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        納米氧化鋅的制備研究

        2019-09-10 09:36:44陳錦東
        現(xiàn)代鹽化工 2019年6期
        關(guān)鍵詞:研究

        陳錦東

        摘? ?要:納米氧化鋅在橡膠、催化劑和光催化劑、塑料、涂料、陶瓷、氣體傳感器、隱身技術(shù)等領(lǐng)域的市場前景十分廣闊。探討了納米氧化鋅的制備過程以及應(yīng)當(dāng)注意的問題。

        關(guān)鍵詞:納米氧化鋅;制備;研究

        1? ? 納米材料背景介紹

        納米材料是近年來受到關(guān)注的一個(gè)新的研究方向,納米氧化鋅具有一般塊體材料不具備的光、磁、熱、敏感等特點(diǎn),作為功能材料,其應(yīng)用前景十分廣闊[1-2]。納米氧化鋅主要用于橡膠、催化劑和光催化劑、塑料、涂料、陶瓷、氣體傳感器、隱身技術(shù)等領(lǐng)域,市場前景十分廣闊。本研究探討了納米氧化鋅的制備過程以及應(yīng)當(dāng)注意的問題。

        2? ? 納米氧化鋅的制備

        2.1? 反應(yīng)機(jī)理

        用ZnSO4·7(H2O)為鋅源,以CH4N2O(尿素)為均相沉淀劑,在微波輻射條件下制備納米ZnO,其反應(yīng)過程為:

        90 ℃時(shí),CH4N2O發(fā)生分解:

        CO(NH2)2+3H2O→2NH4OH+CO2

        3Zn2++4OH-+H2O+CO2→ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O

        450 ℃焙燒時(shí):

        ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O→3 ZnO+CO2+2 H2O

        2.2? 儀器、試劑及裝置

        實(shí)驗(yàn)儀器如表1所示。

        原料如下:ZnSO4·7H2O,AR;尿素,AR。

        反應(yīng)裝置如圖1所示。

        2.3? 制備過程

        實(shí)驗(yàn)步驟:稱取一定量的硫酸鋅和尿素,各自溶于蒸餾水中,然后加入到三頸燒瓶中混合均勻,再放入微波反應(yīng)器(接溫度計(jì)和冷凝管)中,進(jìn)行攪拌后逐漸升溫,由于尿素分解,在溶液中出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象,繼續(xù)攪拌,直到出現(xiàn)白色沉淀后停止,取出三頸燒瓶,放入冷水中冷卻至常溫后抽濾,再用氨水(pH為9)和無水乙醇分別潤洗、抽濾,再經(jīng)真空干燥24 h后得到粉末,經(jīng)研磨后放入馬弗爐中,在450 ℃下灼燒2 h,再次研磨后即得納米ZnO。實(shí)驗(yàn)條件如表2所示。

        3? ? 結(jié)語

        在ZnSO4質(zhì)量濃度為0.15 mol/L、溫度93 ℃、反應(yīng)時(shí)間2 h的條件下,在不同ZnSO4與CH4N2O摩爾比下制備納米氧化鋅??梢娏W訛殚L條形,且隨著摩爾比增加,粒子的長度增加越明顯。

        圖2(b):顆粒寬為30~40 mm,圖2(c):顆粒寬為50 nm,而圖2(a)中納米顆粒粒徑僅為30 nm左右,應(yīng)當(dāng)是微波的非熱效應(yīng)所致,因?yàn)槲⒉t有交變電磁場,在電磁力作用下,CO32-沿著電場方向有序排列,造成了晶粒沿電場方向優(yōu)先生成,據(jù)此,可得到規(guī)則的納米ZnO。增加CH4N2O質(zhì)量濃度后,長度也隨之增加。反應(yīng)過程中,過量的CO32-會在一定程度上阻止納米氧化鋅顆粒間的凝并現(xiàn)象,從而得到細(xì)長的晶粒。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1]林鴻福.蒙脫石族礦物結(jié)構(gòu)式的計(jì)算及其意義[J].地質(zhì)研究,1985(2):24-37.

        [2]欒文樓,李明路.膨潤土的開發(fā)應(yīng)用[M].北京:地質(zhì)出版社,1998.

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