專利名稱：油水兩相界面間制備氧化鋅納米晶的方法
技術領域：
本發明屬氧化鋅納米晶的制備領域，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：
近年來，納米材料的特殊性質受到了普遍關注，這吸引了大批學者對納米材料的 合成進行了廣泛的研究。由于顆粒尺寸的細微變化，比表面積急劇增加，使得納米氧化鋅產 生起本體塊狀物所不具有的表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應等，因而納米氧化 鋅具有普通氧化鋅產品不具有的特殊功能。在紫外線照射下，納米ZnO光催化反應可除去 多種有毒氣體，并能與多種有機物(包括細菌內的有機物)發生氧化反應，從而把大多數 病毒和細菌殺死，因此可被廣泛應用于空氣凈化、廢水處理等領域井力強等，高等學校化 學學報，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，具有優異的光電性能，如高的電導率、寬的禁帶寬度(室溫 下Eg = 3. 37eV)等，因此可應用于太陽能電池、電致發光等方面張志焜，國防工業出版社， 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己烷的非離子體系中，利 用逆向膠束微反應器制備方式，氨催化水解二丁醇鋅制備得到超細ZnO粒子Daisuke K， etc， Langmuir，2000， 16(9) :4086-4089，這樣的方法雖然產品的粒徑控制效果很好，但是 產量受到了一定的限制。將水熱合成法與模板技術相結合，也制得了不同形態、不同尺寸的 ZnO粉體Dairong Chen， etc, Solid State Communications, 2000， 113 :363-366，但是高 溫高壓的反應設備較貴，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 濾和干燥需要很高的技術。因此，尋求一種制備氧化鋅納米粒子的簡便方法，提高產量，有 著重要的意義。 另一方面，通過兩相界面反應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.。通過有機相 和水相兩相界面反應制備納米晶，兼顧有有機相和水相的合成環境，既吸收了有機相和水 相合成的優點，同時又有效克服了有機相和水相合成的缺點，避免了昂貴的有機原料和能 耗高的制備工藝。同時，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用， 而油水界面間制備的氧化鋅納米晶為其在有機相中的應用，以及氧化鋅納米晶的表面修飾 奠定了基礎。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種油水兩相界面間制備氧化鋅納米晶的方法，該方法簡單，成本低，產率高，適合于工業化生產。 本發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。本發明首先利用加熱回流的方式使得ZnS04和CH3 (CH2) 7CH = CH(CH2) 7COONa反應， 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用打下了良好的基礎。
有益效果 (1)本發明制備方法簡單，溫度低，易于操作，重復性好，產率高，成本低，適合于工 業化生產； (2)本發明所得氧化鋅納米晶粒徑分布均勻，分散性好。
圖1是本發明的工藝流程； 圖2是實施方案1所得的氧化鋅的X射線衍射圖，衍射峰位與氧化鋅的標準峰位 一致； 圖3是實施方案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。
具體實施例方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明 而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人 員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定 的范圍。 實施例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射線衍射圖譜見圖2，衍射峰位與氧化鋅的標準峰位一致， 通過Scherrer公式計算所得的粒徑大小與TEM圖片所得大小相當。
實施例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，這說明在方案2濃度下實施本發明所得到
的超細粉體粒徑會變大。
實施例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速率的競爭關系，當濃度低到一定程度的時候，提供給晶體生長 的原料較少，此時生成的納米晶粒徑反而變小。
權利要求
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. 根據權利要求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. 根據權利要求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. 根據權利要求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)有機溶劑為C6H14。
5. 根據權利要求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. 根據權利要求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，有機溶劑為50ml的C6H14。
8. 根據權利要求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. 根據權利要求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。本發明的制備方法簡單，成本低，產率高，適合于工業化生產；所得氧化鋅納米晶粒徑分布均勻，分散性好。
文檔編號C01G9/00GK101696028SQ20091019765
公開日2010年4月21日 申請日期2009年10月23日 優先權日2009年10月23日
發明者余逸男, 周興平, 趙旭 申請人:東華大學;