CN109399693A - 一种高纯纳米氧化锌的制备工艺 - Google Patents
一种高纯纳米氧化锌的制备工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109399693A CN109399693A CN201811560445.XA CN201811560445A CN109399693A CN 109399693 A CN109399693 A CN 109399693A CN 201811560445 A CN201811560445 A CN 201811560445A CN 109399693 A CN109399693 A CN 109399693A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zinc oxide
- zinc
- solution
- preparation process
- purity nano
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 78
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 49
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 41
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 claims abstract description 41
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims abstract description 11
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 20
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 10
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 10
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical class COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 5
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- UOURRHZRLGCVDA-UHFFFAOYSA-D pentazinc;dicarbonate;hexahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O UOURRHZRLGCVDA-UHFFFAOYSA-D 0.000 claims description 5
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 claims description 5
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 5
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 5
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- -1 battery Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000011538 cleaning material Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000002305 electric material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 239000011943 nanocatalyst Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002674 ointment Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 230000005476 size effect Effects 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G9/00—Compounds of zinc
- C01G9/02—Oxides; Hydroxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高纯纳米氧化锌的制备工艺，所述高纯纳米氧化锌制备工艺为以下步骤：步骤1)：硫酸锌净化、步骤2)：混合液制备、步骤3)：真空处理和超声波辐照、步骤4)：离心、干燥处理。本发明设计了一种高纯纳米氧化锌的制备工艺，在实际使用时，该工艺严格控制反应温度、反应时间、搅拌速度、投料速度等工艺指标，使所得的高纯纳米氧化锌具有较高的反应界面和活性，且具有较高的比表面积，从而活性高、易分散，应用范围更广，且本设计的制备工艺安全性高，对环境危害程度小，市场竞争力强。
Description
技术领域
本发明涉及氧化锌制备技术领域，具体是一种高纯纳米氧化锌的制备工艺。
背景技术
氧化锌是锌的一种氧化物。难溶于水，可溶于酸和强碱。氧化锌是一种常用的化学添加剂，广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。氧化锌的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。此外，微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。
目前，纳米氧化锌作为一种高性能半导体材料由于其具有独特的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电限域效应，因此在抗菌材料、发光材料、压电材料、紫外线屏蔽材料、自清洁材料、细胞标定材料及纳米催化剂等领域有着十分广泛的应用前景。氧化锌纳米粒子所具有的特性与其自身的物理特征有较为紧密的关系。如何选择合适的表面修饰剂，通过溶液化学方法制备尺寸和形貌可控的纳米氧化锌材料，拓展其应用领域，得到应用性能极好的纳米产品，是目前纳米氧化锌材料研究的热点问题之一。
而且目前锌含量在95％以上的高纯纳米氧化锌已经得到大量使用，但是，绝大多数高纯纳米氧化锌的比表面积为40-50㎡/g，且性能不稳定。将这样的氧化锌应用于橡胶生产中时，易于出现氧化锌难以分散、结团等现象，且增加了氧化锌的用量，使胶料中残留锌量较多，不仅浪费了锌资源，亦极大污染了环境，所以如何提高高纯纳米氧化锌的比表面积，成为业界研究之重点，因此，本领域技术人员提供了一种高纯纳米氧化锌的制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高纯纳米氧化锌的制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高纯纳米氧化锌的制备工艺，所述高纯纳米氧化锌制备工艺为以下步骤：
步骤1)：硫酸锌净化
S1：将高纯度的锌原料放入装有硫酸溶液的浸出反应罐中，进行搅拌，搅拌反应1～2小时得硫酸锌溶液，待浸出反应罐内硫酸锌溶液达到90～110g/h，将其取出过滤；
S2：将S1过滤后的硫酸锌溶液泵入净化罐内，将净化罐内液体加温到70～90℃，添加碳酸钙和硫酸调整溶液，pH值为5，然后一边搅拌一边加入浓度为0.1mol/L的高锰酸钾，直至Mn2+含量<1mg/L，再将净化罐内溶液中的铁、锰渣滤出，即得滤液为一次净化硫酸锌溶液；
S3：将S2中一次净化硫酸锌溶液泵入置换罐内，加温到52～60℃，之后加入浓硫酸调整溶液的pH值，添加完后，搅拌1～2h，然后过滤掉沉淀的重金属离子，制成纯净的硫酸锌溶液。
步骤2)：混合液制备
A1：再将步骤1)中所得的硫酸锌溶液按重量份称取1～2份和150～180份去离子水，将其混合放入搅拌罐内，进行高速搅拌至完全溶液，即得混合液A；
A2：向A1中制得的混合液A内加入1.2～1.7份的碳酸钾，然后继续搅拌1～2小时后进行离心，即可得白色沉淀物纳米针状碱式碳酸锌；
A3：再将A2中所得的白色沉淀物放入反应釜内，然后向反应釜内加入5～10份稀土稳定剂，7～12份硅烷偶联剂、5～10份丙烯酸甲酯，以700～900转/分的转速搅拌均匀后，得混合液B。
步骤3)：真空处理和超声波辐照
B1：将步骤2)中A3所得的装有混合液B的反应釜进行抽真空处理，然后加热保持其内的温度控制在150～160℃，保温处理30～60分钟；
B2：再对B1处理后的反应釜放入超声波辐照箱内，再将反应釜内温度升至350～400℃，压力升至0.6～0.8MPa，在此期间同时对反应釜内的溶液进行超声波辐照处理，处理时间为30～50分钟，然后将反应釜取出，冷却至常温，即得混合液C。
步骤4)：离心、干燥处理
C1：向步骤3)中B2所得的混合液C中加入100～110份无水乙醇，搅拌均匀后进行离心处理；
C2：在C1内的混合液进行离心处理后，得离心沉淀物，再对沉淀物进行干燥处理，即可制得高纯纳米氧化锌。
作为本发明进一步的方案：所述S1中的高纯度锌物料为氧化锌、锌粉、锌锭中的一种。
作为本发明再进一步的方案：所述S2中一次净化每隔3～5min采用原子吸收法检测Mn2+含量。
作为本发明再进一步的方案：所述S3中pH值调整条件为：当pH值为3.5时，加入金属锌粉，当pH值达到5.4时，停止添加。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤2)的A1中搅拌条件为：搅拌时间为30分钟，转速为500～600转/分钟，且步骤2)至步骤4)所述的份数按照重量份。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤3)的B1中的抽真空处理条件为：真空度为-0.09～-0.1MPa。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤3)的B2中的超声波辐照箱内为氮气保护环境，所述的超声波辐照箱内设置有三个超声波发射源，均设置在反应釜放置位置的外圆周上，超声波发射源两两间的夹角为120°，所述超声波发射源位置固定，反应釜在外力的带动下以10～15转/分的转速不断自转，所述超声波辐照处理时超声波的频率为70～75kHz。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤4)的C2的干燥条件为：温度控制在70～90℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计了一种高纯纳米氧化锌的制备工艺，在实际使用时，该工艺严格控制反应温度、反应时间、搅拌速度、投料速度等工艺指标，使所得的高纯纳米氧化锌具有较高的反应界面和活性，且具有较高的比表面积，从而活性高、易分散，应用范围更广，且本设计的制备工艺安全性高，对环境危害程度小，市场竞争力强。
附图说明
图1为一种高纯纳米氧化锌的制备工艺的流程图；
图2为一种高纯纳米氧化锌的制备工艺中高纯纳米氧化锌实验数据对比图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～2，本发明实施例中，
实施例1
一种高纯纳米氧化锌的制备工艺，高纯纳米氧化锌制备工艺为以下步骤：
步骤1)：硫酸锌净化
S1：将高纯度的锌原料放入装有硫酸溶液的浸出反应罐中，进行搅拌，搅拌反应1小时得硫酸锌溶液，待浸出反应罐内硫酸锌溶液达到90g/h，将其取出过滤；
S2：将S1过滤后的硫酸锌溶液泵入净化罐内，将净化罐内液体加温到70℃，添加碳酸钙和硫酸调整溶液，pH值为5，然后一边搅拌一边加入浓度为0.1mol/L的高锰酸钾，直至Mn2+含量<1mg/L，再将净化罐内溶液中的铁、锰渣滤出，即得滤液为一次净化硫酸锌溶液；
S3：将S2中一次净化硫酸锌溶液泵入置换罐内，加温到52℃，之后加入浓硫酸调整溶液的pH值，添加完后，搅拌2h，然后过滤掉沉淀的重金属离子，制成纯净的硫酸锌溶液。
步骤2)：混合液制备
A1：再将步骤1)中所得的硫酸锌溶液按重量份称取1.2份和150份去离子水，将其混合放入搅拌罐内，进行高速搅拌至完全溶液，即得混合液A；
A2：向A1中制得的混合液A内加入1.2份的碳酸钾，然后继续搅拌1小时后进行离心，即可得白色沉淀物纳米针状碱式碳酸锌；
A3：再将A2中所得的白色沉淀物放入反应釜内，然后向反应釜内加入5份稀土稳定剂，7份硅烷偶联剂、5份丙烯酸甲酯，以700转/分的转速搅拌均匀后，得混合液B。
步骤3)：真空处理和超声波辐照
B1：将步骤2)中A3所得的装有混合液B的反应釜进行抽真空处理，然后加热保持其内的温度控制在150℃，保温处理60分钟；
B2：再对B1处理后的反应釜放入超声波辐照箱内，再将反应釜内温度升至350℃，压力升至0.6MPa，在此期间同时对反应釜内的溶液进行超声波辐照处理，处理时间为50分钟，然后将反应釜取出，冷却至常温，即得混合液C。
步骤4)：离心、干燥处理
C1：向步骤3)中B2所得的混合液C中加入100份无水乙醇，搅拌均匀后进行离心处理；
C2：在C1内的混合液进行离心处理后，得离心沉淀物，再对沉淀物进行干燥处理，即可制得高纯纳米氧化锌。
进一步的，S1中的高纯度锌物料为氧化锌、锌粉、锌锭中的一种。
再进一步的，S2中一次净化每隔5min采用原子吸收法检测Mn2+含量。
再进一步的，S3中pH值调整条件为：当pH值为3.5时，加入金属锌粉，当pH值达到5.4时，停止添加。
再进一步的，步骤2)的A1中搅拌条件为：搅拌时间为30分钟，转速为500转/分钟，且步骤2)至步骤4)的份数按照重量份。
再进一步的，步骤3)的B1中的抽真空处理条件为：真空度为-0.09MPa。
再进一步的，步骤3)的B2中的超声波辐照箱内为氮气保护环境，的超声波辐照箱内设置有三个超声波发射源，均设置在反应釜放置位置的外圆周上，超声波发射源两两间的夹角为120°，超声波发射源位置固定，反应釜在外力的带动下以10转/分的转速不断自转，超声波辐照处理时超声波的频率为70kHz。
再进一步的，步骤4)的C2的干燥条件为：温度控制在70℃。
其中所制得的高纯纳米氧化锌的平均粒径为25nm，且其比表面积为45m2/g。
实施例2
一种高纯纳米氧化锌的制备工艺，高纯纳米氧化锌制备工艺为以下步骤：
步骤1)：硫酸锌净化
S1：将高纯度的锌原料放入装有硫酸溶液的浸出反应罐中，进行搅拌，搅拌反应2小时得硫酸锌溶液，待浸出反应罐内硫酸锌溶液达到110g/h，将其取出过滤；
S2：将S1过滤后的硫酸锌溶液泵入净化罐内，将净化罐内液体加温到90℃，添加碳酸钙和硫酸调整溶液，pH值为5，然后一边搅拌一边加入浓度为0.1mol/L的高锰酸钾，直至Mn2+含量<1mg/L，再将净化罐内溶液中的铁、锰渣滤出，即得滤液为一次净化硫酸锌溶液；
S3：将S2中一次净化硫酸锌溶液泵入置换罐内，加温到60℃，之后加入浓硫酸调整溶液的pH值，添加完后，搅拌1h，然后过滤掉沉淀的重金属离子，制成纯净的硫酸锌溶液。
步骤2)：混合液制备
A1：再将步骤1)中所得的硫酸锌溶液按重量份称取2份和180份去离子水，将其混合放入搅拌罐内，进行高速搅拌至完全溶液，即得混合液A；
A2：向A1中制得的混合液A内加入1.7份的碳酸钾，然后继续搅拌2小时后进行离心，即可得白色沉淀物纳米针状碱式碳酸锌；
A3：再将A2中所得的白色沉淀物放入反应釜内，然后向反应釜内加入10份稀土稳定剂，12份硅烷偶联剂、10份丙烯酸甲酯，以900转/分的转速搅拌均匀后，得混合液B。
步骤3)：真空处理和超声波辐照
B1：将步骤2)中A3所得的装有混合液B的反应釜进行抽真空处理，然后加热保持其内的温度控制在160℃，保温处理30分钟；
B2：再对B1处理后的反应釜放入超声波辐照箱内，再将反应釜内温度升至400℃，压力升至0.8MPa，在此期间同时对反应釜内的溶液进行超声波辐照处理，处理时间为30分钟，然后将反应釜取出，冷却至常温，即得混合液C。
步骤4)：离心、干燥处理
C1：向步骤3)中B2所得的混合液C中加入110份无水乙醇，搅拌均匀后进行离心处理；
C2：在C1内的混合液进行离心处理后，得离心沉淀物，再对沉淀物进行干燥处理，即可制得高纯纳米氧化锌。
进一步的，S1中的高纯度锌物料为氧化锌、锌粉、锌锭中的一种。
再进一步的，S2中一次净化每隔3min采用原子吸收法检测Mn2+含量。
再进一步的，S3中pH值调整条件为：当pH值为3.5时，加入金属锌粉，当pH值达到5.4时，停止添加。
再进一步的，步骤2)的A1中搅拌条件为：搅拌时间为30分钟，转速为600转/分钟，且步骤2)至步骤4)的份数按照重量份。
再进一步的，步骤3)的B1中的抽真空处理条件为：真空度为-0.1MPa。
再进一步的，步骤3)的B2中的超声波辐照箱内为氮气保护环境，的超声波辐照箱内设置有三个超声波发射源，均设置在反应釜放置位置的外圆周上，超声波发射源两两间的夹角为120°，超声波发射源位置固定，反应釜在外力的带动下以15转/分的转速不断自转，超声波辐照处理时超声波的频率为75kHz。
再进一步的，步骤4)的C2的干燥条件为：温度控制在90℃。
其中所制得的高纯纳米氧化锌的平均粒径为20nm，且其比表面积为80m2/g。
实施例3
一种高纯纳米氧化锌的制备工艺，高纯纳米氧化锌制备工艺为以下步骤：
步骤1)：硫酸锌净化
S1：将高纯度的锌原料放入装有硫酸溶液的浸出反应罐中，进行搅拌，搅拌反应1.5小时得硫酸锌溶液，待浸出反应罐内硫酸锌溶液达到100g/h，将其取出过滤；
S2：将S1过滤后的硫酸锌溶液泵入净化罐内，将净化罐内液体加温到80℃，添加碳酸钙和硫酸调整溶液，pH值为5，然后一边搅拌一边加入浓度为0.1mol/L的高锰酸钾，直至Mn2+含量<1mg/L，再将净化罐内溶液中的铁、锰渣滤出，即得滤液为一次净化硫酸锌溶液；
S3：将S2中一次净化硫酸锌溶液泵入置换罐内，加温到57℃，之后加入浓硫酸调整溶液的pH值，添加完后，搅拌1.5h，然后过滤掉沉淀的重金属离子，制成纯净的硫酸锌溶液。
步骤2)：混合液制备
A1：再将步骤1)中所得的硫酸锌溶液按重量份称取1.6份和165份去离子水，将其混合放入搅拌罐内，进行高速搅拌至完全溶液，即得混合液A；
A2：向A1中制得的混合液A内加入1.5份的碳酸钾，然后继续搅拌1.4小时后进行离心，即可得白色沉淀物纳米针状碱式碳酸锌；
A3：再将A2中所得的白色沉淀物放入反应釜内，然后向反应釜内加入7份稀土稳定剂，10份硅烷偶联剂、7份丙烯酸甲酯，以800转/分的转速搅拌均匀后，得混合液B。
步骤3)：真空处理和超声波辐照
B1：将步骤2)中A3所得的装有混合液B的反应釜进行抽真空处理，然后加热保持其内的温度控制在155℃，保温处理50分钟；
B2：再对B1处理后的反应釜放入超声波辐照箱内，再将反应釜内温度升至370℃，压力升至0.7MPa，在此期间同时对反应釜内的溶液进行超声波辐照处理，处理时间为40分钟，然后将反应釜取出，冷却至常温，即得混合液C。
步骤4)：离心、干燥处理
C1：向步骤3)中B2所得的混合液C中加入105份无水乙醇，搅拌均匀后进行离心处理；
C2：在C1内的混合液进行离心处理后，得离心沉淀物，再对沉淀物进行干燥处理，即可制得高纯纳米氧化锌。
进一步的，S1中的高纯度锌物料为氧化锌、锌粉、锌锭中的一种。
再进一步的，S2中一次净化每隔4min采用原子吸收法检测Mn2+含量。
再进一步的，S3中pH值调整条件为：当pH值为3.5时，加入金属锌粉，当pH值达到5.4时，停止添加。
再进一步的，步骤2)的A1中搅拌条件为：搅拌时间为30分钟，转速为550转/分钟，且步骤2)至步骤4)的份数按照重量份。
再进一步的，步骤3)的B1中的抽真空处理条件为：真空度为-0.095MPa。
再进一步的，步骤3)的B2中的超声波辐照箱内为氮气保护环境，的超声波辐照箱内设置有三个超声波发射源，均设置在反应釜放置位置的外圆周上，超声波发射源两两间的夹角为120°，超声波发射源位置固定，反应釜在外力的带动下以12转/分的转速不断自转，超声波辐照处理时超声波的频率为72kHz。
再进一步的，步骤4)的C2的干燥条件为：温度控制在80℃。
其中所制得的高纯纳米氧化锌的平均粒径为17nm，且其比表面积为110m2/g。
综上所述，根据目前国内生产的高纯纳米氧化锌的锌含量大多不超过95％，且超过95％以上的高纯纳米氧化锌的比表面积大都是40～50㎡/g之间，国家标准为≥35㎡/g，本发明设计的一种高纯纳米氧化锌的制备工艺，在制备高纯纳米氧化锌时，不仅提升了高纯纳米氧化锌的比表面积，并且进一步缩小了颗粒粒径的大小，进而提升了高纯纳米氧化锌的表面活性和市场竞争力。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种高纯纳米氧化锌的制备工艺，其特征在于，所述高纯纳米氧化锌制备工艺为以下步骤：
步骤1)：硫酸锌净化
S1：将高纯度的锌原料放入装有硫酸溶液的浸出反应罐中，进行搅拌，搅拌反应1～2小时得硫酸锌溶液，待浸出反应罐内硫酸锌溶液达到90～110g/h，将其取出过滤；
S2：将S1过滤后的硫酸锌溶液泵入净化罐内，将净化罐内液体加温到70～90℃，添加碳酸钙和硫酸调整溶液，pH值为5，然后一边搅拌一边加入浓度为0.1mol/L的高锰酸钾，直至Mn2+含量<1mg/L，再将净化罐内溶液中的铁、锰渣滤出，即得滤液为一次净化硫酸锌溶液；
S3：将S2中一次净化硫酸锌溶液泵入置换罐内，加温到52～60℃，之后加入浓硫酸调整溶液的pH值，添加完后，搅拌1～2h，然后过滤掉沉淀的重金属离子，制成纯净的硫酸锌溶液。
步骤2)：混合液制备
A1：再将步骤1)中所得的硫酸锌溶液按重量份称取1～2份和150～180份去离子水，将其混合放入搅拌罐内，进行高速搅拌至完全溶液，即得混合液A；
A2：向A1中制得的混合液A内加入1.2～1.7份的碳酸钾，然后继续搅拌1～2小时后进行离心，即可得白色沉淀物纳米针状碱式碳酸锌；
A3：再将A2中所得的白色沉淀物放入反应釜内，然后向反应釜内加入5～10份稀土稳定剂，7～12份硅烷偶联剂、5～10份丙烯酸甲酯，以700～900转/分的转速搅拌均匀后，得混合液B。
步骤3)：真空处理和超声波辐照
B1：将步骤2)中A3所得的装有混合液B的反应釜进行抽真空处理，然后加热保持其内的温度控制在150～160℃，保温处理30～60分钟；
B2：再对B1处理后的反应釜放入超声波辐照箱内，再将反应釜内温度升至350～400℃，压力升至0.6～0.8MPa，在此期间同时对反应釜内的溶液进行超声波辐照处理，处理时间为30～50分钟，然后将反应釜取出，冷却至常温，即得混合液C。
步骤4)：离心、干燥处理
C1：向步骤3)中B2所得的混合液C中加入100～110份无水乙醇，搅拌均匀后进行离心处理；
C2：在C1内的混合液进行离心处理后，得离心沉淀物，再对沉淀物进行干燥处理，即可制得高纯纳米氧化锌。
2.根据权利要求1所述的一种高纯纳米氧化锌的制备工艺，其特征在于，所述S1中的高纯度锌物料为氧化锌、锌粉、锌锭中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种高纯纳米氧化锌的制备工艺，其特征在于，所述S2中一次净化每隔3～5min采用原子吸收法检测Mn2+含量。
4.根据权利要求1所述的一种高纯纳米氧化锌的制备工艺，其特征在于，所述S3中pH值调整条件为：当pH值为3.5时，加入金属锌粉，当pH值达到5.4时，停止添加。
5.根据权利要求1所述的一种高纯纳米氧化锌的制备工艺，其特征在于，所述步骤2)的A1中搅拌条件为：搅拌时间为30分钟，转速为500～600转/分钟，且步骤2)至步骤4)所述的份数按照重量份。
6.根据权利要求1所述的一种高纯纳米氧化锌的制备工艺，其特征在于，所述步骤3)的B1中的抽真空处理条件为：真空度为-0.09～-0.1MPa。
7.根据权利要求1所述的一种高纯纳米氧化锌的制备工艺，其特征在于，所述步骤3)的B2中的超声波辐照箱内为氮气保护环境，所述的超声波辐照箱内设置有三个超声波发射源，均设置在反应釜放置位置的外圆周上，超声波发射源两两间的夹角为120°，所述超声波发射源位置固定，反应釜在外力的带动下以10～15转/分的转速不断自转，所述超声波辐照处理时超声波的频率为70～75kHz。
8.根据权利要求1所述的一种高纯纳米氧化锌的制备工艺，其特征在于，所述步骤4)的C2的干燥条件为：温度控制在70～90℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811560445.XA CN109399693A (zh) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | 一种高纯纳米氧化锌的制备工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811560445.XA CN109399693A (zh) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | 一种高纯纳米氧化锌的制备工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109399693A true CN109399693A (zh) | 2019-03-01 |
Family
ID=65460242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811560445.XA Pending CN109399693A (zh) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | 一种高纯纳米氧化锌的制备工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109399693A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112142095A (zh) * | 2020-11-19 | 2020-12-29 | 安徽泰龙锌业有限责任公司 | 一种高性能纳米氧化锌制备方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001039713A (ja) * | 1999-07-26 | 2001-02-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 酸化亜鉛の製造方法 |
| CN101723447A (zh) * | 2009-11-20 | 2010-06-09 | 陕西科技大学 | 声化学—微波水热二步合成钐掺杂二氧化钛粉体的方法 |
| CN104671278A (zh) * | 2015-02-10 | 2015-06-03 | 济源市鲁泰纳米材料有限公司 | 高活性纳米氧化锌的制备方法 |
| CN104909406A (zh) * | 2015-05-28 | 2015-09-16 | 重庆大学 | 一种直接溶液法制备氧化钛纳米管的工艺 |
| CN106830051A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-06-13 | 红河学院 | 一种以工业氧化锌为原料制备纳米氧化锌粉体的方法 |
| CN107162041A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-09-15 | 安徽锦华氧化锌有限公司 | 一种高品质纳米氧化锌的制备工艺 |
| CN107337230A (zh) * | 2017-09-07 | 2017-11-10 | 济源市鲁泰纳米材料有限公司 | 一种高活性纳米氧化锌及其制备方法 |
| CN108793225A (zh) * | 2018-09-04 | 2018-11-13 | 江西广恒胶化科技有限公司 | 一种碱式碳酸锌的生产方法 |
-
2018
- 2018-12-20 CN CN201811560445.XA patent/CN109399693A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001039713A (ja) * | 1999-07-26 | 2001-02-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 酸化亜鉛の製造方法 |
| CN101723447A (zh) * | 2009-11-20 | 2010-06-09 | 陕西科技大学 | 声化学—微波水热二步合成钐掺杂二氧化钛粉体的方法 |
| CN104671278A (zh) * | 2015-02-10 | 2015-06-03 | 济源市鲁泰纳米材料有限公司 | 高活性纳米氧化锌的制备方法 |
| CN104909406A (zh) * | 2015-05-28 | 2015-09-16 | 重庆大学 | 一种直接溶液法制备氧化钛纳米管的工艺 |
| CN106830051A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-06-13 | 红河学院 | 一种以工业氧化锌为原料制备纳米氧化锌粉体的方法 |
| CN107162041A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-09-15 | 安徽锦华氧化锌有限公司 | 一种高品质纳米氧化锌的制备工艺 |
| CN107337230A (zh) * | 2017-09-07 | 2017-11-10 | 济源市鲁泰纳米材料有限公司 | 一种高活性纳米氧化锌及其制备方法 |
| CN108793225A (zh) * | 2018-09-04 | 2018-11-13 | 江西广恒胶化科技有限公司 | 一种碱式碳酸锌的生产方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112142095A (zh) * | 2020-11-19 | 2020-12-29 | 安徽泰龙锌业有限责任公司 | 一种高性能纳米氧化锌制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107971502B (zh) | 一种高分散性球形银粉的制备方法 | |
| CN107413354B (zh) | 一种负载银的氧化铜纳米复合材料的制备方法 | |
| CN101559494A (zh) | 一种核壳结构型碳化钨-钴硬质合金原料粉及其制备 | |
| CN107555470B (zh) | 一种两步法合成锌镉硫固溶体材料的方法 | |
| CN109205655B (zh) | 一种粒径为80-100nm的纳米氧化钆的制备方法 | |
| CN105036178B (zh) | 一种改性纳米氧化锌的制备方法 | |
| CN105000589B (zh) | 一种柠檬酸改性的纳米氧化锌 | |
| CN109456618A (zh) | 一种结晶型二氧化硅包裹型γ~Ce2S3红色色料及其制备方法 | |
| CN101973592A (zh) | 一种高比重球型碳酸钴的制备方法 | |
| CN106216710A (zh) | 一种高振实密度高结晶度金属银粉的制备方法 | |
| CN106745199A (zh) | 一种常压低温无模板制备中空硫化铟微球的方法 | |
| CN105481264B (zh) | 一种形貌可控的wo3薄膜的制备方法 | |
| CN107556329B (zh) | 一种多孔金属有机框架材料及其制备方法 | |
| CN102502850A (zh) | 一种锰酸锂前驱体球形氢氧化锰的制备方法 | |
| CN102962470B (zh) | 常温下制备球形超细镍粉的方法 | |
| CN109399693A (zh) | 一种高纯纳米氧化锌的制备工艺 | |
| CN107758741B (zh) | 一种掺锑纳米氧化锡粉体的制备方法 | |
| Sun et al. | Microwave-assisted synthesis and optical properties of cuprous oxide micro/nanocrystals | |
| CN108328634A (zh) | 一种铜负载铝酸锌纳米粉体及其制备方法 | |
| CN105001678A (zh) | 一种纳米氧化锌粉体材料 | |
| CN101214994B (zh) | 一种制备铜铟氧化物纳米粉体的方法 | |
| CN105753035A (zh) | 一种纳米氧化亚铜的制备方法 | |
| CN105970323B (zh) | 一种抗静电粉末及其制备方法 | |
| CN107720803A (zh) | 一种氧化亚铜纳米晶的制备方法 | |
| CN106745210B (zh) | 一种Li掺杂SrTiO3表面多孔纳米颗粒的制备方法及产物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190301 |