一种二氧化碳制备小尺寸氧化锌的方法与流程

1.该发明涉及氧化锌制备技术领域，尤其是一种二氧化碳制备小尺寸氧化锌的方法。


背景技术：

2.cn201610681889.3提供公开了一种纳米氧化锌制备工艺，包括氧化物溶解，氧化反应，置换反应，合成反应，洗涤漂洗和干燥煅烧工艺步骤。具体工艺步骤反应如下：
3.1)氧化物溶解
4.反应方程式为：
5.zno+h2so4＝znso4+h2o
6.cuo+h2so4＝cuso4+h2o
7.feo+h2so4＝feso4+h2o
8.mno+h2so4＝mnso4+h2o
9.2)氧化反应
10.反应方程式为：
11.6feso4+2kmno4+14h2o＝2mno2↓
+6fe(oh)3↓
+k2so4+5h2so412.3mnso4+2kmno4+2h2o＝5mno2↓
+k2so4+2h2so413.3)置换反应
14.反应方程式为：cuso4+zn＝cu
↓
+znso415.4)合成反应
16.反应方程式为：
17.3znso4+4nh3·
h2o+2nh4hco3＝znco3·
2zn(oh)2·
h2o
↓
+3(nh4)2so4+co2↑
18.200810300096.8公开一种纳米氧化锌的制备方法，涉及无机化合物材料制造技术领域，该方法是将氧化锌置入自身重量5～10倍、40℃～75℃的去离子水中搅拌制得氧化锌溶液，然后向该溶液中饱和地通入co2气体，搅拌、加热升温到85℃～90℃，保温240～450分钟，然后停止通入co2气体和加热，再进行压滤、干燥、粉碎、焙烧和制得纳米氧化锌。
19.微爆破的裂变反应和热分解反应的化学式为：
20.3zno+co2+3h2o
→
znco3.2zn(oh)2.h2o
ꢀꢀꢀꢀ
(1)
21.znco3.2zn(oh)2.h2o
→
3zno+co2+3h2o
ꢀꢀꢀ
(2)
22.cn201010172445.x一种生产纳米级碳酸锌、氧化锌的新方法，它包括如下工艺步骤：先将计量好的比重为30-31玻美的硫酸锌(znso4)水溶液放入复分解釜内，再将含碳酸钠(na2co3)28％-30％的碳酸钠水溶液过滤后分两次缓慢地加入复分解釜内，形成主要含钠米级(细度达600-800纳米)碱式碳酸锌(zn(oh)2.znco3)的混合料浆，再将主要含钠米级碱式碳酸锌的混合料浆压滤，并在压滤机中用水洗净硫酸根(so
42-)离子后，送至干燥室干燥，再用破碎机送至旋转闪蒸干燥机中煅烧后，进入收尘室内，即成纳米级氧化锌(zno)。本发明与现有技术相比，具有氧化锌的细度细，比表面积大，煅烧时间短、耗能低等特点。
23.由于碱式碳酸锌的锻烧温度低(450-500℃)，二氧化碳会吸热，导致煅烧时产品的实际温度只有250-300℃，因而煅烧时间长，得到的氧化锌纳米材料直径比较粗，比表面积较小，尺寸大小不均一，分散性也不够好，影响了纳米氧化锌纳米的应用性能。


技术实现要素：

24.该发明公开了一种二氧化碳制备小尺寸氧化锌的方法，属于氧化锌制备技术领域。
25.一种二氧化碳制备小尺寸氧化锌的方法：包括以下步骤：
26.a.将无机锌盐与去离子水按体积比1:5-10进行调浆浆化，组成混合浆料，然后加入相容悬浮剂；
27.b.碳化处理：将所述的浆料在设定温度和压力条件下，通入二氧化碳进行碳化处理2-6小时，有反应生成物锌盐产生；
28.c.将上述的锌盐用去离子水洗涤，再将产物置于60-70℃烘箱中干燥8-10小时，然后放入马弗炉中煅烧1-4小时，即得纳米氧化锌。
29.进一步的，所述的无机锌盐为氧化锌；
30.进一步的，所述相容悬浮剂含量为混合浆料的质量百分比的3-7％；
31.进一步的，所述相容悬浮剂的制备方法为：
32.按重量份，将10-18份乙烯基溴化锌，0.5-5份(r)-4-巯基-2-吡咯烷酮，5-11份二巯基丙磺酸钠，100-200份有机溶剂，加入2-10份的三乙胺，80-90℃搅拌，反应1-3h，蒸馏除去有机溶剂，得到相容悬浮剂；
33.进一步的，所述有机溶剂为dmf或氯仿；
34.进一步的，所述碳化处理温度为60-80℃，压力0.4-0.7mpa；
35.进一步的，所述马弗炉煅烧温度为550-650℃。
36.反应机理为：
37.乙烯基溴化锌分别与(r)-4-巯基-2-吡咯烷酮，5-11份二巯基丙磺酸钠发生巯基加成反应，得到的相容悬浮剂含有锌元素，吡咯烷酮，可以与氧化锌相容性提高，吸附于zno纳米晶晶核表面，有利于限制其成核尺寸和生长方向。
[0038][0039]
技术效果为：
[0040]
(1)本发明制备的氧化锌纳米粒径比表面积大，分散性好，化学活性高；
[0041]
(2)使纳米氧化锌粉末具有优异的表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。
附图说明
[0042]
图1为原料氧化锌的电镜图。
[0043]
图2为实施例2制备的小尺寸氧化锌的电镜图。
具体实施方式
[0044]
实施例1
[0045]
一种二氧化碳制备小尺寸氧化锌的方法：包括以下组分：
[0046]
a.将氧化锌与去离子水共120ml按体积比1:5进行调浆浆化，组成混合浆料，然后加入相容悬浮剂，为混合浆料的质量百分比含量3％；
[0047]
b.碳化处理：将所述的浆料在压力0.4mpa，温度60℃下，通入二氧化碳进行碳化处理2小时；有反应生成物锌盐产生；
[0048]
c.将上述的锌盐用去离子水洗涤，再将产物置于60℃烘箱中干燥10小时，然后放入马弗炉中550℃煅烧2小时，即得纳米氧化锌。
[0049]
所述相容悬浮剂的制备方法为：
[0050]
将10g乙烯基溴化锌，0.5g(r)-4-巯基-2-吡咯烷酮，5g二巯基丙磺酸钠，100g dmf，加入2g三乙胺，80℃搅拌，反应1h，蒸馏除去dmf，得到相容悬浮剂。
[0051]
实施例2
[0052]
一种二氧化碳制备小尺寸氧化锌的方法：包括以下组分：
[0053]
a.将氧化锌与去离子水共120ml按体积比1:6进行调浆浆化，组成混合浆料，然后加入相容悬浮剂，为混合浆料的质量百分比含量4％；
[0054]
b.碳化处理：将所述的浆料在压力0.5mpa，温度60℃下，通入二氧化碳进行碳化处理3小时；有反应生成物锌盐产生；
[0055]
c.将上述的锌盐用去离子水洗涤，再将产物置于65℃烘箱中干燥9小时，然后放入马弗炉中550℃煅烧3小时，即得纳米氧化锌。
[0056]
所述相容悬浮剂的制备方法为：
[0057]
将12g乙烯基溴化锌，1.5g(r)-4-巯基-2-吡咯烷酮，7g二巯基丙磺酸钠，120g dmf，加入4g三乙胺，80℃搅拌，反应2h，蒸馏除去dmf，得到相容悬浮剂。
[0058]
实施例3
[0059]
一种二氧化碳制备小尺寸氧化锌的方法：包括以下组分：
[0060]
a.将氧化锌与去离子水共120ml按体积比1:7进行调浆浆化，组成混合浆料，然后加入相容悬浮剂，为混合浆料的质量百分比含量5％；
[0061]
b.碳化处理：将所述的浆料在压力0.6mpa，温度70℃下，通入二氧化碳进行碳化处理4小时；有反应生成物锌盐产生；
[0062]
c.将上述的锌盐用去离子水洗涤，再将产物置于70℃烘箱中干燥8小时，然后放入马弗炉中550℃煅烧4小时，即得纳米氧化锌。
[0063]
所述相容悬浮剂的制备方法为：
[0064]
将14g乙烯基溴化锌，2.5g(r)-4-巯基-2-吡咯烷酮，9g二巯基丙磺酸钠，150g dmf，加入6g三乙胺，90℃搅拌，反应2h，蒸馏除去dmf，得到相容悬浮剂。
[0065]
实施例4
[0066]
一种二氧化碳制备小尺寸氧化锌的方法：包括以下组分：
[0067]
a.将氧化锌与去离子水共120ml按体积比1:8进行调浆浆化，组成混合浆料，然后加入相容悬浮剂，为混合浆料的质量百分比含量6％；
[0068]
b.碳化处理：将所述的浆料在压力0.6mpa，温度80℃下，通入二氧化碳进行碳化处
理5小时；有反应生成物锌盐产生；
[0069]
c.将上述的锌盐用去离子水洗涤，再将产物置于70℃烘箱中干燥8小时，然后放入马弗炉中650℃煅烧3小时，即得纳米氧化锌。
[0070]
所述相容悬浮剂的制备方法为：
[0071]
将16g乙烯基溴化锌，3.5g(r)-4-巯基-2-吡咯烷酮，9g二巯基丙磺酸钠，180g dmf，加入8g三乙胺，90℃搅拌，反应2h，蒸馏除去dmf，得到相容悬浮剂。
[0072]
实施例5
[0073]
一种二氧化碳制备小尺寸氧化锌的方法：包括以下组分：
[0074]
a.将氧化锌与去离子水共120ml按体积比1:9进行调浆浆化，组成混合浆料，然后加入相容悬浮剂，为混合浆料的质量百分比含量7％；
[0075]
b.碳化处理：将所述的浆料在压力0.7mpa，温度80℃下，通入二氧化碳进行碳化处理6小时；有反应生成物锌盐产生；
[0076]
c.将上述的锌盐用去离子水洗涤，再将产物置于70℃烘箱中干燥9小时，然后放入马弗炉中650℃煅烧4小时，即得纳米氧化锌。
[0077]
所述相容悬浮剂的制备方法为：
[0078]
将18g乙烯基溴化锌，4.5g(r)-4-巯基-2-吡咯烷酮，11g二巯基丙磺酸钠，200g dmf，加入10g三乙胺，90℃搅拌，反应3h，蒸馏除去dmf，得到相容悬浮剂。
[0079]
对比例1
[0080]
一种二氧化碳制备小尺寸氧化锌的方法：包括以下组分：
[0081]
a.将氧化锌与去离子水共120ml按体积比1:5进行调浆浆化，组成混合浆料；
[0082]
b.碳化处理：将所述的浆料在压力0.4mpa，温度60℃下，通入二氧化碳进行碳化处理2小时；有反应生成物锌盐产生；
[0083]
c.将上述的锌盐用去离子水洗涤，再将产物置于60℃烘箱中干燥10小时，然后放入马弗炉中550℃煅烧2小时，即得纳米氧化锌。
[0084]
对比例2
[0085]
一种二氧化碳制备小尺寸氧化锌的方法：包括以下组分：
[0086]
a.将氧化锌与去离子水共120ml按体积比1:5进行调浆浆化，组成混合浆料，然后加入相容悬浮剂，为混合浆料的质量百分比含量3％；
[0087]
b.碳化处理：将所述的浆料在压力0.4mpa，温度60℃下，通入二氧化碳进行碳化处理2小时；有反应生成物锌盐产生；
[0088]
c.将上述的锌盐用去离子水洗涤，再将产物置于60℃烘箱中干燥10小时，然后放入马弗炉中550℃煅烧2小时，即得纳米氧化锌。
[0089]
所述相容悬浮剂的制备方法为：
[0090]
将10g乙烯基溴化锌，0.5g(r)-4-巯基-2-吡咯烷酮，100g dmf，加入2g三乙胺，80℃搅拌，反应1h，蒸馏除去dmf，得到相容悬浮剂。
[0091]
对比例3
[0092]
一种二氧化碳制备小尺寸氧化锌的方法：包括以下组分：
[0093]
a.将氧化锌与去离子水共120ml按体积比1:5进行调浆浆化，组成混合浆料，然后加入相容悬浮剂，为混合浆料的质量百分比含量3％；
[0094]
b.碳化处理：将所述的浆料在压力0.4mpa，温度60℃下，通入二氧化碳进行碳化处理2小时；有反应生成物锌盐产生；
[0095]
c.将上述的锌盐用去离子水洗涤，再将产物置于60℃烘箱中干燥10小时，然后放入马弗炉中550℃煅烧2小时，即得纳米氧化锌。
[0096]
所述相容悬浮剂的制备方法为：
[0097]
将10g乙烯基溴化锌，5g二巯基丙磺酸钠，100g dmf，加入2g三乙胺，80℃搅拌，反应1h，蒸馏除去dmf，得到相容悬浮剂。
[0098]
对比例4
[0099]
一种二氧化碳制备小尺寸氧化锌的方法：包括以下组分：
[0100]
a.将氧化锌与去离子水共120ml按体积比1:5进行调浆浆化，组成混合浆料，然后加入相容悬浮剂，为混合浆料的质量百分比含量3％；
[0101]
b.碳化处理：将所述的浆料在压力0.4mpa，温度60℃下，通入二氧化碳进行碳化处理2小时；有反应生成物锌盐产生；
[0102]
c.将上述的锌盐用去离子水洗涤，再将产物置于60℃烘箱中干燥10小时，然后放入马弗炉中550℃煅烧2小时，即得纳米氧化锌。
[0103]
所述相容悬浮剂的制备方法为：
[0104]
将0.5g(r)-4-巯基-2-吡咯烷酮，5g二巯基丙磺酸钠，100g dmf，加入2g三乙胺，80℃搅拌，反应1h，蒸馏除去dmf，得到相容悬浮剂。
[0105]
表1实施例及对比例数据
[0106]