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摘 要 :纳米氧化锌由于其在催化、光学、磁学、力学等方面展现出许多特殊功能,使其在汽车领域具备广阔的应用前景.本文探索了采用自蔓延高温合成(self–propagation high–temperature synthesis,简称SHS)技术制备颗粒状及短杆状纳米氧化锌的方法,该技术克服了以前制备方法纯度低、能耗高、工艺复杂等缺点,且颗粒分散性好、装置简单、工艺可靠、成本低.为纳米氧化锌材料在汽车行业的大规模应用提供了有利条件.


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关 键 词 :纳米氧化锌;自蔓延;高温合成;汽车

中图分类号:TQ050.4+ 21 文献标志码:A 文章编号:1005-2550(2012)05-0077-04

The Research of Application of Nano-ZnO by Using Self-Bropagation High

Temperature in the Vehicle Field

LIU Cong

(School of Power and Mechanical Engineering in Wuhan University,Wuhan 430072, China)

Abstract: Due to many special features in catalysis,optics, magism, mechanics, Nano-ZnO has been wildly participating in the vehicle field. This article demonstrates a technology—self-propagating high temperature synthesis(SHS) and a new method which creatively uses this technology to produce Nano-ZnO. This method of producing ZnO nanoparticles and nanobelts totally overes the shortings as low purity,high energy consumption and plex processes of methods before.With advantages of well particle dispersion, simple devices, simple processes and low costs,this method offers a favorable condition for Nano-ZnO to be widely applied to automotive sector.

Key words: Nano-ZnO;SHS;high temperature synthesis;vehicle

纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料,其颗粒大小约在1~100纳米.由于晶粒的细微化,其表面电子结构和晶体结构发生变化,产生了宏观物体所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应,以及高透明度、高分散性等特点.近年来发现它在催化、光学、磁学、力学等方面展现出许多特殊功能,使其在汽车、陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等许多领域有重要的应用价值,具有普通氧化锌所无法比拟的优异性能和用途.纳米氧化锌在工业领域可用于紫外光遮蔽材料、抗菌剂、荧光材料、光催化材料等.其中,一维纳米氧化锌具有最大的长径比及各向异性,具有比颗粒状氧化锌更好的紫外线屏蔽和抗菌作用,还可以与高分子材料组成聚合物基纳米复合材料,同时起到抗菌、抗老化和力学增强作用.由于纳米氧化锌,尤其是一维纳米氧化锌一系列的优异特性和十分诱人的应用前景,因此研发纳米氧化锌的制备技术已成为许多科技人员关注的焦点.

1.纳米氧化锌的制备技术分析

1.1 现有纳米氧化锌主要制备技术介绍

纳米氧化锌的制备技术国内外有不少研究报道,大体分为三类:固相法、液相法、气相法.固相法具有无需溶剂、转化率高、工艺简单、能耗低、反应条件易控制的优点,缺点是反应往往进行不完全或过程中可能出现液化现象.液相法的优点是反应过程简单、成本低、能避免杂质共沉淀,缺点是反应时间长、能耗高、产率低,还普遍存在阴离子洗涤繁杂的问题.气相法的优点在于产品分散性好,但是对反应设备要求较高.

尤其是现有方法,由于重复性和稳定性问题,在

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制备一维纳米氧化锌的规模生产方面尚未取得显著进展[1][2][3].

1.2 自蔓延高温合成技术及纳米氧化锌的制备研究

自蔓延高温合成(self–propagation high–temperature synthesis,简称SHS),又称为燃烧合成(bustion synthesis)技术,属于气相法一类,是利用反应物之间高的化学反应热的自加热和自传导作用来合成材料的一种新技术.这种技术制备高温合成材料时,反应物一旦被引燃,便会自动向尚未反应的区域传播,直至反应完全,生成高温合成材料.这是制备无机化合物高温材料的一种新方法.目前已有科研人员应用该方法制备出纳米二氧化锡及其他纳米氧化物的报道[4],但利用该方法制备纳米氧化锌尚未见诸报端.考虑到氧化锌和氧化锡在物理结构、化学性能上的相似性,笔者大胆尝试将此方法运用于纳米氧化锌的制备,控制纳米氧化锌的形态和结构,初获成功.


氧化锌学术论文的写作
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2.自蔓延高温合成技术制备纳米氧化锌的方法研究

2.1 试验原理

通过铝热反应放出热量创造高温环境,同时生成天然的疏松多孔的氧化铝纳米模板.在铝热反应创造的高温环境下,氧化锌分解并气化,并从氧化铝纳米模板喷出,而从纳米模板喷出后,则迅速冷却氧化,从而制得纳米氧化锌.

参考文献:

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