氧化鋅納米材料制備及應(yīng)用研究-展示頁(yè)
2025-07-01 07:27本頁(yè)面
【正文】 超細(xì)粉，其代表性的試劑是尿素。沉淀法可分為直接沉淀法和均勻沉淀法。沉淀法是液相化學(xué)合成高純納米粒子采用的最廣泛的方法。液相法包括沉淀法、水解法、水熱法、微乳液法、溶膠凝膠法等。與其他方法相比，該法具有設(shè)備簡(jiǎn)單，原料容易獲得，純度高，均勻性好，化學(xué)組成控制準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，主要用于氧化物超微粉的制備。 液相法制備納米微粒是將均相溶液通過各種途徑使溶質(zhì)和溶劑分離，溶質(zhì)形成一定形狀和大小的顆粒，得到所需粉末的前驅(qū)體，熱解后得到納米微粒。趙新宇等[3]利用噴霧熱解技術(shù)，以二水合醋酸鋅為前驅(qū)體通過研究各操作參數(shù)對(duì)粒子形態(tài)和組成的影響，在優(yōu)化的工藝條件下制得2030nm粒度均勻的高純六方晶系ZnO粒子。氣相法包括濺射法、化學(xué)氣相反應(yīng)法、化學(xué)氣相凝聚法、等離子體法、激光氣相合成法、噴霧熱分解法等。王疆瑛等人[2]以酒石酸和乙二胺四乙酸為原料，采用固相化學(xué)反應(yīng)法在450℃熱分解4h得到具有纖鋅礦結(jié)構(gòu)的ZnO粉體，通過X射線衍射及透射電鏡結(jié)果分析，合成的產(chǎn)物粒徑均小于100nm，屬于納米顆粒范圍，而且顆粒大小均勻，粒徑分布較窄，并采用靜態(tài)配氣法對(duì)氣敏特性的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)乙醇?xì)怏w表現(xiàn)了良好的靈敏性和選擇性。固相配位化學(xué)反應(yīng)法是近幾年剛發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新的研究領(lǐng)域，它是在室溫或低溫下制備可在較低溫度分解的固相金屬配合物，然后將固相產(chǎn)物在一定溫度下熱分解，得到氧化物超細(xì)粉。綜合起來(lái)，納米氧化鋅的化學(xué)制備技術(shù)大體分為三大類：固相法、液相法和氣相法。關(guān)鍵詞：納米；光催化；應(yīng)用 ZnO光催化材料的研究進(jìn)展納米氧化鋅的制備技術(shù)國(guó)內(nèi)外有不少研究報(bào)道，國(guó)內(nèi)的研究源于20世紀(jì)90年代初，起步比較晚。納米ZnO的合成及光催化的研究進(jìn)展摘要：綜合敘述了以納米ZnO半導(dǎo)體光催化材料的研究現(xiàn)狀。主要包括納米光催化材料的制備、結(jié)構(gòu)性質(zhì)以及應(yīng)用，同時(shí)結(jié)合納米ZnO的應(yīng)用和光催化的優(yōu)勢(shì)闡述了后續(xù)研究工作的主要的研究方向。目前，世界各國(guó)對(duì)納米氧化鋅的研究主要包括制備、微觀結(jié)構(gòu)、宏觀物性和應(yīng)用等四個(gè)方面，其中制備技術(shù)是關(guān)鍵，因?yàn)橹苽涔に囘^程的研究與控制對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能具有重要的影響[1]。固相法又分為機(jī)械粉碎法和固相反應(yīng)法兩大類，前者較少采用，而后者固相反應(yīng)法，是將金屬鹽或金屬氧化鋅按一定比例充分混合，研磨后進(jìn)行燃燒，通過發(fā)生固相反應(yīng)直接制得超細(xì)粉或再次粉碎的超細(xì)粉。運(yùn)用固相法制備納米氧化鋅具有操作和設(shè)備簡(jiǎn)單安全，工藝流程短等優(yōu)點(diǎn)，所以工業(yè)化生產(chǎn)前景比較樂觀，其不足之處是制備過程中容易引入雜質(zhì)，純度低，顆粒不均勻以及形狀難以控制。氣相法是直接利用氣體或通過各種手段將物質(zhì)變?yōu)闅怏w并使之在氣體狀態(tài)下發(fā)生物理或化學(xué)變化，最后在冷卻過程中凝聚長(zhǎng)大形成超微粉的方法。運(yùn)用氣相法能制備出純度高、分散性好的納米氧化鋅粉體，但是其工藝復(fù)雜，設(shè)備昂貴，一般需要較高的溫度和能耗。研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)物粒子分解程度隨反應(yīng)溫度的提高、溶液濃度和流量程度的降低而增大，隨壓力的升高先增大后略有減小，粒子形態(tài)與分解程度密切相關(guān)，只有當(dāng)分解程度高于90%以上，才能獲得形態(tài)規(guī)則、粒度均勻的產(chǎn)物粒子，并且由理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較推斷出噴霧熱解過程超細(xì)ZnO粒子的形成機(jī)理為一次粒子成核分裂機(jī)理。液相法是目前實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)廣泛采用的制備納米粉體的方法。因此本課題也就是基于此來(lái)研究幾種液相法制備納米級(jí)氧化鋅粉體的機(jī)理及其工藝。(1)沉淀法。它是把沉淀劑加入金屬鹽溶液中進(jìn)行沉淀處理，再將沉淀物加熱分解，得到所需的最終化合物產(chǎn)品的方法。直接沉淀法優(yōu)點(diǎn)是容易制取高純度的氧化物超微粉，缺點(diǎn)是易于產(chǎn)生局部沉淀不均勻。祖庸等[4]以硝酸鋅為原料，尿素為沉淀劑，采用均勻沉淀法分別制得了粒徑為860nm的球形六方晶系ZnO粒子，粒度均勻、分散性好。(2)溶膠凝膠法。也可在真空狀態(tài)下低溫干燥，得到疏松的干凝膠，再進(jìn)行高溫鍛燒處理。但由于金屬醇鹽原料有限，因此也出現(xiàn)了一些應(yīng)用無(wú)機(jī)鹽為原料制備溶膠的方法。曹建明[6]分別以草酸、檸檬酸和檸檬酸為絡(luò)合劑，利用溶膠凝膠法制備了ZnO超細(xì)粉體。(3)微乳液法。與其他化學(xué)法相比，微乳液法具有微粒不易聚結(jié)，大小可控且分散性好等優(yōu)點(diǎn)。2H2O為原料，添加到十二烷基苯磺酸鈉、甲苯、水和吐溫80、環(huán)己烷、水自發(fā)生成的兩種不同的微乳液體系中制備出平均粒徑位25nm和30nm的超細(xì)ZnO粒子，粒度分布均勻，樣品純度也較高。楊華等[9]采用雙微乳液混合法制備了納米ZnO粉體，經(jīng)研究分析，所得產(chǎn)物為球形六方晶系結(jié)構(gòu)，平均粒徑27nm，粒徑尺寸分布范圍較窄，99%的顆粒在納米級(jí)范圍。隨著納
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