制备方法的优缺点,并对制备的产物的原成分和产物纯度分析等进行简要概述。
关键词:制备;七水硫酸锌(ZnSO4·7H2O);传统工艺;新型工艺一、引言ZnSO4·7H2O作为一种常见的稳定性化学物质,在人造纤维、涂料、电解、电镀、农药、化学试剂、医药等工业中具有广泛的用途,随着国民经济的发展,需要量逐年增长。
制备得到硫酸锌溶液,蒸发浓缩,冷却结晶,简单地抽滤后即可得到ZnSO4·7H2O。
制备得到的ZnSO4·7H2O常存在粒径不均一,色泽不光亮等现象,晶体形貌还有待改善,在精细化工上纯度上并未达到要求。
长期以来,利用传统工艺制备ZnSO4·7H2O的方案不断地得到优化。
新型制备工艺主要从原料、反应条件,以及结晶方式等方面进行优化。
二、ZnSO4·7H2O的性质1. ZnSO4·7H2O的性质ZnSO4·7H2O是一种常见的化学药品,它的俗称有锌矾、皓矾。
分子量为287.56。
常温下易溶于水,微溶于乙醇。
置于干燥空气中逐步风化,39℃时失去一个结晶水,280℃时脱水为无水物,加热至717℃时则分解为ZnO和SO3。
室温下为无色晶体,呈小针状或粒状晶体粉末,无臭涩的金属味道。
实验七锌焙砂制备七水合硫酸锌、超细氧化锌以及含量的测定和应用指导教师:翁永根教师院系专业:化学化工学院应用化学姓名学号:侯明昌 202169503111姜威 202169503112李传慧 202169503113组号:五组目录锌焙砂制备七水合硫酸锌、超细氧化锌以及含量的测定和应用综述 (3)前言 (3)第一章简介 (3)1.1 七水硫酸锌 (3)第二章应用 (4)2.1 七水合硫酸锌 (4)2.2 氧化锌 (4)第三章七水合硫酸锌、超细氧化锌的制备 (6)3.1 七水合硫酸锌的制备 (6)3.1.1 传统方法 (6)3.1.2 全湿化学法 (6)3.2 超细氧化锌的制备 (6)3.2.1 物理法 (6)3.2.2 化学法 (6)本实验的方法和原理 (7)第四章七水合硫酸锌及超细氧化锌的含量测定方法 (8)第五章研究情况及进展 (8)参考文献 (9)锌焙砂制备七水合硫酸锌、超细氧化锌以及含量的测定和应用综述前言:以锌焙砂为原料,经氨浸,沉锌,枯燥,煅烧等工序制取了活性氧化锌采用正交设计确定制备过程的最正确技术条件,本文主要介绍氧化锌的制备及产品分析,分别从它的制作步骤和产品的定性分析和含量测定等方面描绘。
第一章简介七水硫酸锌七水硫酸锌是一种化学物质,它的俗称有锌矾、皓矾。
分子式是ZnSO47H2O 分子量为287.56.物理性质:易溶于水,微溶于乙醇。
枯燥空气中逐步风化,39。
C时失去一个结晶水。
在280.C时,那么脱水为无水物,加热至717.C时那么分解为ZnO和SO3.。
无色晶体,小针状或粒状晶体粉末,无臭涩的金属味道在空气中会风化。
氧化锌氧化锌为白色粉末或六角晶系结晶体。
无嗅无味,无砂性。
受热变为黄色,冷却后重又变为白色加热至1800℃时升华。
遮盖力是二氧化钛和硫化锌的一半。
着色力是碱式碳酸铅的2倍[1]。
溶于酸、浓氢氧化碱、氨水和铵盐溶液,不溶于水、乙醇。
氧化锌是一种著名的白色的颜料,俗名叫锌白。
由锌焙砂制备七水合硫酸锌、超细氧化锌以及含量的测定和应用应121-2 201269503208 赵继豪摘要:七水硫酸锌是一种重要的无机锌盐,以其良好的水溶性广泛用于选矿、电镀、化工、化纤、饲料生产等方面。
常由锌精矿焙烧后的锌焙砂或者其他含锌原料,经过酸浸、氧化、置换和再次氧化等化学反应,除去杂质后制得。
以锌焙砂为原料,经氨浸,除杂,沉锌,干燥,煅烧等工序制取了活性氧化锌.采用正交设计确定制备过程的最佳技术条件,使锌的浸出率达95%以上,总回收率达90%.产品中活性氧化锌的含量为99.4%,比表面积为75m2/g,产品质量达到HG /7 2572-94一等品标准.该工艺具有操作简单、稳定、可靠、适应性强以及锌的转化回收率高、“三废”少、环境污染小、成本低、产品质量好等特点。
基本性质:七水硫酸锌:ZnSO4·7H2O 分子量: 287.56白色或微带黄色结晶或粉末。
易溶于水。
微溶于醇和甘油,不溶于液氨、酮。
在干燥空气中逐渐风化,失去水而成白色粉末。
280 ℃时失去全部结晶水而成无物,500 ℃以上分解。
相对密度1.975。
熔点100 ℃。
氧化锌:ZnO 分子量:81.39白色或者浅黄色微细粉末,难溶于水和乙醇,易溶于稀酸,氢氧化钠和氯化铵溶液,在空气中缓慢吸收二氧化碳以及水形成酸式碳酸锌。
密度:5.606g·cm-3。
熔点:1975℃。
应用:七水合硫酸锌:1 、在医药生产中用作的催吐剂、营养增补剂、置换剂等。
2 、在农业上大量用于饲料、复合肥料作为锌的补充剂及防止果树病虫害的杀虫剂;3 、在工业生产中用于制造立德粉(锌钡白)、锌盐、人造纤维及维纶纤维的原料;印染行业的媒染剂;木材、皮革的保存剂;循环冷却的水处理剂;骨胶澄清、保存剂;有色金属选矿药剂。
氧化锌:1、主要用于橡胶或电缆工业作补强剂和活性剂,也作白色胶的着色剂和填充剂,在氯丁橡胶中用作硫化剂等2、在化肥工业中对原料气作精脱硫用3、主要用作白色颜料,橡胶硫化活性剂、有机合成催化剂、脱硫剂,用于静电复印、制药等4、用于合成氨、石油、天然气化工原料气的脱硫5、用作分析试剂、基准试剂、荧光剂和光敏材料的基质一、用硫酸铁一硫酸作浸取剂从闪锌矿制备七水合硫酸锌目前,国内外湿法炼锌中对闪锌矿的冶炼一直采用焙烧后浸取的方法,此方法缺点有三:①在高温焙烧过程中,一部分锌能生成溶解度很小的铁酸锌,降低锌的回收率。
实验七锌焙砂制备七水合硫酸锌、超细氧化锌以及含量的测定和应用指导老师:翁永根老师院系专业:化学化工学院应用化学姓名学号:侯明昌 201369503111姜威 201369503112李传慧 201369503113组号:五组2目录锌焙砂制备七水合硫酸锌、超细氧化锌以及含量的测定和应用综述 (3)前言 (3)第一章 简介 (3)1.1 七水硫酸锌 (3)第二章 应用 (4)2.1 七水合硫酸锌 (4)2.2 氧化锌 (4)第三章 七水合硫酸锌、超细氧化锌的制备 (6)3.1 七水合硫酸锌的制备 (6)3.1.1 传统方法 (6)3.1.2 全湿化学法 (6)3.2 超细氧化锌的制备 (6)3.2.1 物理法 (6)3.2.2 化学法 (7)3.2.3本实验的方法和原理 (8)第四章 七水合硫酸锌及超细氧化锌的含量测定方法 (8)第五章 研究情况及进展 (8)参考文献 (9)3锌焙砂制备七水合硫酸锌、超细氧化锌以及含量的测定和应用综述前言:以锌焙砂为原料,经氨浸,沉锌,干燥,煅烧等工序制取了活性氧化锌采用正交设计确定制备过程的最佳技术条件,本文主要介绍氧化锌的制备及产品分析,分别从它的制作步骤和产品的定性分析和含量测定等方面描述。
第一章 简介1.1 七水硫酸锌七水硫酸锌是一种化学物质,它的俗称有锌矾、皓矾。
分子式是ZnSO47H2O 分子量为287.56.物理性质:易溶于水,微溶于乙醇。
干燥空气中逐步风化,39。
C 时失去一个结晶水。
在280.C 时,则脱水为无水物,加热至717.C 时则分解为ZnO 和SO3.。
无色晶体,小针状或粒状晶体粉末,无臭涩的金属味道在空气中会风化。
1.2 氧化锌氧化锌为白色粉末或六角晶系结晶体。
无嗅无味,无砂性。
受热变为黄色,冷却后重又变为白色加热至1800℃时升华。
遮盖力是二氧化钛和硫化锌的一半。
着色力是碱式碳酸铅的2倍[1]。
溶于酸、浓氢氧化碱、氨水和铵盐溶液,不溶于水、乙醇。
由辛焙砂制备七水合硫酸锌、超细氧化锌以及含量的测定和应用综述摘要:以锌焙砂为原料,经氨浸,除杂,沉锌,干燥,煅烧等工序制取了活性氧化锌.采用正交设计确定制备过程的最佳技术条件,本文主要介绍氧化性的制备及产品分析,分别从他的制备步骤和产品的定性分析和含量测定等方面描述。
1简介1.1七水硫酸锌七水硫酸锌是一种化学物品,它的俗称有锌矾、皓矾。
分子式是 ZnSO4·7H2O 分子量为287.56。
物理性质:易溶于水,微溶于乙醇。
干燥空气中逐步风化,39℃时失去一个结晶水。
在280℃时,则脱水为无水物,加热至717℃时则分解为ZnO和SO3。
无色晶体,小针状或粒状晶体粉末,无臭涩的金属味道在空气中会风化。
1.2氧化锌氧化锌为白色或者浅黄色微细粉末,难溶于水和醇,易溶于烯酸,氢氧化钠和氯化铵溶液,在空气中缓慢吸收二氧化碳以及水形成碳酸锌。
氧化锌是一种半导体催化剂的电子结构,在光照射下,当一个具有一定能量的光子或者具有超过这个半导体带隙能量Eg的光子射入半导体时,一个电子从价带NB激发到导带CB,而留下了一个空穴。
激发态的导带电子和价带空穴能够重新结合消除输入的能量和热,电子在材料的表面态被捕捉,价态电子跃迁到导带,价带的空穴把周围环境中的羟基电子抢夺过来使羟基变成自由基,作为强氧化剂而完成对有机物(或含氯)的降解,将病菌和病毒杀死。
纳米氧化锌(ZnO)粒径介于1-100 nm之间。
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。
与普通ZnO比较,表现出许多特殊性能如抗菌、防霉、除臭、护肤美容、光催化、光致发光、导电、增强、屏蔽光线、吸波、节能等。
可用作抗菌剂、紫外线屏蔽剂、光催化剂、传感器、增强剂、导电材料、压电材料、信息存储材料、隐身材料、节能材料等。
根据结晶形态,纳米ZnO分为锐态型和金红石型。
两种晶态纳米ZnO的价带位置相同而导带位置不同,金红石型ZnO粒子具有较小的带隙,故光催化活性较锐态型的ZnO低。
此外,锐态型ZnO粒子的表面轻基含量较高,经基化程度越高,纳米粒子作为电子捕获剂的表面吸附氧含量越高,杀菌或催化效率越高。
因此,锐态型的纳米ZnO具有质量轻,颜色浅,性能好,可塑性较强等优良的综合性能。
纳米ZnO有很强的自组织生长能力,在稳定的制备条件下,其分子间相互作用相当明显,分子能严格按晶格排列外延生长,形成配比完整、成分单一的结构。
2应用2.1七水合硫酸锌可用作印染媒染剂,木材和皮革的保存剂,医药催吐剂。
还可用于防止果树苗圃的病害和制造电缆。
也是生产粘胶剂纤维和维尼纶纤维的重要辅助原料。
另外,在电镀和电解工业中也有应用. 七水硫酸锌广泛应用于人造丝制造食品补充动物饲料媒染剂,木材防腐剂,分析试药。
ZnSO4·7H2O 无色晶体,俗称皓矾。
它能够使有机体组织收缩,减少腺体的分泌。
2.2 氧化锌可制造气体传感器、荧光体、变阻器、紫外线遮蔽材料、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等。
近年来发现它在催化、光学、磁学、力学等方面展现出许多特殊功能,使其在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等许多领域有重要的应用价值,具有普通氧化锌所无法比较的特殊性和用途。
纳米氧化锌在纺织领域可用于紫外光遮蔽材料、抗菌剂、荧光材料、光催化材料等。
我国制定纳米氧化锌标准[1]遵循的基本思路是既体现出表征纳米颗粒特性的参数,同时又能适应各种生产方法,结合纳米氧化锌的主要应用领域要求,如橡胶行业、化妆品行业、化纤行业、电子行业等。
产品划分了三个类别:1类:主要用于医药、化妆品、电了材料;2类:主要用于橡胶、塑料、涂料、陶瓷、化纤、催化剂;3类:主要用于橡胶。
类别之间有相互交叉的主要原因是某些行业的应用存在不同的层次,这种划分为纳米氧化锌的进一步研究开发提供了较大的空间。
3 七水合硫酸锌、超细氧化锌的制备3.1七水合硫酸锌的制备3.1.1 传统方法以闪锌矿为原料生产硫酸锌,通常是经过焙烧、浸取、除杂、蒸发浓缩、冷却结晶得到产品。
这种方法的缺点在于:闪锌矿在焙烧过程中产生大量的烟尘和二氧化硫气体,致使劳动条件恶化,并造成环境污染;有的厂家用碱液回收二氧化硫,这又需要增加庞大的净化除尘设备。
使生产成本增加;另外,闪锌矿在高温煅烧过程中,一部分锌能生成溶解度很小的铁酸锌,致使原料利用率降低。
3.1.2 全湿化学法以闪锌矿为原料,用硫酸和硫酸铁溶液作浸取剂,经直接—全湿化学法制备七水合硫酸锌。
在该方法中,用铁屑作还原剂除去溶液中过量的酸和没反应的三价铁的阳离子,大部分绿矾从溶液中结晶析出之后,以空气的氧作为氧化剂,以聚丙烯酰胺作为絮凝剂,用针铁矿法除去剩余的三价铁,用CS2回收残渣中的硫。
和传统方法相比,此方法不但具有生产成本低,产品质量稳定等特点,而且不会因为焙烧闪锌矿产生二氧化硫而造成环境污染。
3.2超细氧化锌的制备3.2.1物理法物理法包括机械粉碎法和深度塑性变形法。
、物理法制备纳米氧化锌存在着耗能大 ,产品粒度不均匀,甚至达不到纳米级,产品纯度不高等缺点,工业上不常采用,发展前景也不大。
3.2.2化学法化学法具有成本低 ,设备简单 ,易放大进行工业化生产等特点。
主要分溶胶-凝胶法、醇盐水解法、直接沉淀法、均匀沉淀法、水热法等。
(1)溶胶-凝胶溶胶-凝胶法制备纳米粉体[2] 的工作开始20世纪60年代,它是以金属醇盐Zn(OR)2为原料 ,在有机介质中对其进行水解、缩聚反应 ,使溶液经溶胶化得到凝胶 ,凝胶再经干燥、煅烧成粉体的方法。
此法生产的产品粒度小、纯度高、反应温度低(可以比传统方法低 400—500℃),过程易控制;颗粒分布均匀、团聚少、介电性能较好。
但成本昂贵 ,排放物对环境有污染 ,有待改善。
(2)醇盐水解法醇盐水解法是利用金属醇盐在水中快速水解,形成氢氧化物沉淀 ,沉淀再经水洗、干燥、煅烧而得到纳米粉体的方法。
该法突出的优点是反应条件温和,操作简单。
缺点是反应中易形成不均匀成核 ,且原料成本高。
例如以Zn(OC2H5)2为原料,发生以下反应:Zn(OC2H5)2+2H2O →Zn(OH)2+2C2H5OH Zn(OH)2→ZnO + H2O(3)直接沉淀法直接沉淀法是制备纳米氧化锌广泛采用的一种方法。
其原理是在包含一种或多种离子的可溶性盐溶液中加人沉淀剂,在一定条件下生成沉淀并使其沉淀从溶液中析出,再将阴离子除去 ,沉淀经热分解最终制得纳米氧化锌。
其中选用不同的沉淀剂,可得到不同的沉淀产物。
就资料报道看 ,常见的沉淀剂为氨水、碳酸氢铵、尿素等。
直接沉淀操作简单易行,对设备技术要求不高,产物纯度高,不易引人其它杂质,成本较低但是,此方法的缺点是洗涤沉淀中的阴离子较困难,且生成的产品粒子粒径分布较宽。
因此工业上不常用。
(4)均匀沉淀法均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的构晶微粒从溶液中缓慢地、均匀地释放出来。
所加入的沉淀剂并不直接与被沉淀组分发生反应,而是通过化学反应使其在整个溶液中均匀缓慢地析出。
常用的均匀沉淀剂有尿素(CO(NH2)2)和六亚甲基四胺(C6H12N3)。
所得粉末粒径一般为8—60nm。
由此可看出,均匀沉淀法得到的微粒粒径分布较窄,分散性好,工业化景佳,是制备纳米氧化锌的理想方法。
(5)水热法水热法最初是用来研究地球矿物成因的一种手段,它是通过高压釜中适合水热条件下的化学反应实现从原子、分子的微粒构筑和晶体生长。
该法是将双水醋酸锌溶解在二乙烯乙二醇中,加并不断搅拌以此得到氧化锌,再经过在室温下冷却,用离心机将水分离最终得到氧化锌粉末。
此法制备的粉体晶粒发育完整,粒径小且分布均匀,团聚小,在烧结过程中活性高。
但缺点是设备要求耐高压,能量消耗也很大,因此不利于工业化生产。
3.2.3 本实验的方法原理本实验以锌焙砂和硫酸为主要原料,制备七水合硫酸锌,以碳酸氢铵为沉淀剂,采用碱式碳酸锌分解法制备活性氧化锌。
4 七水合硫酸锌及超细氧化锌的含量测定方法测定硫酸锌或者氧化锌含量采用配位滴定法,用NH3-NH4Cl缓冲溶液控制溶液pH=10,以铬黑T为指示剂,用EDTA标准溶液进行滴定。
硫酸锌含量的测定通常有两种方法:一是采用重量法测定SO42-的含量;二是采用容量法测定Zn2+的含量。
由辛焙砂制备硫酸锌时,因为有钙、镁离子的干扰,在PH=10的钱性缓冲溶液下,以铬黑T作指示剂,用0.1MEDAT标准溶液滴定,发现变色终点不明显,在乙酸-乙酸钠(Ph5.56)缓冲溶液下,钙、镁离子不与EDAT络合从而消除了它们的干扰,采用二甲酚橙指示剂,用0.1MEDAT标准溶液滴定制备的硫酸锌溶液从紫红色变为亮黄色有敏锐的变色终点。
5 研究情况及进展目前,国内外就纳米氧化锌的研究报道很多[3-9].日本、美国、德国、韩国等都做了很多工作.德国拜耳公司(BayerCo.,Ltd.)首先向市场提供纳米氧化锌产品,之后又出现比利时的产品,而目前的主要供货厂家却来自日本和美国,其中日本处于领先地位.国内纳米氧化锌的研究起步较晚.但近年来由于工业和技术的进步,以及国内专家的高度重视,“863”计划和“攀登”计划等的列入,促使纳米氧化锌的较快发展.,随着高科技的迅速发展和对合成新材料的迫切需要,纳米氧化锌的开发研究必将日益受到人们的高度重视.虽然,目前对纳米氧化锌的研究已取得不少成果,新的制备工艺不断提出并得到应用,但仍存在一些关键技术问题需进一步研究解决. (1)对合成纳米氧化锌的过程机理缺乏深入的研究,对控制微粒的形状、分布、粒度、性能及团聚体的控制与分散等技术的研究还很不够.(2)工艺的稳定性、质量可重复性的控制及纳米粉体的保存、运输技术问题.(3)现有的制备技术还不成熟,对工艺条件的研究还不够,已取得的成果大都停留在实验室和小规模生产阶段,对生产规模扩大时将涉及的问题,目前研究的很少.(4)对纳米氧化锌的合成装置缺乏工程研究,能够进行工业化生产的设备有待进一步研究和改进.(5)深入对纳米氧化锌材料的性能测试和表征手段急需改进。
存在的问题:纳米氧化锌是一种应用广泛的纳米材料,从纳米氧化锌粉体、晶须到薄膜的应用研究,广大科研人员倾注了极大的热情,取得了一些进展,然而,需要做的工作依然很多。
纳米氧化锌的应用研究同其他纳米材料一样还处于初级阶段,如何寻找纳米氧化锌与传统领域融合的切入点和突破口,是推动纳米氧化锌应用研究的关键。
纳米氧化锌作为一种良好的光催化,可用于抗菌消毒、屏蔽紫外线等,但目前的研究中还存在一些问题:反应机理的研究缺乏中间体的鉴定;用于公共设蓝的杀菌技术f新型的半导体复合催化剂的开发;多元复杂组分有机物体系的考察,目前的报道大多为单一组分考察;大型工业化的光催化氧化反应器的设计}光催化剂的寿命、中毒、再生与回收。