纳米氧化锌的应用与影响
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纳米氧化锌的制备及其应用学院:电子信息学院专业:电子科学与技术班级: 101 班学号: 1007010043学生姓名:杨晓玲2014年1月3日纳米氧化锌的制备及其应用电子信息学院杨晓玲 1007010043摘要纳米氧化锌作为一种功能材料,有着许多有益的性能和广泛的应用。
通过对纳米氧化锌的主要制备技术过程和工艺特点,介绍了纳米氧化锌在各个领域的应用。
关键词:纳米氧化锌,制备,应用Abstract Nanometer zinc oxide as a kind of functional material, has many good properties and wide application. Through the process of main preparation technology of nanometer zinc oxide and the technological characteristics, the author introduces the application of nanometer zinc oxide in various fields.Key words: nano zinc oxide, preparation, application一、前言近年来纳米材料因其独特的物理化学作用而被广为重视并逐步应用于各个领域,纳米氧化锌粒子作为联系宏观物体及微观粒子的桥梁其潜在的重要性毋庸置疑一些发达国家都投入大量资金开展预研究工作国内的许多科研院所、高等院校也组织科研力量开展纳米材料的研究工作。
纳米氧化锌是一种面向21 世纪的新型高功能精细无机产品其粒径介于1~100nm,由于具有纳米材料的结构特点和性质使得纳米氧化锌产生了表面效应及体积效应等从而使其在磁、光、电、敏感性等方面具有一般氧化锌产品无法比拟的特殊性能和新用途。
二、纳米氧化锌的结构分析采用沉淀法制备了纳米氧化锌粉体,利用 Rietveld方法[1]对所得样品的结构进行了精修,结果显示所得纳米氧化锌为六方结构,空间群为P63mc,其晶胞参数口=3.2533A,c=5.2129A,与氧化锌体相材料相比其晶胞参数明显增大。
氧化锌的用途氧化锌是橡胶和轮胎工业必不可少的添加剂,也用作天然橡胶、合成橡胶及胶乳的硫化活性剂和补强剂以及着色剂。
纳米氧化锌用于橡胶中可以充分发挥硫化促进作用,提高橡胶的性能,其用量仅为普通氧化锌的30%~50%。
在化学工业中,氧化锌被广泛用作催化剂、脱硫剂,如合成甲醇时作催化剂,合成氨时作脱硫剂;纳米氧化锌的表面高活性可以提高催化剂的选择性能和催化效率,具有广泛的潜在应用市场。
在涂料工业中,氧化锌除了具有着色力和遮盖力外,又是涂料中的防腐剂和发光剂;此外,纳米氧化锌优异的紫外线屏蔽能力使其在涂料的抗老化等方面具有较为突出的特性。
在医药卫生和食品工业中,氧化锌具有拔毒、止血、生肌收敛的功能,也用于橡皮膏原料,而且对于促进儿童智力发育具有帮助;纳米氧化锌用于食品卫生行业的需求在逐步扩大,但是产品要求也比较严格,尤其是有害的重金属元素含量。
在玻璃工业中,氧化锌用在特种玻璃制品中;在陶瓷工业中,氧化锌用作助熔剂;在印染工业中,氧化锌用作防染剂;纳米氧化锌由于颗粒细、活性高,可以降低玻璃和陶瓷的烧结温度,此外利用纳米氧化锌制备的陶瓷釉面更加光洁,而且具有抗菌、防酶、除臭等功效。
在电子工业中,氧化锌既是压敏电阻的主原料,也是磁性、光学等材料的主要添加剂。
采用纳米氧化锌制备压敏电阻,不仅具有较低的烧结温度,而且压敏电阻性能得到提高,如通流能力、非线性系数等。
纳米氧化锌在光学器件中的应用将随着纳米氧化锌光学性能的深入研究会取得比较大的突破。
3、纳米氧化锌概况:纳米氧化锌是一种面向21世纪的新型高功能高附加值的精细无机化工产品。
其粒径介于1100纳米之间,又称为超微细氧化锌。
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。
纳米材料在抗菌和杀虫中的应用技巧近年来,随着纳米技术的发展,纳米材料在抗菌和杀虫领域的应用日益受到关注。
纳米材料具有高比表面积、独特的物理和化学性质,以及良好的生物相容性,使其具备了在抗菌和杀虫中的广泛应用潜力。
本文将介绍纳米材料在抗菌和杀虫领域的应用技巧,包括纳米银、纳米氧化锌和纳米二氧化钛等纳米材料的应用。
纳米银是目前应用较为广泛的一种纳米材料,因其具有优异的抗菌性能而备受关注。
纳米银能够通过释放银离子和直接接触杀灭细菌和病毒,有效地抑制其生长和繁殖。
在应用方面,纳米银可以制备成纳米银溶液、纳米银粉末、纳米银纤维等形式,用于抗菌涂料、医疗器械、纺织品等领域。
在制备纳米银抗菌涂料时,可以通过溶液离心、电化学方法和气相沉积等技术实现纳米银的均匀分布和固定。
此外,纳米银的粒径和形态的调控也对其性能有着重要影响,因此需要通过合适的制备方法进行优化。
纳米氧化锌是另一种常用的纳米材料,具有良好的抗菌和杀虫性能。
纳米氧化锌可以通过光催化和离子释放两种机制发挥其杀菌作用。
在光催化方面,纳米氧化锌能够通过吸收紫外线或可见光产生活性氧自由基,对细菌和病毒进行氧化降解。
在离子释放方面,纳米氧化锌可以释放出氧化锌离子,与细菌细胞中的蛋白质和酶结合,破坏其生物膜和细胞代谢。
为了提高纳米氧化锌的稳定性和抗菌效果,可以将其修饰成核壳结构或与其他纳米材料复合。
此外,纳米氧化锌的形貌和尺寸也会对其抗菌性能产生影响,因此需要选择合适的合成方法和条件。
纳米二氧化钛是一种常用的光催化剂,具有优异的抗菌和杀虫性能。
纳米二氧化钛可以通过吸收紫外线或可见光产生活性氧自由基,对细菌和病毒进行氧化降解。
此外,纳米二氧化钛也可以通过直接接触杀灭细菌和病毒,破坏其生物膜和细胞结构。
在应用方面,纳米二氧化钛可以制备成纳米二氧化钛固体或纳米二氧化钛溶液,在抗菌涂层、医疗设备和饮用水处理等领域应用广泛。
为了提高纳米二氧化钛的抗菌效果,可以选择合适的晶相结构、控制纳米材料的形貌和尺寸,并与其他纳米材料进行复合。
纳米氧化锌光催化降解性能影响因素研究进展摘要:纳米氧化锌因为纳米材料本身独特的效应,使其有着独特的物理和化学性能,在日益重视环境的现在来说,纳米氧化锌的光催化降解性能越来越使人重视,本文对纳米氧化锌光催化降解性能的研究进行综述。
关键词:纳米氧化锌光催化性能影响1引言近年来随着社会科技的不断发展,社会污染也越来越严重,一些污染物自然降解较慢,随着人们的深入研究发现作为半导体的氧化锌因其独特的物理和化学性能,可使污染物在光催化下分解,自半导体的光催化效应发现以来,一直引起人们的重视,原因在于这种效应在环保、水质处理、有机物降解、失效农药降解等方面有重要的应用。
作为一种重要的光催化剂,纳米氧化锌有着比块体氧化锌更强的光催化能力。
一方面,这是因为量子尺寸效应会使半导体能隙变宽,导带电位变得更负,而价带电位变得更正,从而使纳米氧化锌获得了更强的氧化还原能力;另一方面,纳米氧化锌有比块体氧化锌大得多的比表面积,高比表面积使得纳米材料具有强大的吸附污染物的能力,这对提高催化反应的速度是十分有利的。
[1]2纳米氧化锌的光催化性能影响因素2.1形貌对光催化性能的的影响纳米氧化锌的制备技术决定了纳米氧化锌的微观形貌,进一步决定了其不同的光催化性能,纳米氧化锌的主要形貌有花状、棒状、片状、颗粒状等其他特殊结构。
周小岩等[2制备出三种不同形貌的纳米ZnO粉体,分别为纺锤状,棒状和片状。
纺锤状和棒状显露的(001)晶面相对非极性面其面积很小。
片状ZnO显露的(001)晶面相对非极性面其面积较大。
因此3种相貌的ZnO样品显露(001)晶面的大小顺序依次是:片状>棒状>纺锤状,其光催化活性大小也是片状>棒状>纺锤状。
经比较得出片状ZnO呈现出较高的光催化活性的结论。
其原因是ZnO晶体显露极性面的面积相对非极性面越大,其光催化活性越高。
特殊形貌的纳米氧化锌也同样受到重视,余花娃等[3],以乙酸锌和氢氧化钾为原料合成纳米ZnO,该产物呈现形貌均一的海胆状结构。
2024年纳米氧化锌市场调研报告1. 引言纳米氧化锌是一种非常重要的纳米材料,具有广泛的应用前景。
本报告旨在对纳米氧化锌市场进行全面调研和分析,以了解其市场规模、市场趋势以及主要应用领域。
2. 市场规模目前,纳米氧化锌市场正快速发展。
据统计数据显示,从2019年至2025年,纳米氧化锌市场预计将以每年10%的复合增长率增长。
这一增长主要受到纳米技术的不断进步以及氧化锌材料的广泛应用的推动。
3. 市场趋势3.1 技术进步随着科学技术的不断进步,纳米氧化锌的制备工艺也在不断改进。
利用新的生产方法,可以生产出高纯度、均匀分散的纳米氧化锌颗粒。
这些技术的发展为纳米氧化锌的市场应用提供了更好的前景。
3.2 应用扩展目前,纳米氧化锌的主要应用领域包括:化妆品、医疗、涂料和涂层、电子和光学材料等。
随着人们对高性能材料的需求不断增加,纳米氧化锌的应用领域也在不断扩展。
预计未来几年,纳米氧化锌在新能源、高效能源存储和环境保护等领域将得到更广泛的应用。
4. 主要应用领域4.1 化妆品由于纳米氧化锌具有良好的吸油性和防晒性能,因此广泛用于化妆品中。
纳米氧化锌可以有效吸收皮肤的油脂和污垢,帮助保持肌肤清爽。
此外,由于其抗紫外线的特性,纳米氧化锌也被用于防晒霜和隔离霜中。
4.2 医疗纳米氧化锌具有抗菌、消炎和吸附等特性,因此在医疗领域得到广泛应用。
纳米氧化锌可以用于医用敷料、抗菌纱布和抗菌涂层等产品中,帮助预防感染和促进伤口愈合。
4.3 涂料和涂层纳米氧化锌在涂料和涂层行业中具有重要地位。
其具有优异的防腐、防紫外线和耐磨损性能,广泛应用于建筑、汽车和船舶等领域的涂装工艺中。
4.4 电子和光学材料由于纳米氧化锌具有优异的光学和电学特性,因此在电子和光学材料领域有广泛的应用。
纳米氧化锌可以用于制备纳米光电器件、柔性显示器和太阳能电池等新型材料。
5. 结论本报告对纳米氧化锌市场进行了全面的调研和分析。
通过市场规模和市场趋势的分析,我们可以看出纳米氧化锌市场具有良好的发展前景。
纳米颗粒在食品添加剂中的应用案例随着科技的不断进步和人们对食品安全的关注度增加,纳米技术在食品行业中的应用越来越受到关注。
纳米颗粒作为一种独特的材料,具有较大的比表面积和改变物质性质的特点,因此在食品添加剂中的应用也有着广阔的发展前景。
本文将介绍几个纳米颗粒在食品添加剂中的应用案例,包括纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纳米银的应用。
纳米二氧化硅是一种常见的纳米材料,具有较大的比表面积和较高的吸附能力。
因此,它可以被广泛应用于各种食品添加剂中。
例如,在饮料中,纳米二氧化硅可以作为稳定剂和乳化剂,帮助调整饮料的质地和口感。
在调味品中,纳米二氧化硅可以增加颜色的稳定性和保鲜效果。
此外,纳米二氧化硅还可以用于食品包装材料中,起到改善气体、湿气和光线阻隔性能的作用。
纳米氧化锌是一种广泛应用于食品行业的纳米材料。
它具有抗菌、抗氧化和增白的特性,因此可以在食品添加剂中起到多种作用。
例如,在乳制品中,纳米氧化锌可以作为防止细菌生长的抗菌剂,延长乳制品的保质期。
在面点制品中,纳米氧化锌可以使面团更加松软,增加面点的可口性。
此外,由于纳米氧化锌具有良好的光学性能,它还可以应用于食品包装材料中,起到抗紫外线、防止光线照射和延长食品保质期的作用。
纳米银是一种被广泛研究和应用的纳米材料,具有强大的抗菌能力。
因此,在食品行业的应用也备受关注。
在食品加工中,纳米银可以作为一种抗菌剂,防止食品中细菌、病毒和真菌的生长,保证食品的安全性。
此外,纳米银还可以被应用于食品包装材料中,起到抑制细菌生长、延长食品保质期的作用。
纳米银可以与防腐剂和抗氧化剂相结合使用,提高食品的质量和安全性。
纳米颗粒在食品添加剂中的应用不仅仅局限于上述几种案例,还有许多其他潜在的应用领域。
例如,纳米硅酸钙可以用于增加食品的钙含量,纳米纤维素可以用于增加食品的纤维含量,纳米金可以用于改善食品的口感和颜色。
此外,纳米颗粒还可以用于控制食品的释放速率,提高食品的稳定性和储存特性。
当代化工研究Modem Chemical Research168科研开发2019•10纳米氧化锌的制备及应用*肖迪(奎屯市第一高级中学新疆833200)摘要:纳米氧化锌的制备根据反应物相态不同大致可分为固相法、液相法和气相法.本文以此为基础,综述了制备方法并指出了方法对应餉优缺点,最后对纳米氧化锌在抗菌、光催化、橡胶和陶瓷领域的应用作了简要介绍,并对未来的发展做了展望.关键词:纳米氧化锌;制备;应用中图分类号:TQ文献标识码:APreparation and Application of Nano-zinc OxideXiao Di(Kuitun No.l Senior High School,Xinjiang,833200)Abstract z The preparation of n ano-zinc oxide can be roughly divided into solid p hase method,liquid p hase method and gas phase method according to the p hase state of t he reactants.Based on this,the p reparation methods yvere summarized and their advantages and disadvantages were pointed out in this paper.Finally,the applications of n ano-zinc oxide in the f ields of a ntimicrobial,photocatalytic,rubber and ceramics were briefly introduced,and the f uture development was prospected.Key words:nano-zinc oxidei preparation^application纳米氧化锌粉体是一种粒径介于l-100nm的超微颗粒材料,由于纳米材料所呈现出的表面效应、量子隧道效应和小尺寸效应,使其具备了不同于传统材料独特的性质。
纳米氧化锌的应用与影响
橡胶工业中的应用
可以作为硫化活性剂等功能性添加剂,提高橡胶制品的光洁性、耐磨性、机械强度和抗老化性能性能指标,减少普通氧化锌的使用量,延长使用寿命;
陶瓷工业中的应用
作为乳瓷釉料和助熔剂,可降低烧结温度、提高光泽度和柔韧性,有着优异的性能;国防工业中的应用
纳米氧化锌具有很强的吸收红外线的能力,吸收率和热容的比值大,可应用于红外线检测器和红外线传感器;纳米氧化锌还具有质量轻、颜色浅、吸波能力强等特点,能有效的吸收雷达波,并进行衰减,应用于新型的吸波隐身材料;
纺织工业中的应用
具有良好的紫外线屏蔽性和优越的抗菌、抑菌性能,添加入织物中,能赋予织物以防晒、抗菌、除臭等功能;
饲料工业中的应用
纳米氧化锌作为一种纳米材料,具有高效的生物学活性、吸收率高、抗氧化能力强、安全稳定等特性,是目前最理想的锌源。
在饲料中用纳米氧化锌替代高锌,既可以解决动物体对锌的需求量,也减少了对环境的污染。
使用纳米氧化锌可以起到抗菌抑菌的作用,同时改善动物生产性能;
涂料、化妆品及其它应用领域
金属氧化物粉末如氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝及氧化镁等,将这些粉末制成纳米级时,由于微粒之尺寸与光波相当或更小时,由于尺寸效应导致使导带及价带的间隔增加,故光吸收显著增强。
各种粉末对光线的遮蔽及反射效率有不同的差异。
以氧化锌及二氧化钛比较时,波长小于350纳米(UVB)时,两者遮蔽效率相近,但是在350~400nm(UV A)时,氧化锌的遮蔽效率明显高于二氧化钛。
同时氧化锌(n=1.9)的折射率小于二氧化钛(n=2.6),对光的漫反射率较低,使得纤维透明度较高且利于纺织品染整。
纳米氧化锌还可用来制造远红外线反射纤维的材料,俗称远红外陶瓷粉。
而这种远红外线反射功能纤维是通过吸收人体发射出的热量,并且再向人体辐射一定波长范围的远红外线,除了可使人体皮下组织中血液流量增加,促进血液循环外,还可遮蔽红外线,减少热量损失,故此纤维较一般纤维蓄热保温。
影响
不同比表面积对橡胶性能的影响
纳米氧化锌的核心指标是比表面积。
不同比表面积的产品对橡胶产品的性能影响很大。
以下是某大型轮胎厂载重斜交轮胎配方应用的实验数据。
其中普通氧化锌为间接法氧化锌,纳米氧化锌全部由丰海公司提供,配方中仅为氧化锌不同,其余组分不变。
胶料的物理性能、使用性能与材料的比表面积存在着相关关系。
从胶料强伸性能看,纳米氧化锌在基本不降低伸长率的情况下,能较明显的提高胶料定伸强度。
随材料比表面积的增大,这种趋势俞加明显。
但更为明显的是胶料的磨耗减量降低和压缩疲劳温升降低。
由此可以看出,纳米氧化锌在比表面积达到80m2/g以上时,可表现出优良的普通氧化锌所不具备的综合性能。
比表面积在80m2/g以下的纳米氧化锌虽然也较普通氧化锌在综合性能上为优,但与80m2/g以上相比,差距还是较为明显的。
纳米氧化锌对胶料硫化特性的影响
纳米氧化锌对胶料硫化特性的影响较大,由于大比表面高活性,使胶料交联密度提高,这表现在硫化曲线的大扭距MH提高,也表现在300%定伸强度的提高上。
另外,硫化曲线有整体随时间后移的倾向,无论ts2、t90都较普通氧化锌延迟。
这种延迟作用随配方体系不同程度也不同,具体的机理尚待探讨。
对胶料物机性能的影响
纳米氧化锌对提高胶料物机综合性能是非常明显的,在强伸性能方面,300%定伸强度提高10%左右,同时扯断伸长率基本能够保持不变。
在降低磨耗减量、提高耐磨性方面优势明显,磨耗减量的降低在10%以上,这是由于纳米材料的小尺寸效应补强胶料所致,这种补强完全不同于炭黑的补强,其扯断伸长率、弹性均没有降低,从技术上讲是非常理想的。
对胶料生热性能的影响
普通胶料的压缩疲劳温升是48℃,降低生热25%,非常明显,这对于轮胎等动态使用的橡胶制品是非常重要的。
这是由于纳米材料的小尺寸效应补强胶料使胶料变形降低所致。
炭黑补强胶料虽然也能降低胶料变形,但其弹性降低,滞后损失增大导致了生热剧增,而纳米氧化锌补强后避免了上述缺点,故其生热明显降低。
纳米氧化锌有较高的弹性模量和较低的滞后损耗,这种趋势随材料的比表面积增大而愈加明显,这与生热试验的结果非常吻合,为轮胎等动态制品提高使用寿命提供了非常好的帮助。
另外需要指出的是,纳米氧化锌的这个特点在轮胎胎体胶中同样体现,但没有胎面胶这么显著,这与胎体配方本身高弹性、低滞后、低生热、炭黑填充量少、结构低有关,在胎体配方中生热降低幅度约在10%左右。
对胶料老化性能的影响
纳米氧化锌胶料的抗张强度及扯断伸长率在热空气老化后的保持率要明显优于普通胶料,这可能与纳米氧化锌的小尺寸效应增加了交联网络密度,与高分子材料实现了分子水平的结合有关。
目前许多橡胶杂件厂尤其是密封件行业对纳米氧化锌这个特点非常欢迎和重视。
一些制品厂应用丰海纳米氧化锌于耐油高温胶管、高档汽车密封制品方面均开发出了各自的新产品。
对于轮胎等动态使用的制品在使用中由于热氧老化,导致材料性能下降最终导致产品破坏是必然的,提高在老化条件下材料的性能保持率,最终延缓这种破坏,对延长制品使用寿命是非常重要的。
对轮胎实际使用的影响
下面是一组来自轮胎厂应用纳米氧化锌室内里程试验和实际道路试验的数据。
其中使用纳米氧化锌的配方为胎冠胶、胎肩胶、缓冲胶和外层胶。
中国超市耗材门户/。