氧化鋅納米材料制備及應(yīng)用研究(參考版)
2025-06-25 07:27本頁面
【正文】 希望可以制備出的形狀和尺寸控制的氧化鋅微粒。這兩種原料都簡單易得、價格便宜、無毒無害，且其納米顆粒具有良好的光催化性能，所以研究出高催化性能的光催化材料對于水的凈化處理有著不言而喻的意義。目前國內(nèi)外處理廢水的常用方法主要有吸附法、化學(xué)氧化法、溶劑萃取法、液膜法、離子交換法和生化法等，各種方法都有自身的優(yōu)缺點。由于有機類物質(zhì)具有致癌、致畸形、致突變的潛在毒性，已被各國環(huán)保部門列入環(huán)境優(yōu)先污染物黑名單，也是重點監(jiān)測和治理的對象之一。然而，這些工廠的發(fā)展的同時，也帶來了很嚴(yán)重的環(huán)境問題——廢水、廢氣、廢渣，這些影響著人們的健康。此外，納米氧化鋅在電容器、熒光材料、表面波材料、圖像記錄材料、抗靜電復(fù)合材料等方面也表現(xiàn)出極其廣闊的應(yīng)用前景。例如利用活性炭、多孔陶瓷、金屬網(wǎng)等材料做載體，負(fù)載納米ZnO光催化劑，制成空氣凈化材料，可以作為空氣凈化器的核心部件。日本倉螺公司將ZnO微粉摻入異形截面的聚醋纖維或長絲中，開發(fā)出世界著名的防紫外線纖維，除具有屏蔽紫外線的功能外，還有抗菌、消毒、除臭的奇異功能，除用于制造手術(shù)服、護士服外，還可制造內(nèi)衣、外裝、鞋、帽、襪、浴巾、帳篷、日光傘、夏日服裝、農(nóng)用工作服、運動服等。納米ZnO還可以用于生產(chǎn)防臭、抗菌、抗紫外線的纖維。而且氧化鋅是皮膚的外用藥物，對皮膚有收斂、消炎、防腐、防皺和保護等功能。艦船長期航行、停泊在海洋環(huán)境中，用納米氧化鋅作為原料，制備艦船專用的涂料，不僅可起到屏蔽紫外線的作用，還可以殺滅各種微生物，從而提高航行速度并延長檢修期限。添加納米ZnO紫外線屏蔽涂層的玻璃可抗紫外線、耐磨、抗菌和除臭，用作汽車玻璃和建筑玻璃。Ca(OH)2因此，充分利用納米氧化鋅的這些特性可以制備各種納米功能涂料。納米氧化鋅的有效作用時間長，對紫外屏蔽的波段長，對長波紫外線(UVA，波長320400nm)和中波紫外線(UVA，波長280320nm)均有屏蔽作用，能透過可見光，有很高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。金屬氧化物粉末對光線的遮蔽能力，在其粒徑為光波長的1/2時最大。在涂料應(yīng)用中，納米氧化鋅的紫外屏蔽性能是其中最大的開發(fā)點之一。在不改變原有工藝的條件下，橡膠制品的外觀平整度、光潔度、機械強度、耐磨度、耐溫性、耐老化程度等性能指標(biāo)均得到顯著提高。如果采用納米ZnO作原料，不僅可以簡化制造工藝(如不需球磨加工就能達到粒度要求直接配料等)，而且還可以提高產(chǎn)品的均一性和導(dǎo)磁率，減少產(chǎn)品在燒制過程中破裂的損失，降低燒結(jié)溫度，使產(chǎn)品質(zhì)量顯著提高。這種氧化鋅納米激光器是當(dāng)今世界上最小的激光器，而且是從納米技術(shù)誕生以來的第一項實際的應(yīng)用，最終可能被用于鑒別化學(xué)物質(zhì)、提高計算機磁盤和光子計算機的信息存儲量。這種激光器不僅能發(fā)射紫外光，經(jīng)過調(diào)整后還能發(fā)射從藍光到深紫外的光。利用ZnO的紫外發(fā)光特性，可以做成超小型的激光光源。這種新型結(jié)構(gòu)可用于微、納米機電系統(tǒng)，是實現(xiàn)納米尺度上機電藕合的關(guān)鍵材料，在微/納米機電系統(tǒng)中有重要的應(yīng)用價值，利用這種納米帶(環(huán))的壓電效應(yīng)，可以設(shè)計研制各種納米傳感器、執(zhí)行器、以及共振藕合器、甚至納米壓電馬達。目前，人們已研制出ZnO納米線、納米管、納米帶，這些納米材料表現(xiàn)出許多特異的性質(zhì)。作為重要氧化物半導(dǎo)體，納米ZnO由于良好的光電性能早就引起人們的重視。納米ZnO抗菌陶瓷就是將一定量的ZnO、Ca(OH)AgNO3等制成涂層，由以下三種方法制成：(1)將含納米ZnO釉涂在陶瓷坯釉面上而后燒成；(2)將含納米氧化鋅抗菌釉與傳統(tǒng)釉料混勻后涂在陶瓷坯上燒成；(3)將氧化鋅抗菌陶瓷釉直接涂在陶瓷坯面上燒成?，F(xiàn)今用于陶瓷制品的抗菌材料主要是無機抗菌材料，按照抗菌材料的不同，抗菌陶瓷主要分為載銀抗菌陶瓷和光觸媒抗菌陶瓷，納米光催化抗菌陶瓷具有抗菌持久、殺菌徹底、無毒健康、環(huán)境友好等優(yōu)點，是傳統(tǒng)銀系抗菌陶瓷的換代產(chǎn)品?？咕?殺菌)陶瓷是一種保護環(huán)境的新型功能材料，是抗菌劑、抗菌技術(shù)與陶瓷材料結(jié)合的產(chǎn)物，也是材料科學(xué)與微生物學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，是利用高科技抑制和殺滅細菌，使傳統(tǒng)的產(chǎn)品增加科技含量的典型例證。氧化鋅作為光催化劑可以使有機物分解，研究表明，納米氧化鋅粒子的反應(yīng)速度是普通氧化鋅粒子1001000倍，而且與普通粒子相比，它幾乎不引起光的散射，且具有大的比表面積和寬的能帶，因此被認(rèn)為是極具應(yīng)用前景的高活性光催化劑之一。近年來廣泛進行了把這些物質(zhì)用光催化劑分解處理的嘗試，已經(jīng)召開了幾屆有關(guān)這方面的國際會議。納米ZnO是一種很好的光催化劑，在紫外光的照射下，能分解有機物質(zhì)，能抗菌和除臭。目前，人們對納米TiO2催化劑進行廣泛的研究，主要集中
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