文档介绍：桂林理工大学
硕士学位论文
机械力固相化学法制备纳米氧化锌研究
姓名:魏伟
申请学位级别:硕士
专业:材料科学与工程
指导教师:王林江;王茗
20100401
摘要对氧化锌纳米粉体进行表面改性,有利于提高氧化锌在聚合物中的相容性和分散性。传统的粉体表面改性通常是先制备氧化锌纳米粉体,然后加入有机试剂进行改性处理,这使得工艺复杂,成本增加。本论文以固相化学反应与机械化学法为理论基础,利用机械力固相化学法制备纳米氧化锌,并对其做进一步的改性处理。首次以醋酸锌、氢氧化钠、硬脂酸为原料,采用机械化学法,一步制备出具有表面亲油性能的氧化锌粉体。借助、⒓す饽擅琢6炔馐缘确椒ǘ苑厶进行了表征,研究了机械力固相化学法制备纳米氧化锌及其改性的机理和影响因素,并对制各的复合粒子进行有关性能和效果分析测试。取得如下结论:一、通过研磨醋酸锌与氢氧化钠的混合粉末,无需其它步骤,可一步制备出纳米级别氧化锌粉末;在研磨过程中,干法研磨相比加入酒精后的湿法研磨,能够制备出粒度更小的氧化锌粉末。从鄄欤诜ㄑ心ブ票傅难趸苛6任.⒚祝7ㄖ票缚帕A6微米:三、对用研磨法、普通球磨、高速摆振球磨制备出氧化锌粉末进行粒度表征和电镜观察可知,三种机械力作用方式获得产物的粒度依次减小,其中采用高速摆振球磨法得到的氧化锌粉末粒度可以达到。对产物进行治龇⑾郑址绞交竦貌锏难趸亢恳来卧龃螅咚侔谡鹎磨可使原料完全反应。说明高速摆震球磨可以有效降低氧化锌粉体平均粒度,提高氧化锌产率:四、使用高速摆震球磨方式,选取不同球磨作用时间/缘玫降牟进行粒度测试和比较可知:在机械力作用过程中,物料的粉碎与团聚存在平衡关系,过短的研磨时间会导致物料粉碎不充分,表面活性低,最终影响反应的完全进行。过长的研磨时间也会导致物料颗粒向团聚方向移动,影响最终产物的粒度大小。实验结果表明,当摆振球磨时间为分钟时,可得到稳定粒度分布的产物颗粒;在研磨前的起始原料中加入硬脂酸,可以一步制备出亲油性的氧化锌粉体,馐员明硬脂酸的加入对纳刹徊跋臁Mü齀焱夥治隹芍#谇蚰ス讨校姿嵝坑肭庋趸钠反应得到的产物水与氧化锌颗粒表面形成羟基,对硬脂酸包覆氧化锌的反应起到了积极作用。硬脂酸中的羧基与氧化锌颗粒表面的羟基发生了酯化反应,并在表面形成有机膜。亲油度测定表明氧化锌粉末由亲水性转化为亲油性;六、通过控制球磨时间和硬脂酸加入量,结合⒘6确治觥⑶子投炔舛ǖ缺碚魇侄危怨艺进行优化,得到最优制备条件:当球磨时间为⒂。鄄毂砻餮趸课A街础关键词:机械化学法:氧化锌;表面改性二、五、
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第一章绪论、纳米材料简介引言纳米级氧化锌是一种新型的功能精细无机材料,又称为超微细氧化锌。由于氧化锌颗粒尺寸的细微化,使得纳米氧化锌具有了其本体块状材料所不具备的表面效应、小尺寸效应、量子效应和久保效应等纳米效应。这一新的物质状态,赋予了氧化锌在科技领域的许多新用途。与传统氧化锌粉末相比,纳米氧化锌广泛的应用范围决定了它在纳米材料中的重要地位。目前,关于纳米氧化锌的制备方法研究已取得很多成果。常见的纳米氧化锌制备方法包括沉淀法、溶胶一凝胶法、微乳液法、水热法、以及固相合成法等等。但目前这些方法普遍存在步骤繁复,能耗高等缺点。在研究纳米氧化锌的制备方法同时,氧化锌颗粒的表面修饰也引起了广泛关注。对纳米氧化锌进行表面修饰,一方面可以减少纳米氧化锌颗粒由于高表面活性所导致的团聚现象;另一方面,对纳米氧化锌颗粒进行表面修饰,可有效改变其有机相容性,有助于纳米氧化锌最大程度的发挥其纳米功效。目前常用的表面修饰方法包括物理法、化学法滔喾ā⒁合喾ā⑵法、微胶囊法⒒盗Хǖ取H绻豢悸且陨戏椒ㄋ票覆锏男阅懿钜欤ゴ修饰效果来看,如果能在目标产物生成初始阶段第一时间对其改性,则效果通常最好。本论文将在固相化学反应与机械化学法的理论基础上,利用机械力固相化学法制备纳米氧化锌,并对其做进一步的改性处理。探索了机械力固相化学法制备纳米氧化锌极其改性的机理和影响因素,并对制备的复合粒子进行有关性能和效果分析测试,为纳米氧化锌的工业化制备技术的发展提供了理论与实践依据。一纳米是十亿分之一米。可以这样做一个比较Ⅲ:一根头发的直径大约是灰桓龊煅G蛳赴嘉而一个水分子的断面尺寸约为。。在纳米尺度下的材料将会出现表面效应、小尺寸效应以及量子效应。一般认为材料特性变化是由于两个原因:第一是因为纳米材料具有较大的比表面积,能使它的化学反应更容易进行并能影响它的力学和电特性;第二是由于量子效应在纳米尺度上开始对物质的性质起支配作用,将影响材料的光、电和磁性