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氧化锌的合成

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纳
米
氧
化
锌
的
制
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纳米氧化锌的制备
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，最后对未来的应用前景提出看法.

关键词：纳米氧化锌，制备，应用，前景
一、引言
1、纳米氧化锌粒径介于1-100nm之间，是一种面向21世纪的新型高功能精
细无机产品，表现出许多特殊的性质，如非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散
射紫外线能力等，利用其在光、电、磁、敏感等方面的奇妙性能，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。
现在制备氧化锌一般有沉淀高温煅烧法；水热合成法；溶胶-凝胶法；气相
沉淀法；醇盐水解法；直接沉淀法；均匀沉淀法等。
2、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。
3、纳米氧化锌的应用
纳米氧化锌与普通氧化锌相比 ,除了具有普通化锌的性质外 ,还有很多优异
性能。目前主要的应用领域有橡胶制品、高档油漆、油墨和涂料、防晒化妆品和
防紫外线织物、污水处理等。
3.1橡胶工业
纳米氧化锌 是橡胶工业最有效的无忌活性剂和硫化促进剂。纳米氧化锌具
有颗粒微小，比表面积大，分散性好，疏松多孔，流动性好等物理化学特性，因
此，与橡胶的亲和性好，熔炼时易分散，胶料生热低，扯断变形小，弹性好，改
善材料工艺性能和物理性能，用于制造高速耐磨的橡胶制品，如飞机轮胎，高级
轿车用的子午线轮胎，具有防止老化，抗摩擦着火，使用寿命长等优点，大幅度
提高了橡胶制品的光洁度，机械强度，耐温和耐老化性能，特别是耐磨性能。
3.2陶瓷行业
纳米氧化锌极小的粒径，大的比表面积和高的化学性能，可以显著降低材料的烧
结致密程度，节约能源，使陶瓷材料的组成结构的致密化，均匀化，改善陶瓷材
料的性能，提高其使用可靠性，可以从纳米材料的结构层次上控制材料的成分和
结构，有利于充分发挥陶瓷材料的潜在性能，另外，由于陶瓷材料的颗粒大小决
定了陶瓷材料的微观结构和宏观性能，如果粉料的颗粒堆积均匀，烧成收缩一直
且晶粒均匀长大，那么颗粒越小，产生的缺陷越小，所制备的材料的强度就相应
得越高，这就可能出现一些大颗粒材料不具备的独特性能。
3.3其他领域
随着人们对纳米氧化锌性能认识的深化，纳米氧化锌的应用范围在不断地扩大，
例如，在传统的涂层技术中添加使用纳米氧化锌可进一步提高涂料的防护能力，
使之具有防紫外线照射，耐大气侵害和抗降解，变色等功能；将纳米氧化锌以一
定比例添加到丙酸涂料中，可制的具有优良抗菌性的纳米抗菌涂料。纳米氧化锌
对外界环境（如温度，光，湿气等）十分敏感，外界环境的微小改变会迅速引起
其表面离子态和电子运动的变化，从而立即导致其电阻的显著变化。利用纳米氧
化锌这种敏感性质制出了高敏感度的气体报警器和湿度计。

4.展望未来
作为一种新型半导体材料，纳米氧化锌已成为面向21世纪的新型高功能精
细无机产品，目前国内外研究人员已发展了多种方法，制备出各个形态的纳米氧
化锌产品，有关纳米氧化锌的研究已取得了巨大进展，但在制备方法上仍存在成
本高，工艺复杂，工业化难度大等缺点。另外纳米氧化锌的结构和应用性能的研
究还不深入，因此后续研究重点开发简单高效，易于工业化生产的方法 ；深入
研究材料结构对其光，电，磁，声等性能的影响；并加强材料应用技术研究，以
期在高能太阳能电池，光致发电器，气体传感器和生物传感器等终端产品中充分
发挥材料的纳米尺寸效应，可以预见，随着纳米氧化锌的制备方法的不断改进，
纳米氧化物的研究将会有一个全速发展的阶段。

二、.纳米氧化锌的制备
1、
实验原理：
本实验以锌焙沙为原料（主要原料是氧化锌，锌并含有少量的铁，铜，铅，镉等
杂质，杂质均已氧化物的形式存在）和硫酸为原料，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
2、
实验仪器与试剂
仪器
分析天平，温度计，烧杯（250ml），玻璃棒，布氏漏斗，滤纸，吸滤瓶，蒸发皿，
石棉网，锥形瓶，高温炉 ，烘箱,
试剂
锌
焙沙，硫酸（3mol/l)/，高锰酸钾（0.1mol/l/)/，锌粉0.1克，碳酸氢铵固体9
克左右，氨水（２５％－２８％），ph试纸，去离子水
3、实验步骤
3.1 酸解：
称取锌焙沙10克左右放入锥形瓶中，然后加入30ml 3mol/l的硫酸，水浴
70°C加热20-50min。在此期间不断用玻璃棒搅拌；加热后用布氏漏斗抽滤，要
滤液。
3.2 除铁
向硫酸锌粗溶液中加入0.1mol/l的KMnO4溶液使溶液中的Fe（II）氧化成
Fe（III）；调节溶液的ph值使溶液中的Fe（III）沉淀出来，想溶液中加入0.5-1.0g
氧化锌使ph值保持在5左右；电炉加热5min，趁热减压抽滤。
3.3 除重金属，制ZnSO4..7H2O
加入锌粉0.1g，不断搅拌；在70°C的水浴中加热70min；然后用布氏漏斗
抽滤。
3.4 制备氧化锌
在上述滤液中加去离子水至100ml稀释，然后在小于35°C的时加入10g
碳酸氢铵（分批加入）；不断搅拌10min；减压抽滤，充分洗涤滤饼（洗涤5次）；
将洗涤后的滤饼在烘箱内240°C烘干10min；将干燥后的半成品至于高温炉中，
600°C煅烧1-2小时；去粗产品氧化锌，冷却至室温，称重计算产率并进行含
量分析，并且大体计算出来此次的产量的工业经济价值
3.5 测纳米氧化锌的XRD及分析
三、注意事项
1 在除铁一步，过滤时要乘热过滤，这是由于硫酸锌的溶解度随温度的升高而
升高并且受温度的影响很大，如果不趁热过滤的话，硫酸锌会结晶出来进入滤饼
中，降低产率，为了提高产率可以用去离子水在洗涤滤饼。
2 要在240°C的烘箱内烘干主要是因为要是除去化合物中的结晶水。
3 在除铁一步，调节ph用的是氧化锌，由于氧化锌与硫酸反应生成硫酸锌不会
引入新的杂质；氧化Fe（II）还可以用双氧水，还原产物是水也不会引入新的杂
质离子。

参考文献
【1】.纳米结构氧化锌的制备及其应用研究进展 何继燕，项金钟，方静华，吴
兴惠 云南大学学报（自然科学版），2006，28（SI）
【2】.纳米氧化锌的生产和应用进展 李明 中国化学
【3】.纳米氧化锌的性质和用途 李秀梅 2004年4月第25卷第4期
【4】.纳米氧化锌性能的研究进展 辛显双，周百斌，肖芝燕，徐学勤，吕数臣
2003年10月第15卷第5期
【5】.纳米氧化锌的应用综述 杨凤霞，刘其丽，毕磊 2006年第1期
【6】.纳米氧化锌的制备及应用 张彦甫，刘见祥，聂登攀，陈祖康 2008年4
月第33卷第2期
【7】.纳米氧化锌的制备技术及其应用前景 张月甫，李玉国，薛成山，张敬尧，
崔传文 2008年6月第23卷第2期
【8】.纳米氧化锌的制备与应用 潘明月 2005年第8卷第4期

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氧化锌

氧化锌

氧化锌的另一主要用途是用作涂料，1834年，首次成为水彩颜料，但其难溶于油。不过很快问题就由新的氧 化锌生产工艺解决。1845年，勒克莱尔开始在巴黎大规模生产锌白油画颜料，到1850年，氧化锌在整个欧洲流行 开来。氧化锌的纯净度很高，以至于在19世纪末，一些艺术家在画上涂满锌白作为底色，然而这些画作经过百年 后都出现了裂纹。
检查
碱度 取本品1.0g，加新沸的热水10mL，振摇5分钟，放冷，滤过，滤液加酚酞指示液2滴，如显粉红色，加盐酸 滴定液（0.1mol/L）0.10mL，粉红色应消失。 硫酸盐 取本品1.0g，加稀盐酸适量使溶解，依法检查（通则0802），与标准硫酸钾溶液0.5mL制成的对照液比较， 不得更深（0.005%）。 碳酸盐与酸中不溶物 取本品2.0g，加水10mL混合后，加稀硫酸30mL，置水浴上加热，不得发生气泡，搅拌后，溶液应澄清。 炽灼失重 取本品约1.0g，精密称定，在800℃炽灼至恒重，减失重量不得过1.0%。 铁盐 取本品0.40g，加稀盐酸8mL、水15mL与硝酸2滴，煮沸5分钟使溶解，放冷，加水适量使成50mL，混匀后， 取出
应用领域
应用领域
1、在橡胶或电缆工业工业中用作天然橡胶、合成橡胶及乳胶的硫化活性剂、补强剂及着色剂，以使橡胶具 有良好的耐腐蚀性，抗撕裂性和弹性。白色胶的着色剂和填充剂，在氯丁橡胶中用作硫化剂，颗粒细小者（粒径 0.1μm左右）可用作聚烯烃或聚氯乙烯等塑料的光稳定剂。
2、有机合成催化剂、脱硫剂， 3、在化肥工业中对原料气作精脱硫用，用于合成氨、石油、天然气化工原料气的脱硫，甲醇和制氢等工业 原料气、油的深度脱硫净化过程， 4、用作分析试剂、基准试剂、荧光剂和光敏材料的基质 5、用于静电湿法复印、干法转印、激光传真通讯、电子计算机的静电记录及静电制版档 6、用于塑料行业、防晒化妆品系列产品、特殊陶瓷制品、特种功能涂料以及纺织卫生加工等 7、制药，用作收敛药，用于制软膏、锌糊、橡皮膏 8、用作白色颜料，着色力不及二氧化钛及立德粉。用于ABS树脂、聚苯乙烯、环氧树脂、酚醛树脂、氨基树 脂和聚氯乙烯及油漆和油墨的着色。用于颜料锌铬黄、醋酸锌、碳酸锌、氯化锌等的制造。
纳米氧化镍、氧化锌的合成新方法

纳米氧化镍、氧化锌的合成新方法

纳米氧化镍、氧化锌的合成新方法纳米氧化镍和氧化锌是重要的纳米材料，它们在电子、光电、磁性、催化等领域具有广泛的应用。

传统的合成方法包括溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、水热合成法、溶剂热法等。

这些方法大多需要特定条件和较长的反应时间，而且产率和纯度不高。

因此，发展新的、高效、简便的纳米氧化镍和氧化锌合成方法具有重要意义。

近年来，研究人员提出了一些新的纳米氧化镍和氧化锌合成方法，其中一些比较有代表性的方法如下：1. 溶液燃烧法溶液燃烧法是一种简便快速的纳米氧化镍和氧化锌合成方法，其基本原理是将金属盐和燃烧剂混合，然后加热燃烧，使金属离子还原为金属颗粒，同时燃烧剂还提供热量，促进反应的进行。

该方法可以在室温下进行，并且可以控制反应的温度、pH值、浓度等参数来调节纳米颗粒的形貌和尺寸。

此外，该方法可以在大规模生产时使用，并且水溶性好，不需要有机溶剂，减少对环境的污染。

2. 氧化物还原法氧化物还原法是一种利用还原剂将金属离子还原为金属颗粒的方法，常用的还原剂有乙醇、甘油等。

该方法常用于制备纳米氧化镍和氧化锌的复合材料，其中还可以加入其他功能材料来调节材料的性质和功能。

此外，该方法可以控制反应的参数，对纳米颗粒的形貌和尺寸有较好的控制效果。

3. 氢氧化物沉淀法氢氧化物沉淀法是一种将金属离子与氢氧化物反应生成金属氢氧化物沉淀物的方法，然后通过煅烧或还原得到金属纳米颗粒。

该方法可以利用一些表面活性剂或胶体保护剂来控制纳米颗粒的形貌和尺寸，也可以通过控制pH值和温度等参数来调节纳米颗粒的性质和功能。

此外，该方法也适用于大规模生产。

总之，以上三种纳米氧化镍和氧化锌的合成方法，都具有简单、高效、易操作等优势，能够制备出具有良好性质和应用价值的纳米材料。

当然，不同的合成方法也适用于不同的材料和应用场景，需要根据具体需求来选择。

氧化锌

氧化锌

中文名称氧化锌英文名称Zinc oxide中文别名C.I.颜料白4;锌氧粉;锌白;锌白粉;锌华;亚铅华;母胶粒ZNO-80;药胶ZNO-80;活性剂ZNO;中国白;锌白银;活性氧化锌;一氧化锌;纳米氧化锌;水锌矿;氧化锌脱硫剂T304;氧化锌脱硫剂T303;氧化锌(ZnO)CAS RN 1314-13-2EINECS号215-222-5分子式ZnO分子量81.4084危险品标志N:Dangerous for the environment 风险术语R50/53;安全术语S60; S61;物化性质性状白色六角晶系结晶或粉末。

无味、质细腻。

熔点 1975℃相对密度 5.606折射率 2.008~2.029溶解性溶于酸、氢氧化钠、氯化铵，不溶于水、乙醇和氨水。

生产方法由碳酸锌煅烧而得。

由氢氧化锌煅烧分解而得。

由粗氧化锌冶炼成锌，再经高温空气氧化而成。

由熔融锌氧化而得。

生产方法目前采用的方法有经锌锭为原料的间接法（也称法国法），以锌矿石为原料的直接法（也称美国法）和湿法三种。

间接法。

反应方程式：2ZnO+O2→2ZnO操作方法：将电解法制得的锌锭加热至600～700℃熔融后，置于耐高温坩埚内，使之1250～1300℃高温下熔融气化，导入热空气进行氧化，生成的氧化锌经冷却、旋风分离，将细粒子用布袋捕集，即制得氧化锌成品。

直接法。

反应方程式：C+O2→CO2CO2+C→COZnO+CO→Zn(蒸气）+CO2Zn(蒸气）+CO+O2→ZnO+CO2操作方法：将焙烧锌矿粉（或含锌物料）与无烟煤（或焦炭悄）、石灰石按1:0.5:0.05比例配制成球。

在1300℃经还原冶炼，矿粉中氧化锌被还原成锌蒸气，再通入空气进行氧化，生成的氧化锌经捕集，制得氧化锌成品。

湿法。

用锌灰与硫酸反应生成硫酸锌，再将其分别与碳酸钠和氨水反应，以制得的碳酸锌和氢氧化锌为原料制氧化锌。

反应方程式如下：Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑ZnSO4+Na2CO3→ZnCO3+Na2SO4ZnSO4+2NH3·H2O→Zn(OH)2+(NH4)2SO4以碳酸锌为原料，经水洗、干燥、煅烧、粉碎制得产品氧化锌。

纳米氧化锌的沉淀合成法

纳米氧化锌的沉淀合成法


沉淀法
直接沉淀法：在可溶性锌盐中加入沉 直接沉淀法 淀剂后，溶液中离子的浓度积超过沉 淀化合物的溶度积，即有沉淀从溶液 中析出。经过滤、洗涤、干燥、热处 理后得到 均匀沉淀法：利用某一化学反应使溶液 均匀沉淀法 中的构晶离子由溶液中缓慢的、均匀地 释放出来
直接沉淀法： 直接沉淀法
选取氯化锌、草酸铵为原料，用网络法 对其原料配比、反应时间、煅烧温度和 时间进行优化，寻找直接沉淀法合成纳 米氧化锌的最佳工艺条件
纳米氧化锌的沉淀合成法
09级一班 韩旭
目录
1. 课题背景 2.实粒子具有许多特殊的性能能，因而赋予 纳米氧化锌许多新的性质和用途。如用于制造 气体传感器、荧光体、紫外线屏蔽材料、变阻 器、图像记录材料、压电材料、精密陶瓷材料、 化妆品及医药材料，因此要发展氧化锌 2. 沉淀法制备可制得颗粒细、分布窄、纯度高 的纳米粒子，且产品综合成本低、工艺简单， 易实现工业化生产
均匀沉淀法： 均匀沉淀法
两种沉淀法的比较： 两种沉淀法的比较：
1. 粒径大小的比较 粒径大小的比较：直接沉淀法合成的平均粒径介 于10nm~100nm之间，粒子以球形为主。而均匀沉淀 法合成的粒径在8nm~60nm之间，球形。
2. 粒径分布的比较 粒径分布的比较：均匀沉淀法值得的纳米氧化锌粒径大小分布 均匀，而直接沉淀法得到的产物粒径分布宽，粒子大小相差悬殊 3.分散性的比较 均匀沉淀法所得氧化锌的颗粒分散性好，团聚少。 分散性的比较： 分散性的比较 4. 收率比较 ：直接沉淀法产物收率在96﹪以上，均匀沉淀法收率 也达到95﹪以上。可见，两种方法收率都高
综合比较结果， 综合比较结果，可见均匀沉淀法远优于直接沉淀法
结论: 结论
沉淀法是一种较好的合成纳米氧化锌 的方法。其中的均匀沉淀法， 的方法。其中的均匀沉淀法，以其工艺简 投资少、产品综合成本低等优点， 单、投资少、产品综合成本低等优点，得 到了粒度上分布窄、团聚少、 到了粒度上分布窄、团聚少、收率高的高 品质产品远远优于直接沉淀法。 品质产品远远优于直接沉淀法。