專利名稱：金屬有機(jī)中間體法制備納米過(guò)氧化鋅顆粒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種金屬有機(jī)中間體法制備納米 過(guò)氧化鋅顆粒的方法。
背景技術(shù)：
納米科學(xué)與納米技術(shù)是當(dāng)前最有活力的研究領(lǐng)域之一，由于納米材料的性 能以及潛在的應(yīng)用對(duì)于尺寸和形貌的依賴性，己經(jīng)報(bào)道合成了諸如納米管、納 米線、納米棒、納米盤、納米方塊等等各種形貌的納米氧化物。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)
外學(xué)者對(duì)新型氧化物光催化劑(如ZnO、 Cu20、 NiO、 Co304、 Fe304)進(jìn)行了大 量研究，取得了可喜進(jìn)展，其中氧化鋅作為半導(dǎo)體光催化劑有較高的催化活性， 具有良好的紫外吸收功能和良好的壓電性能，其體相材料的禁帶寬度為312eV， 對(duì)應(yīng)于波長(zhǎng)為387nm的紫外光，而Zn02的帶隙能比ZnO的還要高，是光催化劑中 極少數(shù)幾個(gè)可以實(shí)現(xiàn)量子尺寸效應(yīng)的氧化物半導(dǎo)體材料。在工業(yè)應(yīng)用中，過(guò)氧 化鋅可以與偶氨基化碳組合作為噴吹劑用于制造高烙點(diǎn)的合成樹(shù)脂如聚酰胺、 聚烯烴、聚酯、聚碳酸酯、ABS樹(shù)脂、聚砜樹(shù)脂等的泡沫熱塑產(chǎn)品。在多硫化 物橡膠的硫化中過(guò)氧化鋅作為硫化劑用于生產(chǎn)抗油和抗老化密封劑、管道等， 用于羰基丁腈橡膠的硫化以生產(chǎn)抗磨損橡膠。在羧酸腈基丁二烯橡膠丁晴橡膠 過(guò)氧化鋅作為硬化劑增強(qiáng)未硬化橡膠的抗燒焦能力和儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。過(guò)氧化鋅可 以用做爆炸物(如炸藥、煙火)的氧化劑和供氧劑。在陶瓷絕緣體的生產(chǎn)過(guò)程 中，加入過(guò)氧化鋅有助于加速有機(jī)粘結(jié)劑的燃或去除從而減少燒成陶瓷材料中 的殘留碳含量。在石油和天然氣開(kāi)采工業(yè)中，過(guò)氧化鋅用于配制鉆井液來(lái)分解 鉆井孔下結(jié)塊的淤泥，使開(kāi)采更加順利。此外，過(guò)氧化鋅可以用于制作醫(yī)治皮 膚病的防腐添加劑。過(guò)氧化鋅作為氧化劑和漂白劑亦可用于其它領(lǐng)域也有廣泛 的應(yīng)用。
納米Zn02材料因其獨(dú)特的性質(zhì)而具有廣闊的應(yīng)用前景，物理制備方法存在 設(shè)備昂貴，制備過(guò)程復(fù)雜，成本高，產(chǎn)率低等缺點(diǎn)，而化學(xué)法由于制備的產(chǎn)物 成本低、設(shè)備簡(jiǎn)單、產(chǎn)物純度高等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是未來(lái)制備某些實(shí)用化納米材料 最具有潛力的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種金屬有機(jī)中間體法制備納米過(guò)氧化鋅顆粒的方
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法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，該方法的歩驟如下
一、 材料配比
分析純氯化鋅ZnCl2 ，
分析純格氏試劑1.3mol/LMg(C6H )Cl/THF ， 分析純四氫呋喃C4H80 ， 濃度為99%的辛胺C8H19N ， 分析純無(wú)水乙醇C2H60 ， 分析純30%的過(guò)氧化氫H202 。
二、 制備過(guò)程
1) 將ZnCi2溶于四氫呋喃中形成濃度為0.04mol/L的透明溶液；
2) 用氮?dú)獗Ｗo(hù)，在78HW — 3型恒溫磁力攪拌儀下加入格氏試劑 Mg(C6Hu)a/THF，反應(yīng)2~3個(gè)小時(shí)后，加入辛胺C8H19N反應(yīng)15 20個(gè)小時(shí)得 淡黃色混濁溶液，其中ZnCl2，格式試劑，辛胺的摩爾比=1: 2: 1~2
3) 將以上所制備的溶液置于恒溫槽中在50~60°下加熱直至蒸干，取出蒸干 后的固態(tài)殘留物，于室溫下加入過(guò)氧化氫&02溶解，放置10 20個(gè)小時(shí)，反應(yīng) 后的混合溶液經(jīng)過(guò)10000r/min SORVALL LEGEND — T離心機(jī)離心分離 15 30min，得到固體產(chǎn)物先后用蒸餾水和無(wú)水乙醇洗滌，分別再次離心，得到 的固體在室溫下干燥成固體粉末。
為了防止ZnCl2吸水，也可以預(yù)先對(duì)ZnCl2進(jìn)行純化處理，純化處理在 ZnCl2中加入二氯亞砜于80~卯°回流1個(gè)小時(shí)，把二氯亞砜蒸干，真空中抽氣 去除剩余雜質(zhì)。
為了除去四氫呋喃中可能的水分及雜質(zhì)，預(yù)先對(duì)四氫呋喃純化處理，回流 30分鐘后收集。
由于采用了化學(xué)法，本發(fā)明具有的有益效果是
1) 整個(gè)反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，易于控制。
2) 反應(yīng)產(chǎn)物粒徑分布均勻。
3) 產(chǎn)物純度高。


圖1是按照實(shí)施例1制備的Zn02納米顆粒的XRD衍射圖； 圖2是按照實(shí)施例1制備的Zn02納米顆粒的TEM照片。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l:
按照制備過(guò)程進(jìn)行，將0.136g ZnCV溶解于25ml THF中，形成0.04mol/L 的透明溶液，在78HW — 3型恒溫磁力攪拌儀下加入1.54ml格氏試劑 Mg(C6Hu)Cl。反應(yīng)2h，加入0.165ml辛胺C8HwN，反應(yīng)15小時(shí)。以上操作均 在N2保護(hù)下進(jìn)行。將以上所制備的溶液置于恒溫槽中在50。下加熱直至蒸干。 取出蒸干后的固態(tài)殘留物，于室溫下加入20ml過(guò)氧化氫H202，反應(yīng)10h。反應(yīng) 后的混合溶液經(jīng)過(guò)10000r/min SORVALL LEGEND—T離心機(jī)離心分離15min， 得到固體產(chǎn)物用蒸餾水和無(wú)水乙醇分別分散洗滌，分別再次離心，得到的固體 在室溫下干燥成固體粉末。產(chǎn)品中過(guò)氧化鋅的純度為91% (質(zhì)量比)。圖l是對(duì) 樣品粉末進(jìn)行X射線衍射分析(XRD)。透射電子顯微鏡觀察TEM的測(cè)試是將 干燥后的粉末超聲處理分散在乙醇中，然后將溶液滴于鍍有碳膜的銅網(wǎng)上，室 溫干燥，TEM型號(hào)為JEOL200CX。圖2按實(shí)施例制備的Zn02納米顆粒的TEM 照片。
實(shí)施例2:
按照制備過(guò)程進(jìn)行，將0.136g ZnCl2溶解于25ml THF中，形成0.04mol/L 的透明溶液，在78HW — 3型恒溫磁力攪拌儀下加入1.54ml格氏試劑 Mg(C6H )Cl。反應(yīng)3h，加入0.33ml辛胺C8H19N，反應(yīng)20小時(shí)。以上操作均在 N2保護(hù)下進(jìn)行。將以上所制備的溶液置于恒溫槽中在60。下加熱直至蒸干。取 出蒸干后的固態(tài)殘留物，于室溫下加入30ml過(guò)氧化氫H202，反應(yīng)20h。反應(yīng)后 的混合溶液經(jīng)過(guò)10000r/min SORVALL LEGEND—T離心機(jī)離心分離30min，得 到固體產(chǎn)物用蒸餾水和無(wú)水乙醇分別分散洗滌，分別再次離心，得到的固體在 室溫下干燥成固體粉末。產(chǎn)品中過(guò)氧化鋅的純度為76% (質(zhì)量比)。
實(shí)施例3:
按照制備過(guò)程進(jìn)行，將0.136g ZnCl2溶解于25ml THF中，形成0.04mol/L 的透明溶液，在78HW — 3型恒溫磁力攪拌儀下加入1.54ml格氏試劑 Mg(C6H )Cl。反應(yīng)2.5h，加入0.248ml辛胺C8H19N，反應(yīng)17小時(shí)。以上操作 均在N2保護(hù)下進(jìn)行。將以上所制備的溶液置于恒溫槽中在55。下加熱直至蒸干。 取出蒸干后的固態(tài)殘留物，于室溫下加入30ml過(guò)氧化氫H202，反應(yīng)15h。反應(yīng) 后的混合溶液經(jīng)過(guò)10000r/min SORVALL LEGEND—T離心機(jī)離心分離15min， 得到固體產(chǎn)物用蒸餾水和無(wú)水乙醇分別分散洗滌，分別再次離心，得到的固體 在室溫下干燥成固體粉末。產(chǎn)品中過(guò)氧化鋅的純度為82% (質(zhì)量比)。
權(quán)利要求
1、一種金屬有機(jī)中間體法制備納米過(guò)氧化鋅顆粒的方法，其特征在于該方法的步驟如下一、材料配比分析純氯化鋅ZnCl2，分析純格氏試劑1.3mol/L Mg(C6H11)C1/THF，分析純四氫呋喃C4H8O，濃度為99％的辛胺CaH19N，分析純無(wú)水乙醇C2H6O，分析純30％的過(guò)氧化氫H2O2；二、制備過(guò)程1)將ZnCl2溶于四氫呋喃中形成濃度為0.04mol/L的透明溶液；2)用氮?dú)獗Ｗo(hù)，在78HW-3型恒溫磁力攪拌儀下加入格氏試劑Mg(C6H11)C1/THF，反應(yīng)2～3個(gè)小時(shí)后，加入辛胺C8H19N反應(yīng)1 5～20個(gè)小時(shí)得淡黃色混濁溶液，其中ZnCl2，格氏試劑，辛胺的摩爾比＝1∶2∶1～2；3)將以上所制備的溶液置于恒溫槽中在50～60°下加熱直至蒸干，取出蒸干后的固態(tài)殘留物，于室溫下加入過(guò)氧化氫H2O2溶解，放置10～20個(gè)小時(shí)，反應(yīng)后的混合溶液經(jīng)過(guò)10000r/min SORVALL LEGEND-T離心機(jī)離心分離15～30min，得到固體產(chǎn)物先后用蒸餾水和無(wú)水乙醇洗滌，分別再次離心，得到的固體在室溫下干燥成固體粉末。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬有機(jī)中間體法制備納米過(guò)氧化鋅顆粒的 方法，其特征在于預(yù)先對(duì)ZnCl2進(jìn)行純化處理，純化處理在ZnCl2中加入二 氯亞砜于80~90°回流1個(gè)小時(shí)，把二氯亞砜蒸千，真空中抽氣去除剩余雜質(zhì)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬有機(jī)中間體法制備納米過(guò)氧化鋅顆粒的 方法，其特征在于預(yù)先對(duì)四氫呋喃QH80純化處理，回流30分鐘后收集。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種金屬有機(jī)中間體法制備納米過(guò)氧化鋅的方法。采用氯化鋅和格氏試劑制備二環(huán)己基鋅前驅(qū)體，四氫呋喃作為有機(jī)溶劑，辛胺作為表面活性劑，用金屬有機(jī)中間體法在常溫下制備了納米過(guò)氧化鋅顆粒。由于采用化學(xué)方法，整個(gè)反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，易于控制；反應(yīng)產(chǎn)物粒徑分布均勻；產(chǎn)物純度高。
文檔編號(hào)C01B15/047GK101177247SQ20071015633
公開(kāi)日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月19日
發(fā)明者蔣建中, 陸永浩 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)