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纳米氧化铁和纳米氧化锌生产原料与用量

发布时间:2018-01-13 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:721

1.纳米氧化铁

英文名称:nano-sized iron oxide

分子式:Fe2O3

(1)性能指标

(2)生产原料与用量

(3)生产原理以硫酸亚铁为原料,氢氧化钠为沉淀剂生成氢氧化亚铁沉淀,加入分散剂和表面活性剂十二烷基磺酸钠,再用碳酸氢铵将沉淀转化为碳酸亚铁,然而边搅拌边加复配添加剂及催化剂,通入空气氧化成a-Fe2O3·H2O,锻烧成Fe2O3粉体,粉碎过筛成为纳米Fe2O3粒子。其化学反应如下:

(4)生产工艺流程(参见图17-5)取一定浓度的FeSO4溶液,加入反应釜D101中,边搅拌边加入少量分散剂和表面活性剂十二烷基磺酸钠的水溶液,慢慢加热至不超过30℃。搅拌均匀后,导入F101中,迅速滴入氢氧化钠溶液,得到墨绿色氢氧化亚铁胶体;再导入F102用碳酸氢铵将沉淀转化为碳酸亚铁;然后在F103中边搅拌边加入复配添加剂和催化剂,同时通入空气进行氧化反应。

图17-5   纳米氧化铁生产工艺流程

反应后的物料在L101中过滤,并用活化剂洗涤;然后在L102中在105℃的温度下干燥30min,最后经B101锻烧制得a-Fe2O3粉体,将粉体由L103粉碎、过筛得成品。

(5)产品用途  纳米氧化铁的应用非常广泛,主要应用领域为:化工、塑料、纺织、涂料、橡胶、颜料、密封等;电子、电子封装料、铁氧体材料、电池;金属、陶瓷、纳米陶瓷、复合陶瓷基片;抗紫外材料,微波吸收材料;生物医药领域:磁性药物载体,细胞分离技术,磁热疗材料等;磁保健材料;磁记录材料。

2.纳米氧化锌

英文名称:nanometer-sized ZnO

分子式:ZnO

(1)性能指标(GB/ T 19589-2004)

(2)生产原料与用量

(3)合成原理采用溶胶一凝胶法制备。首先合成二乙基锌

然后二乙基锌水解得到Zn(OH)2溶胶,再经高温焙烧得到产品。

(4)生产工艺流程(参见图17-6)

①有机物前躯体-二乙基锌的合成:将锌粉和氧化铜粉末均匀混合,在反应釜D101中于氢气流下搅拌,慢慢加热至氧化铜还原,得到单一的灰色混合物,即锌-铜合金。

图17-6  纳米ZnO粉体生产工艺流程

②在氮气流下,在反应釜D101中,继续加入碘乙烷溴乙烷的混合物。搅拌并加热,使之回流,一般在持续加热1.5h后反应开始,这可由回流速度加快来判断。反应开始后停止加热。加热停止30min后,反应结束,冷却至室温。

③在另一减压蒸馏釜中,保持压力在4.0kPa,接受装置于冰水中冷却,蒸馏得到二乙基锌

④在有机介质条件下,将二乙基锌与二次蒸馏水按一定的比例混合投入凝胶釜D102中,进行恒温水解,通过调整水解反应时间、水解体系的pH值,从而得到Zn(OH)2湿溶胶。

⑤将Zn(OH)2的湿凝胶在静置釜D103中静置一段时间之后,导入洗涤釜D104用无水乙醇对其进行多次洗涤、离心分离、真空干燥后,得到Zn(OH)2干凝胶。

⑥将Zn(OH)2干凝胶在高温炉B101中焙烧制得纳米ZnO粉末。

(5)产品用途  在橡胶工业中可以作为硫化活性剂等功能性添加剂,提高橡胶制品的光洁性、耐磨性、机械强度和抗老化性能性能指标,减少普通氧化锌的使用量,延长使用寿命;在陶瓷工业中可作为乳瓷、釉料和助熔剂,可降低烧结温度、提高光泽度和柔韧性,有着优异的性能;在国防工业中纳米氧化锌具有很强的吸收红外线的能力,吸收率和热容的比值大,可应用于红外线检测器和红外线传感器;纳米氧化锌还具有质量轻、颜色浅、吸波能力强等特点,能有效的吸收雷达波,并进行衰减,应用于新型的吸波隐身材料;在纺织工业中具有良好的紫外线屏蔽性和优越的抗菌、抑菌性能,添加入织物中,能赋予织物以防晒、抗菌、除臭等功能。

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