專利名稱：油水兩相界面間制備氧化鋅納米晶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬氧化鋅納米晶的制備領(lǐng)域，特別是涉及一種油水兩相界面間制備氧化鋅
納米晶的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，納米材料的特殊性質(zhì)受到了普遍關(guān)注，這吸引了大批學(xué)者對(duì)納米材料的 合成進(jìn)行了廣泛的研究。由于顆粒尺寸的細(xì)微變化，比表面積急劇增加，使得納米氧化鋅產(chǎn) 生起本體塊狀物所不具有的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等，因而納米氧化 鋅具有普通氧化鋅產(chǎn)品不具有的特殊功能。在紫外線照射下，納米ZnO光催化反應(yīng)可除去 多種有毒氣體，并能與多種有機(jī)物(包括細(xì)菌內(nèi)的有機(jī)物)發(fā)生氧化反應(yīng)，從而把大多數(shù) 病毒和細(xì)菌殺死，因此可被廣泛應(yīng)用于空氣凈化、廢水處理等領(lǐng)域井力強(qiáng)等，高等學(xué)?；?學(xué)學(xué)報(bào)，2001， 22 (11) : 1885-1888。在日用化妝品中添加納米Zn0，既能屏蔽紫外線防曬， 又能抗菌保健、防衰老，具有很好的護(hù)膚美容作用梁忠友，陶瓷研究，1999， 14(1) :13-15。 利用摻雜制備的納米ZnO薄膜，具有優(yōu)異的光電性能，如高的電導(dǎo)率、寬的禁帶寬度(室溫 下Eg = 3. 37eV)等，因此可應(yīng)用于太陽(yáng)能電池、電致發(fā)光等方面張志焜，國(guó)防工業(yè)出版社， 2000,107。在纖維紡織品、服飾等中摻入納米ZnO，既有屏蔽紫外線的功能，又有抗菌、防 霉、除臭的奇特功效。 納米材料的制備方法很多，在聚氧乙烯壬基苯基醚和環(huán)己烷的非離子體系中，利 用逆向膠束微反應(yīng)器制備方式，氨催化水解二丁醇鋅制備得到超細(xì)ZnO粒子Daisuke K， etc， Langmuir，2000， 16(9) :4086-4089，這樣的方法雖然產(chǎn)品的粒徑控制效果很好，但是 產(chǎn)量受到了一定的限制。將水熱合成法與模板技術(shù)相結(jié)合，也制得了不同形態(tài)、不同尺寸的 ZnO粉體Dairong Chen， etc, Solid State Communications, 2000， 113 :363-366，但是高 溫高壓的反應(yīng)設(shè)備較貴，投資較大。溶膠凝膠法也可以制得20nm的氧化鋅材料張麗華，功 能材料，1998， (10) :604-610，但是這樣的方法通常原料的成本高，而且沉淀物的洗滌、過(guò) 濾和干燥需要很高的技術(shù)。因此，尋求一種制備氧化鋅納米粒子的簡(jiǎn)便方法，提高產(chǎn)量，有 著重要的意義。 另一方面，通過(guò)兩相界面反應(yīng)可以制備出金屬和氧化物膠體[M.Brust， etc， Soc. Chem. Commun. 1994， 7， 801 ;S. A. Vorobyova， etc, Mater. Lett. 2004， 58， 863.。通過(guò)有機(jī)相 和水相兩相界面反應(yīng)制備納米晶，兼顧有有機(jī)相和水相的合成環(huán)境，既吸收了有機(jī)相和水 相合成的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又有效克服了有機(jī)相和水相合成的缺點(diǎn)，避免了昂貴的有機(jī)原料和能 耗高的制備工藝。同時(shí)，水相合成的氧化鋅納米顆粒極大程度上限制了納米氧化鋅的應(yīng)用， 而油水界面間制備的氧化鋅納米晶為其在有機(jī)相中的應(yīng)用，以及氧化鋅納米晶的表面修飾 奠定了基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種油水兩相界面間制備氧化鋅納米晶的方法，該方法簡(jiǎn)單，成本低，產(chǎn)率高，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。 本發(fā)明的一種油水兩相界面間制備氧化鋅納米晶的方法，包括 (1)取0. 04M-0. 4M的Zn鹽與0. 04M-0. 4M的表面活性劑先后加入到有機(jī)溶劑中，
8(TC攪拌30min，待冷卻后，棄去下層水相； (2)向上述加入去離子水，然后逐滴加入0. 04M-0. 4M的NaOH溶液，室溫下，磁力攪 拌lh，即得。 所述步驟(1)中Zn鹽為ZnS04溶液。所述步驟(1)表面活性劑為CH3 (CH2) 7CH = CH(CH2) 7COONa。
所述步驟(1)有機(jī)溶劑為C6H14。
所述步驟(l)Zn鹽與表面活性劑的摩爾比為1 : 2。
所述步驟(2)Zn鹽與NaOH的摩爾比為1 : 5。所述步驟(1) Zn鹽為2. 5ml 0. 4M的ZnS04溶液，表面活性劑為5ml 0. 4M的 CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7C00Na，有機(jī)溶劑為50ml的C6H14。
所述步驟(2)去離子水與NaOH溶液為12. 5ml 。
所述步驟(2)氧化鋅納米晶的粒徑為6-1 lnm。本發(fā)明首先利用加熱回流的方式使得ZnS04和CH3 (CH2) 7CH = CH(CH2) 7COONa反應(yīng)， 并最終獲得分散在C6H14中的油酸鋅，然后待此溶液冷卻以后，轉(zhuǎn)移到錐形瓶中，棄去下層水 相，并向其中加入去離子水，然后逐滴滴入NaOH水溶液，在磁力攪拌的條件下，最終獲得分 散在C6H14中的氧化鋅納米顆粒，為氧化鋅納米顆粒的制備與應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。
有益效果 (1)本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，溫度低，易于操作，重復(fù)性好，產(chǎn)率高，成本低，適合于工 業(yè)化生產(chǎn)； (2)本發(fā)明所得氧化鋅納米晶粒徑分布均勻，分散性好。


圖1是本發(fā)明的工藝流程； 圖2是實(shí)施方案1所得的氧化鋅的X射線衍射圖，衍射峰位與氧化鋅的標(biāo)準(zhǔn)峰位 一致； 圖3是實(shí)施方案1所得的氧化鋅的透射電鏡圖片，粒子平均粒徑在8nm左右；
圖4是實(shí)施方案2所得的氧化鋅的透射電鏡圖片，粒子平均粒徑在llnm左右；
圖5是實(shí)施方案3所得的氧化鋅的透射電鏡圖片，粒子平均粒徑在6nm左右。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。 實(shí)施例1 (1) 2. 5ml 0. 4M ZnS04溶液與5ml 0. 4M CH3 (CH2) 7CH = CH (CH2) 7C00Na先后置于盛有50ml C6H14的三頸燒瓶中，與8(TC下攪拌30min，待冷卻后，移入錐形瓶，棄去下清液；
(2)向錐形瓶中加入12. 5ml去離子水，12. 5ml 0. 4MNaOH溶液逐滴加入，室溫下， 磁力攪拌lh。最終得到氧化鋅納米顆粒。 方案1制得的ZnO納米粒子的透射電鏡圖片見(jiàn)圖3，由圖估算出粒子的平均粒徑約 為8nm，分散性能較好。樣品的X射線衍射圖譜見(jiàn)圖2，衍射峰位與氧化鋅的標(biāo)準(zhǔn)峰位一致， 通過(guò)Scherrer公式計(jì)算所得的粒徑大小與TEM圖片所得大小相當(dāng)。
實(shí)施例2 (1) 2. 5ml 0. 1M ZnS04溶液與5ml 0. 1M CH3 (CH2) 7CH = CH (CH2) 7COONa先后置于盛 有50ml C6H14的三頸燒瓶中，與8(TC下攪拌30min，待冷卻后，移入錐形瓶，棄去下清液；
(2)向錐形瓶中加入12. 5ml去離子水，12. 5ml 0. 1MNaOH溶液逐滴加入，室溫下， 磁力攪拌lh。最終得到氧化鋅納米顆粒。 方案2制得的ZnO納米粒子的透射電鏡圖片見(jiàn)圖4，由圖估算出粒子的平均粒徑約 為llnm，粒徑較方案l所得樣品的粒徑有所增大，這說(shuō)明在方案2濃度下實(shí)施本發(fā)明所得到
的超細(xì)粉體粒徑會(huì)變大。
實(shí)施例3 (1) 2. 5ml 0. 04M ZnS04溶液與5ml 0. 04M CH3 (CH2) 7CH = CH (CH2) 7COONa先后置于 盛有50ml C6H14的三頸燒瓶中，與8(TC下攪拌30min，待冷卻后，移入錐形瓶，棄去下清液；
(2)向錐形瓶中加入12. 5ml去離子水，12. 5ml 0. 04MNaOH溶液逐滴加入，室溫下， 磁力攪拌lh。 方案3制得的ZnO納米粒子的透射電鏡圖片見(jiàn)圖5，由圖估算出粒子的平均粒徑約 為6nm，分散性能較好。通常情況下，反應(yīng)物的濃度高，生成的納米顆粒比較小，但是考慮到 晶體成核速率與晶體生長(zhǎng)速率的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，當(dāng)濃度低到一定程度的時(shí)候，提供給晶體生長(zhǎng) 的原料較少，此時(shí)生成的納米晶粒徑反而變小。
權(quán)利要求
一種油水兩相界面間制備氧化鋅納米晶的方法，包括(1)取0.04M-0.4M的Zn鹽與0.04M-0.4M的表面活性劑先后加入到有機(jī)溶劑中，80℃攪拌30min，待冷卻后，棄去下層水相；(2)向上述加入去離子水，然后逐滴加入0.04M-0.4M的NaOH溶液，室溫下，磁力攪拌1h，即得。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油水兩相界面間制備氧化鋅納米晶的方法，其特征在 于所述步驟(1)中Zn鹽為ZnS04溶液。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油水兩相界面間制備氧化鋅納米晶的方法，其特征在 于所述步驟(1)表面活性劑為CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7COONa。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油水兩相界面間制備氧化鋅納米晶的方法，其特征在 于所述步驟(1)有機(jī)溶劑為C6H14。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油水兩相界面間制備氧化鋅納米晶的方法，其特征在 于所述步驟(l)Zn鹽與表面活性劑的摩爾比為1 : 2。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油水兩相界面間制備氧化鋅納米晶的方法，其特征在 于所述步驟(2)Zn鹽與NaOH的摩爾比為1 : 5。
7. 所述步驟(1) Zn鹽為2. 5ml 0. 4M的ZnS04溶液，表面活性劑為5ml 0. 4M的 CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7COONa，有機(jī)溶劑為50ml的C6H14。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油水兩相界面間制備氧化鋅納米晶的方法，其特征在 于所述步驟(2)去離子水與NaOH溶液為12. 5ml 。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油水兩相界面間制備氧化鋅納米晶的方法，其特征在 于所述步驟(2)氧化鋅納米晶的粒徑為6-1 lnm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油水兩相界面間制備氧化鋅納米晶的方法，包括(1)Zn鹽與表面活性劑先后加入到有機(jī)溶劑中，80℃攪拌30min，待冷卻后，棄去下層水相；(2)向上述加入去離子水，然后逐滴加入NaOH溶液，室溫下，磁力攪拌1h，即得。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，成本低，產(chǎn)率高，適合于工業(yè)化生產(chǎn)；所得氧化鋅納米晶粒徑分布均勻，分散性好。
文檔編號(hào)C01G9/00GK101696028SQ20091019765
公開(kāi)日2010年4月21日 申請(qǐng)日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者余逸男, 周興平, 趙旭 申請(qǐng)人:東華大學(xué);