碳酸鋅納米針的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種碳酸鋅納米針的制備方法，屬于納米材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明以乙酸鋅、碳酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉作為原料，水為溶劑，首先將乙酸鋅、碳酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉與水混合后置于反應(yīng)釜內(nèi)并密封，于溫度200-300℃、保溫1-24h，最終在反應(yīng)釜內(nèi)壁表面得到了絮狀白色沉積物，即為碳酸鋅納米針。本發(fā)明制備過(guò)程簡(jiǎn)單、對(duì)環(huán)境無(wú)污染，制備出的碳酸鋅納米針在發(fā)光材料、脫硫劑、催化劑、緩蝕劑、除硫劑、發(fā)泡劑、收斂劑、皮膚保護(hù)劑及作為乳膠制品和油漆的原料方面具有良好的應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】碳酸鋅納米針的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于納米材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種碳酸鋅納米針的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 碳酸鋅具有良好的物理、化學(xué)性能，可以用作輕型收斂劑、皮膚保護(hù)劑、乳膠制品 及油漆的原料，也可以用于制備人造絲、脫硫劑、催化劑、緩蝕劑、除硫劑和發(fā)泡劑。通過(guò)固 相法可以制備出碳酸鋅粉末，而材料的形態(tài)和尺寸對(duì)其物理、化學(xué)性能有著關(guān)鍵作用，所以 制備出不同形態(tài)的碳酸鋅納米材料有望提高碳酸鋅的物理、化學(xué)性能。
[0003] 文獻(xiàn)（馮悅兵，盧文慶，曹劍瑜，蔡政，王鵬飛.納米碳酸鋅的制備和熱分解動(dòng) 力學(xué)參數(shù)的測(cè)定.無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)，2003, 19(4) :428-432)報(bào)道了以硝酸鋅和碳酸銨為原料， 在十六烷基三甲基溴化銨（CTAB)、正丁醇、正辛烷和水溶液的微乳液體系中合成了粒徑尺 寸為5-40nm、無(wú)規(guī)則形態(tài)的納米碳酸鋅。文獻(xiàn)（姜求宇，廖森，王建設(shè)，關(guān)裕時(shí)，羅芬， 張開(kāi)芬.新法合成碳酸鋅納米晶及其數(shù)據(jù)挖掘.過(guò)程工程學(xué)報(bào)，2005,5(1):82-85)報(bào)道了 以七水硫酸鋅和碳酸氫銨為原料，添加表面活性劑聚乙二醇-400,在室溫下充分混合研磨 得到混合物，洗去其中的可溶性無(wú)機(jī)鹽并烘干，可以合成結(jié)晶良好的無(wú)規(guī)則形態(tài)的碳酸鋅 納米晶。
[0004] 不同于無(wú)規(guī)則形態(tài)的納米碳酸鋅，碳酸鋅納米針的一端尺寸大、另一端為納米級(jí) 尺寸，具有比表面積大等納米效應(yīng)，有望提高其物理和化學(xué)性能，在發(fā)光材料、脫硫劑、催化 齊IJ、緩蝕劑、除硫劑、發(fā)泡劑、收斂劑、皮膚保護(hù)劑及作為乳膠制品和油漆的原料方面具有良 好的應(yīng)用前景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種制備過(guò)程簡(jiǎn)單、對(duì)環(huán)境無(wú)污染的碳酸鋅納米針的制備 方法。
[0006] 本發(fā)明一種碳酸鋅納米針的制備方法，該方法如下：
[0007] 以乙酸鋅、碳酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉作為原料，水為溶劑，其中乙酸鋅與碳酸鈉 的摩爾比為1:1。首先將乙酸鋅、碳酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉與水混合后置于反應(yīng)釜內(nèi)并密 封，于溫度200-300°C、保溫l-24h，所述十二烷基苯磺酸鈉重量占水重量的1-5%，乙酸鋅 與碳酸鈉總重量為水重量的5-40%，乙酸鋅、碳酸鈉、十二燒基苯磺酸鈉與水總量占反應(yīng)荃 的填充度為1-20%，最終在反應(yīng)釜內(nèi)壁表面得到了絮狀白色沉積物，即為碳酸鋅納米針。
[0008] 本發(fā)明的科學(xué)原理如下：
[0009] 本發(fā)明采用上述制備過(guò)程，乙酸鋅、碳酸鈉與十二烷基苯磺酸鈉溶于水內(nèi)，在一定 溫度的水熱條件下，乙酸鋅與碳酸鈉反應(yīng)形成碳酸鋅，碳酸鋅在水熱溶液內(nèi)達(dá)到過(guò)飽和后 從溶液內(nèi)析出，形成碳酸鋅晶核，這些碳酸鋅晶核在表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉的結(jié)構(gòu) 誘導(dǎo)作用下，形成了納米針狀結(jié)構(gòu)，在水蒸氣的帶動(dòng)下沉積于反應(yīng)釜內(nèi)壁表面。這些碳酸鋅 納米針狀結(jié)構(gòu)不斷吸收氣氛中的碳酸鋅，從而形成了碳酸鋅納米針。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：
[0011] 1、本發(fā)明采用水熱沉積方法，制備過(guò)程簡(jiǎn)單及耗時(shí)較短，所得碳酸鋅納米針的成 本較低，為碳酸鋅納米針的應(yīng)用提供了條件；
[0012] 2、本發(fā)明采用的是無(wú)毒的乙酸鋅、碳酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、水與水熱沉積過(guò) 程，原料及制備過(guò)程對(duì)環(huán)境無(wú)污染，符合環(huán)保要求；
[0013] 3、本發(fā)明碳酸鋅納米針在發(fā)光材料、脫硫劑、催化劑、緩蝕劑、除硫劑、發(fā)泡劑、收 斂劑、皮膚保護(hù)劑及作為乳膠制品和油漆的原料方面具有良好的應(yīng)用前景。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為實(shí)施例1所制備的碳酸鋅納米針的掃描電子顯微鏡（SEM)圖像；
[0015] 從圖中可以看出產(chǎn)物中存在大量的碳酸鋅納米針狀結(jié)構(gòu)，納米針的長(zhǎng)度約20 μ m， 納米針從大尺寸的一端逐漸減小，表面光滑，納米針尺寸較大的一端直徑約1 μ m，尖端尺寸 約 30nm。
[0016] 圖2為實(shí)施例2所制備的碳酸鋅納米針的SEM圖像；
[0017] 從圖中可以看出碳酸鋅納米針的長(zhǎng)度約20 μ m，納米針從大尺寸的一端逐漸減小， 表面光滑，納米針尺寸較大的一端直徑約1 μ m，尖端尺寸約30nm。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下結(jié)合具體實(shí)施例詳述本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于下述實(shí)施例。
[0019] 實(shí)施例1
[0020] 將乙酸鋅、碳酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉與水混合后置于反應(yīng)釜內(nèi)并密封，其中乙酸 鋅與碳酸鈉的摩爾比為1:1，乙酸鋅與碳酸鈉總重量為水重量的5%，十二燒基苯磺酸鈉占 水重量的1%，乙酸鋅、碳酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉與水總量占反應(yīng)釜的填充度為20%。將 反應(yīng)釜于溫度200°C、保溫24h，在反應(yīng)釜內(nèi)壁表面得到了絮狀白色沉積物，制備出了長(zhǎng)度 約20 μ m、納米針尖端直徑約30nm的碳酸鋅納米針。
[0021] 實(shí)施例2
[0022] 將乙酸鋅、碳酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉與水混合后置于反應(yīng)釜內(nèi)并密封，其中乙酸 鋅與碳酸鈉的摩爾比為1:1，乙酸鋅與碳酸鈉總重量為水重量的40%，十二烷基苯磺酸鈉 占水重量的5%，乙酸鋅、碳酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉與水總量占反應(yīng)釜的填充度為1%。將 反應(yīng)釜于溫度300°C、保溫lh，在反應(yīng)釜內(nèi)壁表面得到了絮狀白色沉積物，制備出了長(zhǎng)度約 20 μ m、納米針尖端直徑約30nm的碳酸鋅納米針。
[0023] 實(shí)施例3
[0024] 將乙酸鋅、碳酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉與水混合后置于反應(yīng)釜內(nèi)并密封，其中乙酸 鋅與碳酸鈉的摩爾比為1:1，乙酸鋅與碳酸鈉總重量為水重量的10%，十二燒基苯磺酸鈉 占水重量的2%，乙酸鋅、碳酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉與水總量占反應(yīng)釜的填充度為5%。將 反應(yīng)釜于溫度200°C、保溫6h，在反應(yīng)釜內(nèi)壁表面得到了絮狀白色沉積物，制備出了長(zhǎng)度約 20 μ m、納米針尖端直徑約30nm的碳酸鋅納米針。
[0025] 實(shí)施例4
[0026] 將乙酸鋅、碳酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉與水混合后置于反應(yīng)釜內(nèi)并密封，其中乙酸 鋅與碳酸鈉的摩爾比為1:1，乙酸鋅與碳酸鈉總重量為水重量的15%，十二燒基苯磺酸鈉 占水重量的3%，乙酸鋅、碳酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉與水總量占反應(yīng)釜的填充度為10%。 將反應(yīng)釜于溫度200°C、保溫12h，在反應(yīng)釜內(nèi)壁表面得到了絮狀白色沉積物，制備出了長(zhǎng) 度約20 μ m、納米針尖端直徑約30nm的碳酸鋅納米針。
[0027] 實(shí)施例5
[0028] 將乙酸鋅、碳酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉與水混合后置于反應(yīng)釜內(nèi)并密封，其中乙酸 鋅與碳酸鈉的摩爾比為1:1，乙酸鋅與碳酸鈉總重量為水重量的20%，十二燒基苯磺酸鈉 占水重量的4%，乙酸鋅、碳酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉與水總量占反應(yīng)釜的填充度為15%。 將反應(yīng)釜于溫度250°C、保溫6h，在反應(yīng)釜內(nèi)壁表面得到了絮狀白色沉積物，制備出了長(zhǎng)度 約20 μ m、納米針尖端直徑約30nm的碳酸鋅納米針。
[0029] 實(shí)施例6
[0030] 將乙酸鋅、碳酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉與水混合后置于反應(yīng)釜內(nèi)并密封，其中乙酸 鋅與碳酸鈉的摩爾比為1:1，乙酸鋅與碳酸鈉總重量為水重量的25%，十二燒基苯磺酸鈉 占水重量的5%，乙酸鋅、碳酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉與水總量占反應(yīng)釜的填充度為18%。 將反應(yīng)釜于溫度250°C、保溫12h，在反應(yīng)釜內(nèi)壁表面得到了絮狀白色沉積物，制備出了長(zhǎng) 度約20 μ m、納米針尖端直徑約30nm的碳酸鋅納米針。
[0031] 實(shí)施例7
[0032] 將乙酸鋅、碳酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉與水混合后置于反應(yīng)釜內(nèi)并密封，其中乙酸 鋅與碳酸鈉的摩爾比為1:1，乙酸鋅與碳酸鈉總重量為水重量的30%，十二烷基苯磺酸鈉 占水重量的4%，乙酸鋅、碳酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉與水總量占反應(yīng)釜的填充度為20%。 將反應(yīng)釜于溫度250°C、保溫24h，在反應(yīng)釜內(nèi)壁表面得到了絮狀白色沉積物，制備出了長(zhǎng) 度約20 μ m、納米針尖端直徑約30nm的碳酸鋅納米針。
[0033] 實(shí)施例8
[0034] 將乙酸鋅、碳酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉與水混合后置于反應(yīng)釜內(nèi)并密封，其中乙酸 鋅與碳酸鈉的摩爾比為1:1，乙酸鋅與碳酸鈉總重量為水重量的35%，十二燒基苯磺酸鈉 占水重量的1%，乙酸鋅、碳酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉與水總量占反應(yīng)釜的填充度為15%。 將反應(yīng)釜于溫度300°C、保溫12h，在反應(yīng)釜內(nèi)壁表面得到了絮狀白色沉積物，制備出了長(zhǎng) 度約20 μ m、納米針尖端直徑約30nm的碳酸鋅納米針。
【權(quán)利要求】
1. 一種碳酸鋅納米針的制備方法，其特征在于，所述制備方法如下： 以乙酸鋅、碳酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉作為原料，水為溶劑，將乙酸鋅、碳酸鈉、十二烷 基苯磺酸鈉與水混合后置于反應(yīng)釜內(nèi)并密封，于溫度200-300°C、保溫l-24h，最終在反應(yīng) 釜內(nèi)壁表面得到了絮狀白色沉積物，即為碳酸鋅納米針； 其中：乙酸鋅與碳酸鈉的摩爾比為1:1，十二烷基苯磺酸鈉重量占水重量的1-5%，乙 酸鋅與碳酸鈉總重量為水重量的5-40%，乙酸鋅、碳酸鈉、十二燒基苯磺酸鈉與水總量占反 應(yīng)釜的填充度為1-20%。
【文檔編號(hào)】C01G9/00GK104118898SQ201410400494
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】裴立宅, 蔡征宇 申請(qǐng)人:安徽工業(yè)大學(xué)