制备纳米氧化锌前驱体碱式碳酸锌的热解动力学

采用碳酸氢铵法由粗氧化锌制备纳米氧化锌。研究了碳酸氢铵法制备纳米氧化锌前驱体碱式碳酸锌的组成、热解温度、纳米氧化锌晶型,以及前驱体热解动力学。研究表明:前驱体碱式碳酸锌的组成为Zn5(CO3)2(OH)6,它在222℃左右开始分解,在250℃左右强烈分解为氧化锌、水和二氧化碳,温度高于265℃后分解接近完全。前驱体在600℃下热解1h得属于六方晶系的纳米氧化锌,空间群为C46V%DP63mc。Zn5(CO3)2(OH)6热解反应的表观活化能Ea为184.59kJ/mol,表观频率因子A为4.98×1018s-1,动力学机理就是随机核化机理,遵从Aurami方程Ⅱf(α)=3(1-α)[-ln(1-α)]2/3。     

碳铵法制备纳米氧化锌的研究

一种纳米氧化锌的制备方法，其过程包括：以硫酸锌和碳酸铵(或碳酸氢铵和氨水)为原料中和制备碱式碳酸锌，碱式碳酸锌经水洗除掉硫酸根后，再醇洗、干燥、煅烧，制备了纳米氧化锌。经表观密度、比表面积、孔容积和透射电镜(TEM)的测定，确定了研制的物料为纳米氧化锌，粒子峰值为10～20nm。     

热分解碱式碳酸锌制备特定晶粒尺寸纳米氧化锌及机理研究

以硝酸锌和碳酸氢铵为原料,采用热分解碱式碳酸锌工艺制备纳米氧化锌。通过煅烧产物的XRD分析,确定了前驱体最佳热分解温度,得出了煅烧温度、时间与平均晶粒尺寸的关系。通过对不同煅烧温度产物的透射电镜微观形貌观察、分析,阐述了热分解纳米氧化锌的形成机理。实验结果表明,前驱体最佳热分解温度为200℃;在200~600℃的煅烧温度下可形成晶粒尺寸为8.4~29.3 nm的纳米氧化锌;纳米氧化锌平均晶粒尺寸与煅烧温度为指数函数关系,而与煅烧时间为幂函数关系;纳米氧化锌在热分解过程中,首先形成纳米孔,随后孔和孔连通形成纳米孔道,最后形成表面圆滑的棒状纳米氧化锌。     

利用次氧化锌粉制备活性氧化锌工艺研究

研究了利用硫酸浸出次氧化锌粉制备活性氧化锌的工艺。讨论了浸出过程中液固比、硫酸浓度对浸出率的影响;采用加氧化锌粉末、加热、调节pH和锌粉置换的方法提纯硫酸锌溶液;采用碳酸氢铵作为沉淀剂制备前驱体碱式碳酸锌。通过实验,确定了利用次氧化锌粉制备活性氧化锌的工艺参数。采用扫描电镜和X射线衍射对活性氧化锌进行了表征,结果表明：活性氧化锌的粒度分布均匀,形貌为球形立方,产品纯度高,氧化锌质量分数为99.48%。     

不同碳酸盐沉淀剂热分解法制备纳米氧化锌

以硝酸锌为锌源,分别以碳酸钠和碳酸氢铵为沉淀剂,采用热分解碱式碳酸锌工艺制备纳米氧化锌。通过热重分析、晶型测试、平均粒径测试、微观形貌观察等系列对比,分析了以两种碳酸盐为沉淀剂制备氧化锌的过程,建立了生长动力学方程,对比了微观形貌和分散状态。实验结果表明,以碳酸氢铵为沉淀剂制备的前驱体在煅烧温度为200 ℃后直接生成纳米氧化锌,而以碳酸钠为沉淀剂制备的前驱体在煅烧温度为200~250 ℃时先生成碳酸锌然后在300 ℃时完全转变为氧化锌;两种沉淀剂制备纳米氧化锌的生长过程符合不同指数方程生长关系,以碳酸钠为沉淀剂制备纳米氧化锌的生长满足方程y=2.775 04e^{0.004 76x},而以碳酸氢铵为沉淀剂制备纳米氧化锌的生长满足方程y=5.152 96e^{0.002 85x},对比来看以碳酸氢铵为沉淀剂制备纳米氧化锌在相同温度下得到的晶粒尺寸要小;从粒度分布和透射电镜观察分析,在相同温度下也是以碳酸氢铵为沉淀剂制备的纳米氧化锌的粒径较小。     

次氧化锌的资源化研究

在次氧化锌的资源化过程中,酸浸后经除杂预处理得到含锌精制液,再用碳酸钠合成前躯体碱式碳酸锌,然后在合适的温度下煅烧得到活性氧化锌。其中中间体碱式碳酸锌的杂质控制及其粒径控制为制备活性氧化锌的关键,在确定的工艺条件下获得的活性氧化锌达到了HG/T2572-2006的质量技术要求,具有很好的活性及较高的比表面积。     

直接沉淀法制备纳米氧化锌工艺研究

提供一种以醋酸锌与碳酸氢铵为原料，添加表面活性剂，直接沉淀法制备纳米氧化锌的新工艺。讨论了反应物浓度和配比、反应温度、反应时间、前驱物碱式碳酸锌热分解温度对纳米氧化锌形成的影响。采用透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、热重／差热分析（TG／DTA）等方法对制备的纳米氧化锌进行表征，结果为：制得的氧化锌的平均粒径在20—80nm，晶型为六方晶系。     

闪速动态煅烧技术在纳米氧化锌生产中的应用

采用新型闪速动态煅烧技术装备，在活性纳米氧化锌生产中应用。碱式碳酸锌干燥至热分解过程在一条生产线分2步完成，粉体瞬间充分热分解，限制粒径长大，避免团聚，得到高活性、高纯度纳米氧化锌，系统粉体总回收率≥99．9％。碱式碳酸锌热分解温度450～600℃，产品中氧化锌质量分数99％～99．9％，比表面积80～120m^2／g，堆积密度0．22～0．25g／cm^3。     

工业级纳米氧化锌的合成及性能

以七水硫酸锌、碳酸氢铵为原料,通过液相沉淀法合成纳米氧化锌前体,并焙烧获得纳米氧化锌。本文采用XRD、TG-DSC、TEM、BET等测试手段对纳米氧化锌及其前体进行表征,研究了焙烧温度对所制备氧化锌形貌、晶型及脱硫活性的影响,结果表明:所获得的碱式碳酸锌为不规则纳米晶,晶粒尺寸约为2~10nm;在不同的焙烧温度下所获得的纳米氧化锌的综合性能存在较大差异,其中在焙烧温度300℃处理所得纳米氧化锌综合性能较高,其晶粒尺寸为5~10nm之间,结晶度较完整,比表面积为41.41m²/g,在220℃脱硫活性较高,穿透硫容>25%;随着焙烧温度的提高,纳米氧化锌的晶化程度加大,表面性质被破坏,比表面积急剧下降,颗粒团聚严重;焙烧温度太低,则纳米氧化锌前体分解不完全,影响其纯度。     

煅烧温度对纳米氧化锌纯度的影响及其机理探讨

以碳酸钠和硝酸锌为原料,采用高温固相煅烧热分解方法制备高纯度纳米氧化锌。通过滴定分析了产物的纯度,结合产物的中位粒径测试,确定了高纯度氧化锌制备的煅烧温度。通过对特定煅烧温度下产物的X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、激光粒度、乙二胺四乙酸二钠滴定分析,阐述了高纯度纳米氧化锌形成机理。研究表明,碱式碳酸锌在煅烧温度高于200℃时可以完全分解,随着温度进一步升高,产物的纯度逐渐升高;当煅烧温度高于400℃时,产物的纯度大于95%,满足GB/T 19589—2004《纳米氧化锌》3类的要求;当煅烧温度为600℃时,产物中位粒径最小(345 nm);热分解法制备高纯度纳米氧化锌,经历了碱式碳酸锌分解为氧化锌、二氧化碳、水和在不同煅烧温度下建立氧化锌、二氧化碳、水的吸附-脱附平衡两个物理化学过程。     

用锌渣制备高纯氧化锌

介绍了利用锌渣为原料生产高纯氧化锌的方法。采用黄铁矾法除去大部分铁，通过控制ｐＨ值进一步除铁，用锌粉或锌屑还原除去重金属，用氨水为沉淀剂，最终可使氧化锌的含量达９９．８６％以上。     

从副产锌泥制备饲料级氧化锌

研究了以次硫酸氢钠甲醛副产锌泥为原料,经化浆、净化、过滤、洗涤、干燥、煅烧制备饲料级氧化锌的工艺过程,重点考察了制备工艺中除杂条件以及煅烧温度和煅烧时间对产品质量的影响。结果表明：采用去离子水化浆,采用质量分数为27.5%的过氧化氢水溶液氧化除去少量次硫酸氢钠甲醛,以锌粉置换出重金属,再用硫化钠作沉降剂除去剩余的微量的重金属,控制煅烧温度为900 ℃、煅烧时间为4 h,可制备出纯度达到99.5%的饲料级氧化锌产品。经检测,制备的氧化锌符合HG/T 2792-1996《饲料添加剂 氧化锌》一等品标准。     

一种用初级氧化锌粉制备活性氧化锌工艺

研究了硫酸浸出初级氧化锌粉末制备活性氧化锌的工艺，讨论了浸出过程中液固质量比、硫酸质量分数对浸出率的影响。在硫酸锌溶液净化中，选择过硫酸铵除铁的方法。确定了活性氧化锌制备工艺参数，采用廉价的碳酸氢铵作为锌的沉淀剂制备前驱体，选择600℃煅烧前驱体4h。采用透射电镜和X衍射对产物活性氧化锌进行了表征。结果表明：活性氧化锌的粒度分布均匀，形貌为近似球形，其平均粒径为80nm，产品纯度高。采用化学法分析产物，其氧化锌质量分数为99．18％。     

锌灰制备碱式碳酸锌和超细氧化锌及表征

室温下采用氨浸出锌灰制得碱式碳酸锌,再经煅烧制得超细氧化锌。研究了在合成碱式碳酸锌过程中表面活性剂对碱式碳酸锌和氧化锌颗粒尺寸与形貌的影响。结果表明,聚乙二醇（PEG20000）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP-K30）这两种表面活性剂对颗粒的分散效果最好,制得的碱式碳酸锌颗粒为无定形片状且分散均匀,平均粒径为1 μm,煅烧后的氧化锌颗粒为六方晶系纤锌矿结构,粒径约为0.7 μm。添加PVP-K30比添加PEG20000的碱式碳酸锌热分解温度高。添加PEG和PVP的碱式碳酸锌反应活化能分别为139.9 kJ/mol和146.8 kJ/mol。     

氧化锌精制的生产实践

以氧化锌为原料，利用精制炉生产特种陶瓷用精制氧化锌。介绍了主要的工艺流程、设备投资、主要原材料和技术经济指标及产品质量。工艺简单、无污染、投资少。产品质量经陶瓷厂家大批量使用，氧化锌化学指标和物理规格符合特种陶瓷需要。     

Cyclic voltammetric study of zinc and zinc oxide electrodes in 5.3 M KOH

The behaviour of zinc and zinc oxide in 5.3 M KOH in the presence of alkaline earth oxides, SnO, Ni(OH)₂ and Co(OH)₂ was examined by cyclic voltammetry. The influence of the alkaline earth oxides was compared with additives of established effects (Bi₂O₃, LiOH, Na₂CO₃ and CdO). The alkaline earth oxide each exhibits a distinct behaviour towards zincate. Whereas, a single process of interaction with zincate was shown by CaO; two modes of reaction were obtained with SrO and BaO. Solid solution formation was noticed with BeO and MgO. The other additives forming solid solution with ZnO were CdO, SnO. The ionic sizes of Ni(OH)₂ and Co(OH)₂ allow solid solution formation with Zn(OH)₂. Both Bi₂O₃ and Na₂CO₃ enter into complexation with zincate. LiOH forms two distinct zincates, of which one is an oxo zincate leaching the `hydroxyl' functionality. Cyclic voltammetry revealed the deposition of the oxide/hydroxide additives as metal prior to the onset of zinc deposition and the potential range for this additive metal deposition is almost the same for different additives (SnO, CdO, Ni(OH)₂). The beneficial action of these additives to zinc alkaline cells is associated with a substrate effect. The implication of this electrocatalytic deposition of metals on a zinc oxide electrode is also discussed.     

锌灰制备活性氧化锌新工艺

以炼锌厂废锌灰为原料，经硫酸浸取制备活性氧化锌，考察了工艺条件对锌浸出率的影响。实验结果表明：锌灰在50℃浸取，酸用量40g／L，可使锌的溶出率达92．8％。碱式碳酸锌最佳水解温度为40℃，水解时间为2h，pH为7．5时，溶液中锌质量浓度为10g／L，得到96％以上的水解率。采用该工艺制得的氧化锌符合HG／T2572-1994。     

Effect of time of application on the effectiveness of zinc sulphate and zinc oxide as sources of zinc for wheat

Field experiments with wheat were conducted for two years on flood plain alluvial soils to study the effectiveness of soil application of zinc sulphate and zinc oxide at 0, 15, 45, 60, 75 and 90 days after sowing. Yield and zinc uptake of wheat increased significantly with the application of zinc. Delaying the application of both zinc sulphate and zinc oxide up to 45 days of sowing did not adversly affect the zinc nutrition of wheat. However, delaying the application for 75 or 90 days after sowing eliminated the response. Zinc sulphate, when applied within 60 days of sowing performed better than zinc oxide. In a laboratory study, zinc sulphate maintained a higher level of zinc in the soil solution than zinc oxide at least over a 3-week period.     

负载型纳米氧化锌在橡胶中的应用研究

氧化锌作为一种良好的硫化活性剂,在橡胶生产中已被广泛使用,但锌基材料对人体健康和生态环境存在不良影响,因此如何在橡胶配方中减少锌的含量已经成为目前橡胶行业重要的研究课题。纳米氧化锌因为具有纳米粒子特有的优势,因此在使用中可以达到锌减量的目的,但纳米粒子容易团聚,限制了纳米效应的发挥;广东韶关凯鸿纳米材料有限公司开发了一种负载型的纳米氧化锌,将纳米氧化锌粒子包覆在载体上的新型制品,提高反应活性,减少团聚,可以使纳米氧化锌充分发挥纳米粒子的优势,同时有效的减少锌在橡胶制品中的残余量。本工作分别采用普通氧化锌、纳米氧化锌、负载型纳米氧化锌(C型、A型、S型)作为活化剂,其中负载型纳米氧化锌依据载体不同进行分类,C型的载体为碳酸钙,A型的载体为氧化铝,S型载体为二氧化硅。通过各项性能测试实验,重点研究负载型纳米氧化锌对橡胶综合性能的影响。实验结果表明,相对于普通氧化锌,负载型纳米氧化锌作为活化剂,可以在锌的使用量明显下降的情况下,制备出达到甚至优于普通氧化锌制品性能的橡胶复合材料。其中,3份用量的A型负载型纳米氧化锌的活化作用最优。