纳米氧化锌晶体概述

1、纳米氧化锌晶体概述作者姓名：00班级：00学号： 000000000联系方式：000000000000000000000qq com纳米氧化锌晶体概述钱学森91马博摘要：纳米氧化锌是一种具有特异性能并且用途广泛的新材料，同时也是一种重要的基础化 工原料.衣文首先介绍了纳米氧化锌品体的基本物理和化学性质，基于这些性质，进一步阐 述了纳米氧化锌在各个行业的应用。其次，本文对纳米氧化锌的制备方法进行了较为详细和 系统的介绍。于此同时，为了对纳米氧化锌的性质进行改进，以扩大其应用领域，最后，我 们又对纳米氧化锌的表面改型进行了较为深入地分析.关械词：纳米ZnO;性质；应用；制备；改性2目录1纳米氧化性

2、概述51.1氧化锌的基本性质51.2氧化锌晶体的结构51.3纳米氧化锌的基本性能呗51. 3.1表面效应 53. 2体积效应5X 3. 3量子尺寸效应613. 4宏观童子隧道效应62纳米氧化锌的应用621纳米氧化锌在橡胶轮胎中的应用糾62.2纳米氧化锌在陶瓷中的应用妙62. 3纳米氧化锌在防晒化妆品中的应用62. 4纳米氧化锌在油漆涂料中的应用72. 5纳米氧化锌在纺织中的应用72. 6纳米氧化锌在催化剂和光催化剂中的应用72.7纳米氧化锌在磁性材料中的应用利72. 8作为填充剂的应用83纳米氧化锌的制备方法83.1固相法8311燃烧法83.1. 2固相合成法83.2液相法8S. 2.1 83

3、2. 2均匀沉淀崔93. 2. 3并流沉淀祛9324溶胶-凝胶法週932. 5水热合成法呦1032. 6微乳液法列103.3气相法说103. 3.1激光诱导气相沉积法103. 3. 2气相竝 合成法10333喷雾热解法1033. 4化学气相氧化法104纳米氧化锌的表面改性114.1表而物理修饰法114.1.1表面活性剂护】114.12表面沉积法114.2表面化学修饰法114. 21矗化反应法切114.2.2 联剂 - 44. 2. 3表面接枝改性注纽124. 2. 4机械化学修饰沏124. 2. 5外层膜修饰124. 2.6高能量表面修饰124. 2. 7其它方护131纳米氧化性概述1.1氧化

4、锌的基本性质氧化锌，俗称锌白，属六方晶系纤锌矿结构，白色或浅黄色晶体或粉末，无毒，无臭， 系两性氧化物，不溶于水和乙醇，溶解于强酸和强碱，在空气中能吸收二氧化碳和水。1. 2氧化锌晶体的结构氧化锌晶体是纤锌矿结构，属于六方晶系，为极性晶体。氧化锌晶体结构中，Zn原子按 六方紧密堆积排列，每个Zn原子周南有4个氧原子，构成Zn-04配位四面体结构，晶体中负 离子配位多面体就成为研究晶体结构与形貌基本结构的单元。如-0訂在一个晶胞层中可分 为上、卜两层，两层四面体，而卜.、卜两层四面体的顶角和面与六方柱之间的对应关系是相 同的。同时，上、卜两层Zn-02四面体的顶角都是指向晶体的负极面。正极而与四

5、面体的 面平行，在C轴方向Zn、0原子的分布是不对称的，表现出极性晶体的特征。13纳米氧化锌的基本性能纳米氧化锌（ZnO）是一种直接宽带隙半导体材料，室温卜其禁带隙宽3. 37eV,激子束缚 能为60meVo纳米氧化锌的粒径介于1-100 nm.由F颗粒尺寸的细微化,颗粒比表面积急剧 增加，使得纳米氧化锌产生了其本体块状物料所不典备的表面效应、小尺寸效应和宏观量子 隧道效应等，因而使得纳米氧化锌在磁、光、电、敏感性等方而IV有一般氧化锌产品无法比 拟的特殊性能和新用途。1. 3.1表面效应球形粒子的表而积与其半径平方成正比，体积与其半径的立方成正比，所以表积比（表 面积与体枳之比）与粒子半径成

6、反比。表面效应是指纳米粒子表面原子与总原子数之比（即 表面枳与体积Z比）随粒径的变小而急剧增人后所引起的性质上的变化。随着粒径减小，表 面原子数迅速增加，另外，纳米粒子的表面积、表面能及衷而结合也都迅速增人。这主要是 由于粒径越小，处于表面的原子数越多。同时，表面原子周惘缺少相邻的原子，有许多悬空 键，具有不饱和性质，易与其它原子相结合而稳定下来，故貝有很人的化学活性。所以，伴 随表面能的增加，其颗粒的表面原子数增藝，表面原子数与颗粒的总原子数的比值也增人， 于是便产生了“表面效应”，使其表面与内部的晶格振动产生了显著变化，导致纳米材料 具有许多奇特的性能。1. 3. 2体积效应纳米粒子的尺寸

7、与传导电子的徳布罗意波长相当或更小时，周期性的边界条件将被破坏, 磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化剂及熔点等都较普通粒子发生了很人的变化， 这就是纳米粒子的体枳效应，这种体枳效应为实际应用开拓了广阔的新领域。1. 3. 3量子尺寸效应当微粒尺寸下降到一定值时，费米能级附近的电子能级由准连续能级变为分立能级，吸 收光谱阈值向短波方向移动，这种现象称为最子尺寸效应。纳米粒子的最子尺寸效应使其在光、磁、热、电、催化等特性与普通材料有显著的不同。 对半导体材料而言，尺寸小于其本身的激子波尔半径，就会表现明显的屋子效应。1. 3. 4宏观量子隧道效应微观粒子具有贯穿势阱的能力称为隧道效应。近年来

8、，人们发现一些宏观量如微颗粒的 磁化强度、量子相干器件中的磁通量以及电荷等也貝仃隧道效应，它们可以穿越宏观系统的 势阱而产生变化，故称之为宏观的量子隧道效应，该效应与量子尺寸效应一起确定了微电子 器件进一步微型化的极限，也限定了采用磁带磁盘进行信息储存的最短时间。2纳米氧化锌的应用2.1纳米氧化锌在橡胶轮胎中的应用橡胶工业是氧化锌的最大用户，纳米氧化锌作为普通氧化锌的代换材料，在橡胶工业中 的应用已越来越受到垂视。这是因为纳米氧化锌具有颗粒微小，比表面枳大，分散性好等优 良的物理化学待性，用于制造高速耐磨的橡胶制品，如飞机轮胎、高级轿车用的子午线胎等， 貝有防止老化、抗摩擦着火、使用寿命长等优

9、点，不仅改善了橡胶制品的表观质量和内在质 量，而且其用量仅为等级氧化锌用量的30%-50%,降低了企业的生产成木。2. 2纳米氧化锌在陶瓷中的应用陶瓷行业是纳米氧化锌的又一人用户。纳米氧化锌町不经瘪碎直接使用，并便陶瓷制品 的烧结温度降低400-600r,烧成品光亮如镜，有很好的“成像效应”，故町减少工序，降 低能耗，极大地提高产品的质量和产量。加有纳米氧化锌的陶瓷制品具有抗菌除臭和分解有 机物的自洁作用。2. 3纳米氧化锌在防晒化妆品中的应用纳米ZnO的紫外-町见光特性的研究表明，在町见光区，纳米ZnO比普通ZnO对町见光的吸 收弱得多，冇很好的透过率：而在紫外区，纳米ZnO对紫外光的吸收能

10、力远远高于普通ZnO, 说明纳米ZnO貝:有很好的町见光透明性以及紫外线遮蔽特性。因而纳米ZnO是比较理想的紫外 线屏蔽剂，与有机紫外线吸收剂相比，无机纳米ZnO具有无毒，并且具有对皮肤无刺激，不 分解，不变质，价格便宜，吸收紫外线能力强的特点，町以应用于防化纤纺织品老化、防晒 化妆品等领域。62. 4纳米氧化锌在油漆涂料中的应用借助于传统的涂层技术，添加纳米材料，可进一步提高涂料防护能力，实现防紫外线照 射，耐大气侵害和抗降解、变色等，在卫生用品上应用町起到杀菌保洁作用，在标牌上使用 纳米材料涂层，町利用其光学特性，达到储存太阳能，节约能源的目的，在建材产品如玻璃、 涂料中加入适宜的纳米材料

11、，可以达到减少光的透射和热传递效果、产生隔热、阻燃等效果 9o舰船长期航行、停泊在海洋环境中，采用纳米氧化锌作原料,制成一种舰船专用的涂料， 不仅起到屏蔽紫外线的作用，而且还可以杀灭各种微生物，从而町提高航行速度并延长检修 期限。此外，用纳米氧化锌制造一种汽车（尤其是高级轿车）专用的变色颜料，添加在金属闪 光的面漆中，随着角度的变化，能使涂层产生丰富而神秘的“颜色效应”，使车身表而产生 较好的成像效果，增辉闪光，深受汽车配色专家的偏爱。2. 5纳米氧化锌在纺织中的应用纳米氧化锌在纺织领域町用于紫外光遮蔽材料、抗茵剂、荧光材料、光催化材料等。将 金属氧化锌粉末制成纳米级时，由于微粒尺寸与光波相当

12、或更小，尺寸效应使导帯及价带的 间隔增加，故光吸收显著增强。纳米氧化锌对光的漫反射率较低，使得纤维透明度较高且利 于纺织品染整。26纳米氧化锌在催化剂和光催化剂中的应用纳米氧化锌因其尺寸小、比表面积人、表而键性和颗粒内部的不同、表面原子配位不全 等，导致表面的活性位壹增多，形成了凸凹不平的原子台阶，加大了反应接触面，此外，气 体通过纳米氧化锌的扩散速度比较快，因此，纳米氧化锌的催化活性和选择性远远人于其传 统催化剂阿。例如，水中的有害有机物质如有机氯化物、农药、界而活性剂、色索等，用目前的水处 理技术充分去除是困难的，而氧化锌作为光催化剂町以使有机物分解，研究表明，纳米氧化 锌粒子的反应速度是

13、普通氧化锌粒子的100-1000倍，而且与普通粒子相比，它几乎不引起光 的散射，且有人的比表面枳和宽的能带，因此被认为是极具应用前景的光催化剂Z。2. 7纳米氧化锌在磁性材料中的应用磁性材料是电子信息产业发展的基础，纳米磁性材料的特性不同于常规的磁性材料，其 原因是有关联于与磁相关的特征物理长度恰好处于纳米最级，例如：磁单畴尺寸、超顺磁性 临界尺寸、交换作用长度、以及电子平均自由路程等大致处于1lOOnm量级，当磁性体的尺 寸与这些特征物理长度相当时，就会出现反常的磁学性质。纳米做晶金属软磁材料只仃十分 优异的性能，高磁导率、低损耗、高饱和磁化强度，己应用于开关电源、变压器、传感器等， 可实现

14、器件的小型化、轻型化、高频化以及多功能化，近年来发展十分迅速。28作为填充剂的应用普通的ZnO的空间结构含有氧空位和间隙锌等，它们在禁带中引入浅施主能级，而使ZnO 表现出n型半导体的性质，所以纳米ZnO颗粒以其良好的导电性能町以用作导电纤维、蜩料、 涂料的填充剂以提高产品的导电性能利抗静电能力。例如，在橡胶中补充纳米氧化锌等补强 性填料，可以提高橡胶制品的物理机械性能，延长使用寿命冋。除以上应用之外，纳米氧化锌还可以应用于气敏传感器、光电探测器、图像记录材料等。3纳米氧化锌的制备方法纳米氧化锌的制备方法按照物料状态可分为：固柑法、液相法和气相法创。3. 1固相法固相法也称为固相化学反应法，是

15、近几年来刚发展起来的一种价廉而又简易的新方法, 是将金属盐或金屈氧化物按-定比例充分混介，研磨后进行锻烧，通过发生固相反应II接制 得纳米粉末剛采用周相法合成纳米氧化锌，无需溶剂、产率高，反应条件易掌握，工艺简单，成本低， 无污染，符合绿色化学的要求问。3. 1.1燃烧法刚燃烧法是将两种反应物溶液混合后经加热、蒸发得到胶状物，继续加热，胶状物体系局 部温度达到着火点时开始燃烧，得到产物。以硝酸锌潘液为反应的氧化剂，廿氨酸为还原剂， 燃烧产物为纳米ZnO粉体。该方法得到的纳米ZnO疏松多孔、比表面人、颗粒均匀、平均粒径 20nmo当氧化剂与燃料的比例不同时，得到的纳米ZnO的光致发光性能也有所不

16、同，因此制 备过程町以根据需要调整氧化剂与燃料的比例获得所需的纳米ZnO粉体.31. 2固相合成法剛固相合成法是先利用固相合成反应制得前驱体化合物，然后对前驱物热分解得到纳米粉 体的一种方法。可以以草酸为原料，与醋酸锌进行固柑反应得到前驱化合物，然后进行热处 理，所得纳米ZnO气敏材料对乙醇气体仃较好的灵敏度和选择性，而且可以降低元件的工作 温度。3. 2液相法32.1直接沉淀法直接沉淀法制备纳米ZnO的原理是在可溶性锌盐溶液中加入沉淀剂，于一定条件下反应 生成沉淀，分离、洗涤沉淀物，除去其中的杂质离子，再经干燥、热分解，得到纳米氧化锌 11,1 o制备过程人槪如卜：甘先将锌盐溶液在感力搅拌旳

17、条件卜迅速加入到等摩尔的氢氧化钠 溶液中，继续搅拌，用离心机分离生成物，将产物洗涤后进行干燥，得到前驱物：将前驱物 培烧后即得纳米ZnO粒子。使用不同的沉淀剂，得到的前驱物和热处理过程也有所差别，需 要区别对待。以ZnCb为原料，氢氧化钠为沉淀剂制备纳米ZnO的反应方程式为：Z11C12 + 2NaOH -> Zii(OH)2 J +2NaCl热处理：Zn(OH)2TZnO+H2 0T直接沉淀法具有设备简单、操作简便等优点。32. 2均匀沉淀法冋利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢地、均匀地释放出来。此时，加入 的沉淀剂不是立刻与被沉淀组分发生反应，而是通过化学反应使沉淀剂在整

18、个溶液中缓慢地 生成。其优点之-是构晶离子的过饱和度在整个溶液中比较均匀，所以沉淀物的颗粒均匀而 致密，便于过滤洗涤。同时，它可以避免杂质的共沉淀，这样得到的粒子粒径分布均匀。然 而，在直接沉淀法中由于沉淀剂来不及扩散，造成局部浓度过高，使溶液屮同时进行着均相 成核与非均相成核作用，造成产品粒子粒度分布过宽。显然，均匀沉淀法优于直接沉淀法。 以硝酸锌为原料，尿素为均匀沉淀剂，其反应方程式如下： 尿素水解反应CO(NH2)2 + 3H2O -> CO2 t +2NH3 h2o 沉淀反应Zii2+ + 2NH3 H2O T Zn(OH)2 J +2NH4+ 热处理反应Zn(OH)2->

19、ZnO+H2 0T利用均匀沉淀法得到的纳米粒径分布较窄、分散性好、成本较低，易于实现工业化生产。3. 2. 3并流沉淀法呦并流沉淀法基本原理为：当Zl】2+与CO3?-以溶液形式并流滴入激烈搅拌的底液屮时， Zii2+ijCO32-迅速发工反应并生成大量晶核，这些晶核由于激烈搅拌而分散到整个溶液中。 溶液中的碱式碳酸锌前驱体随着滴加反应的进行而逐渐提高，溶液中的过饱和度也逐渐升高, 至一定时间后整个溶液处于晶核泛滥状态。由于开始形成的晶核非常小，其布朗运动非常显 著而且其比表面能也非常高，极易引发碰撞形成人尺寸IL稳定的核。因此，在整个反应过程 中，应保证足够的过饱和度，并在反应后期避免因发生

20、碰撞形成的大晶核。该法的优点在于 可以控制底液的组成和浓度，可以满足沉淀粒子的过饱和度，使物料间反应在瞬间完成大最 成核，并均匀地分散到体系中，因此成孩速度远远人于成长速度，生成物经后续处理(洗涤、 干燥、锻烧，得纳米氧化锌。3. 2. 4溶胶-凝胶法何溶胶一凝胶法制备粉末过程是将所需的前驱体溶剂和水配制成混合溶液，经水解、缩聚 反应形成透明溶胶，并逐渐凝胶化，再经过干燥，热处理后，即町获得所需粉末材料。溶胶 -凝胶法与英他工艺相比有许多优点。首先，溶胶-凝胶法制备粉体的反应是在齐组分的混介 分子问进行，增进了多元组分体系的化学均匀性。若在醇溶胶体系中，液态金属醇盐的水解 速度与缩合速度基本上

21、相当，则其化学均匀性可达分子水平。在水溶胶的多元组分体系中， 若不同金属离子在水解中共沉枳，其化学均匀性可达到原子水平。其次，溶胶凝胶法町得 到表面积很人的凝胶或粉末，与通常的熔融法或化学气相沉积法相比，不涉及高温反应，能 避免引入杂质，产品纯度鬲。同时反应过程易控制，可获得一些其它力法难以得到的产物。32. 5水热合成法水热介成法是在高温高压条件下（温度为100-1000摄氏度，压力为l-1000MPa）,将锌 盐溶液和碱液迅速混合进行反应，使生成氢氧化锌的''沉淀反应”和生成氧化锌的“脱水反 应”在同一反应器内完成。在亚临界和超临界水热条件卜，反应处于分子水平，反应性提高

22、因而M得到粒度小，晶形好的纳米氧化锌晶粒。实验结果表明，粒子的增人服从LSW模型， 即粒子体积随老化时间线性增人，但是，粒子的分布不服从LSW模型，此方法对生产设备要 求高，反应条件苛刻，且生产成本高，在目前情况下无法实现工业生产化。3. 26【乳液法20两种互不相溶的液体在表面活性剂的作用下形成乳液，在微泡中经成核、凝结、团聚、 热处理后得纳米粒子。根据体系中油水体积比及其微观结构，微乳液聚合町分正相微乳液聚 合、反相微乳液聚合和双连续相微乳液聚合。微乳液法制备纳米氧化锌的实验装豐很简单，能耗低，操作容易，而且所获得的铲平粒 径分布较窄，粒径nJ以控制，用不同的表面活性剂修饰微粒子表面可获得

23、特殊性质的纳米微 粒，但生产成本比较高，有人最的有机物产生，处理比较麻烦，容易造成环境污染。3. 3气相法血创3. 3.1激光诱导气相沉积法其原理是利用反应气体对特定波长激光束的吸收，引起气体分子激光分解，光敏化激光 诱导化学合成反应。该法是以惰性气体为载体气，以锌盐为原料用CWCO2激光气为热源加 热反应原料，使Z与氧反应生成纳米氧化锌。此法只宵能量转换效率高，粒子人小町精确控 制、均匀、不团聚等优点。缺点是成本高，产率低，难以实现工业化生产。3. 3. 2气相反应合成法'（相反应法浪以挥发件金属卤化物和勿化物或有机金属化合物等蒸气为原料进行气相 热分解和其它化学反应来合成单质超细粉

24、或复介超细粉。此反应法的特点是：金属化合物 原料具有挥发性，容易提纯，而且生产粉料不需要进行粉碎，因而生成物的纯度高：生成 物粒子的分散性良好；反应条件控制适当就能获得粒子直径分布窄的超细粉。3. 3. 3喷雾热解法该方法是将町溶锌盐的溶液等用载气（如氮气或空气等）喷人一个高温反应器内，使含有 锌盐的雾珠首先在高温卜蒸发掉水分，之后锌盐经高温热分解而制得氧化锌粉末，其粒径为 10-100 nmo该方法产物纯度高，粒度和组成均匀，过程简单连续，典有工业化潜力。3. 3. 4化学气相氧化法以氧气为氧源、锌粉为原料，在高温卜，以氮气作我气，进行氧化应。该方法制得的氧 化锌，粒径介于10 -20 nm

25、Z间，产品单分散性好，但产品纯度较低，有原料残存。4纳米氧化锌的表面改性纳米材料的表面改竹:是指用物理、化学、机械等方法对纳米颗粒表面进行处理，根据需 要付口的地改变纳米颗粒表面的物理化学性质，以满足不同应用领域的需要冋。衷面修饰按 机理可以分为表而物理修饰和表面化学修饰两类，按技术工艺划分，主要分为6类：表而覆 盖修饰、沉淀反应表面修饰、局部化学修饰、机械化学修饰、外层膜修饰和高能最表面修饰。4. 1表面物理修饰法表面物理修饰就是修饰物质与被修饰的纳米颗粒表面通过物理的相互作用（如范德华力、 沉积但覆等），达到改变或改善纳米颗粒表面特性的目的。常用的方法仃衷面活性剂法和表 面沉积法等。4.

26、1.1表面活性剂法酬表面活性剂带有两个极性不同的基团，纳米ZnO在电解质溶液中表面会吸附离子而帯电 荷，加入带相反电荷的表面活性剂会在纳米ZnO表面形成一层吸附膜把整个纳米粒子包覆起 来，这样的粒子可分散于有机溶剂中，既可以防止纳米微粒的团聚，也可以使其分散更均匀。 分子链较长的表面活性剂，其修饰效果较好。岳美娥等网用直接沉淀法由硕脂酸对纳米ZnO进行了衷面修饰,修饰后的纳米ZnO使得涂 层的耐磨性能明显提高，并且提高树脂基粘结固体润滑涂层的哽度和机械强度。余爱萍等呦 用喷雾法由硅油类和皂盐类的表面活性剂对纳米ZnO进行了表面修饰，所制得的纳米粒度均 匀、分散性好、紫外吸收能力与进口的粉体相近

27、。4. 1. 2表面沉积法表面沉积法是将某种化学物质沉枳到纳米氧化锌颗粒表面，形成与颗粒表面无化学结合 的异质包覆层。包覆层不仅町以阻止纳米戦化锌颗粒的进一步长人，防止产生团聚，还町以 改善粒子的性能。衣面沉积法由于工艺简单，改性效果好而被广泛应用。但应注总，被修饰 氧化物粒子表面沉积包覆层后，在改善某些性能的同时有町能造成其他性能的卜降。所以在 具体应用中应根据实际需要，通过不同的修饰剂和工艺取得最佳的修饰效果。4. 2表面化学修饰法表面化学修饰是通过纳米氧化锌粒子表面与改性剂Z间进行化学反应，改变纳米微粒的 表面结构和状态，以达到表面改性的目的。表面化学修饰主要有下述方法。4. 2.1酯化

28、反应法切醛化试剂与纳米粒子表面原子反应，原來亲水疏油的表而变成亲油疏水的表而。适用于 表而为弱酸性或中性的纳米粒子，如SiO2 . FqOB、TiO2等的改性。4. 2. 2偶联剂法跑偶联剂是-种同时貝有与无机物和有机物分别反应的功能基团的化合物，其分子量不大。 偶联剂的作用是，英一端与纳米ZnO表而结合，另一端可与分散介质有强的相互作用。因此， 偶联剂町以实现对纳米ZnO表面修饰的目的。常用的偶联剂有硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等。硅烷偶联剂是目前应用域多、用量试人的偶联剂，对T表面覆盖大屋轻基的纳米ZnO极 为冇效。之所以能形成超疏水的薄膜是因为氟化硅烷在膜的表面形成多孔的网状结构，表面 粗糙

29、使得接触角增大。偶联剂町以与纳米氧化锌粒子表面产生化学键合，在其表面形成包覆层，从而改善其性 能。无机纳米氧化锌粒子如A1203、ZnO等，表而能一般比较高，与表面能比较低的有机体的 亲和性差，两者在相互混介时不能相容，导致界面上出现空隙，界面处高聚物易降解，脆化。 偶联剂法可以很好地解决此问题，纳米粒子表面经偶联剂处理后可以与有机物产生很好的相 容性。4. 2. 3表面接枝改性法切该法是利用修饰层高分子材料活性基团能够与纳米ZnO粒子表面活性基丙炭基、竣基发 生强柑互作用。哄至引起化学键合的方法。通过在纳米ZnO粒子表面化学接枝上有机人分子， 克服了纳米ZnO粒子的自团聚，解决了纳米ZnO粒

30、子在聚合物基体中的分散性和稳定性问题。 表而接枝法分为修饰层高分子材料与纳米粒子表面偶联接枝和单体材料在引发剂作用下生 成高分子的聚合反应与表面接枝反应同步进行两种情况。表面接枝改性法的机理主要有3种旳：纳米氧化锌粒子表面的官能团能与高分子直接 反应实现接枝，称为偶联接枝法：通过单体在引发剂作用卜直接从无机纳米氧化锌粒子表 面开始聚介，诱发生长，完成颗粒表面高分子包覆，称为聚介生长接枝法；单体在聚介的 同时被纳米氧化锌粒子表面强自由基捕获，形成高分子链与纳米粒子表面的化学连接，称为 聚合与接枝同步法。农而接枝改性充分发挥了无机纳米粒子和高分子齐自的优点，町实现功能材料的优化设 计。此外，纳米氧

31、化锌粒子表面接枝后，大大提高了其在有机溶剂和高分子中的分散性，nJ 制备出纳米粒子含量大、分布均匀的复合材料。4. 2. 4机械化学修饰呦机械化学改性是一种运用粉碎、靡擦等机械应力作用对粒子表面进行激活，以改变其表 面晶体结构和物理化学结构。这种方法使分子晶格发生位移，内能增人，在外力作用卜具有 活性的粉末表面与其他物质发生反应、附着，以达到改性的目的。令硏究用无水乙醇作分散 介质，将纳米氧化锌球磨2 h,得到了无团聚的纳米氧化锌。此方法成本低，产量人粒径 可控，颇具工业化潜力。有研究采用机械化学表面改性工艺，以硬脂酸为改性剂，在气流粉 碎机中对纳米氧化锌进行解团聚和表面改性，并借助SEM,

32、XRD,傅立叶变换红外光谱(F-IR) 和XPS对改性前后的氧化锌粉体进行结构分析。结果表明，硬脂酸分子化学键介在氧化锌表 面，改性前后氧化锌的品体结构相同，其颗粒的团聚性降低，二次粒径明显减小。通过测定 改性样品的活化指数和亲油化度，改性剂的最佳用量为氧化锌的10%,氧化锌表面亲油疏水, 在有机溶剂中有较好的分散性能。4. 2. 5外层膜修饰外膜层改性是在粒子表面均匀地包覆一层其他物质的膜，使粒子表面性质发生变化。4. 2. 6高能量表面修饰利用高能电晕放电、紫外线、等离子射线等对粒子表面改性。貝有粒子大小均一，且不 团聚，粒径大小可准确控制等优点。4. 2. 7其它方法测 气相沉积法。气相

33、化学沉积法是通过气相中的化学反应生成改性杂质分子或微核，在 颗粒表面沉积或与颗粒表面分子化学键介，形成均匀致密的薄膜包覆；雾化液滴沉积法是将 改性剂通过雾化喷嘴产生微细液滴，液滴分散于颗粒表面，经过热空'(或冷空气的流化作用, 溶质或溶融液在颗粒表面沉积或凝集结晶形成表面包覆。 超临界流体快速膨胀法。利用超临界流体在流化床的快速膨胀，使改性微核在颗粒表 面形成均匀的薄膜包覆。 沉淀法。通过向溶液中加入沉淀剂或引发体系屮沉淀剂的生成，使改性离子发生沉淀 反应，在颗粒表而析出，对颗粒进行包覆。 非均匀形核法。依据Lamer结晶过程理论，利用改性剂微粒在被包覆颗粒基体上的非 均匀形核与生长来

34、形成包覆层。参考丈献1 袁方刺，李晋林，黄淑兰.超细氧化锌的制备度应用新进展J.材料导报，1998, 12(6):34-352 沈股，沈上越，李珍.纳米氧化锌的制备及应用几 材料导报，2004, 18(z2): 137-1393 张留成，蔡克峰.纳米氧化粹材料的最新研究和应用进展J.材料导报，2006, 20(zl):13-154 李秀梅.纳米氧化锌的性质与用途J.通化师范学院学报，2004,45 程敬泉.纳米氧化锌的性质和用途J.術水师专学报，2001, 6(2): 42-436 杨凤霞，刘其丽，毕磊.纳米氧化锌的应用综述几安緻化工，2006, 32(1): 13-177 李维芬.纳米材料的性质J.现代化工，1999,19(6): 1-58 祕庸，雷闫盈，王训，吴金龙，曾庆森.纳米ZnC的奇妙用途J.化工新型材料，第27 卷14169 陈国新，赵石林.纳米屏蔽透明涂料的研制J.现代涂料与涂装，2003(3): 1-310 龚文琪，张晓辉.纳米材料在环保中的应用J.新禮环境保护，2002(4)11 李汉堂.橡胶补强填充剂概览J.世