[發明專利]一種納米氧化鋅水溶液的制備方法

有效

• 申請號: 201210503108.3
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN102936032A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 陳宇岳;張德鎖;張廣宇;林紅
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C01G9/02
• 分類號: C01G9/02;B82Y30/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明涉及一種納米材料的制備方法，特別涉及一種納米氧化鋅水溶液的制備方法。

背景技術

納米氧化鋅是一種重要的光電半導體材料，在室溫下具有較寬的禁帶寬度（3.37eV）和較大的激子束縛能（60meV）。其具有許多優良的物理和化學性能，如較高的化學穩定性，無毒和非遷移性，低介電常數，高透光率，光催化性能，熒光性，壓電性，吸收和散射紫外線的能力等，因此納米氧化鋅在許多領域具有重要的意義和誘人的應用前景。近年來納米氧化鋅已作為催化劑，氣體傳感器，半導體器件，壓敏電阻，壓電器件，場致發射顯示器和紫外遮光材料等而被廣泛應用。在紡織領域納米氧化鋅可作為抑菌和除臭材料、紫外線屏蔽材料，熒光和催化材料應用。

納米氧化鋅的制備總體上可分為物理法和化學法兩大類。物理法是采用特殊的機械粉碎、電火花爆炸等技術，將普通級別的氧化鋅粉碎至超細。物理法雖然工藝簡單，但具有能耗大，產品純度低，粒度分布不均勻等缺陷，因此工業很少使用此類方法。化學法是在控制條件下，從原子或分子的成核，生成或凝聚成具有一定尺寸和形狀的粒子。常見的化學合成方法有液相法?、氣相法和固相法。目前，制備和研究應用大多采用液相法。液相法又分為直接沉淀法、均勻沉淀法、水熱法、微乳液法、溶膠-凝膠法、水解法等。而通過液相法制備納米氧化鋅水分散體系時，制備的納米氧化鋅粒徑較大，甚至達到微米級。另外，在水溶液中通過沉淀法制備氧化鋅時往往先生成氧化鋅的前軀體，再通過高溫煅燒的方式獲得納米氧化鋅，工藝復雜，能耗高，制備的納米氧化鋅顆粒較大。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種工藝簡單、性能穩定，且具有較小粒徑的納米氧化鋅水溶液的制備方法。

實現本發明目的的技術方案為提供一種納米氧化鋅水溶液的制備方法，將濃度為0.001～0.5mol/L的鋅鹽水溶液與濃度為1～10g/L的端氨基超支化聚合物水溶液按體積比1:1混合均勻，所述的鋅鹽為鋅的硝酸鹽、硫酸鹽或氯化鹽中的一種，或它們的任意組合；將混合溶液加熱至沸騰，溶液由澄清變為淺乳白色透明液體，冷卻后即獲得粒徑為0.1～0.5μm的乳白色氧化鋅水溶液。

本發明技術方案還包括一種納米氧化鋅水溶液的制備方法，步驟如下：

（1）將端氨基超支化聚合物溶解于氯仿中，得到質量濃度為20～200g/L的溶液A；將聚(乙二醇)甲基醚丙烯酸酯加入到溶液A中，端氨基超支化聚合物與聚(乙二醇)甲基醚丙烯酸酯的質量比為1:1～1:3進行邁克爾加成反應，其反應式為：

，

50～60℃真空干燥后即得改性端氨基超支化聚合物；

（2）將濃度為0.001～0.5mol/L的鋅鹽水溶液與濃度為1～10g/L的改性端氨基超支化聚合物水溶液按體積比1:1混合均勻，所述的鋅鹽為鋅的硝酸鹽、硫酸鹽或氯化鹽中的一種，或它們的任意組合；將混合溶液加熱至沸騰，溶液由澄清變為淺乳白色透明液體，冷卻后即獲得粒徑為1～100nm的納米氧化鋅水溶液。

一種納米氧化鋅水溶液的制備方法，步驟如下：

（1）將十二酸、十四酸、十八酸中的一種溶解于甲醇溶液中，得到濃度為1～20g/L的溶液B，將端氨基超支化聚合物加入到溶液B中,?端氨基超支化聚合物與十二酸或十四酸或十八酸的質量比為10:1～50:1進行縮聚反應，反應后即得改性端氨基超支化聚合物；?

（2）將濃度為0.001～0.5mol/L的鋅鹽水溶液與濃度為1～10g/L的改性端氨基超支化聚合物水溶液按體積比1:1混合均勻，所述的鋅鹽為鋅的硝酸鹽、硫酸鹽或氯化鹽中的一種，或它們的任意組合；將混合溶液加熱至沸騰，溶液由澄清變為淺乳白色透明液體，冷卻后即獲得粒徑為1～100nm的納米氧化鋅水溶液。

本發明所述的端氨基超支化聚合物為現有技術，由酸酐、含有雙鍵并含有羧基或酯基的單體中的一種與多胺基單體合成；所述的酸酐、含有雙鍵并含有羧基或酯基的單體包括丁二酸酐、鄰苯二甲酸酐、環丁酸酐、丙烯酸甲酯、丙烯酸已酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸或甲基丙烯酸；所述的多胺基單體包括二乙烯基三胺、三乙烯基四胺、四乙烯基五胺或多烯多胺。

超支化聚合物是一類具有球形分子結構，富含大量端基，高溶解性、低黏度、高活性的聚合物，在涂料工業、流變學改性劑、超分子化學、納米科技、膜材料、生物醫用材料、光學及電學材料等多個領域有著廣泛的應用前景。由于其內部存在著大量可調的空腔結構，為控制制備納米材料提供了一個分子層面上的模板，因此，其在納米材料的控制制備上表現出獨特的優勢。