[發(fā)明專利]一種鋅鎳電池用納米氧化鋅的改性方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710339176.3
• 申請(qǐng)日: 2017-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107123806A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西放心源生物科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/48
• 分類號(hào): H01M4/48;H01M10/30;C01G9/02
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司45114
• 代理人: 蘭如康

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)機(jī)材料改性技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種鋅鎳電池用納米氧化鋅的改性方法。

背景技術(shù)

納米氧化鋅（nano-ZnO）是一種新型高功能精細(xì)無(wú)機(jī)產(chǎn)品。由于材料的納米化，使得納米氧化鋅產(chǎn)生了其本體塊狀材料所不具備的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等。因而，納米氧化鋅在磁、光、電、化學(xué)、物理學(xué)、感性等方面具有一般氧化鋅產(chǎn)品無(wú)法比擬的特殊性能和用途。然而，具有較高比表面能的納米氧化鋅易團(tuán)聚，難于在有機(jī)介質(zhì)中分散，與聚合物結(jié)合性能差，直接影響其實(shí)際功效。為了降低納米材料的表面極性，提高納米粒子在有機(jī)介質(zhì)中的分散能力和親和力，擴(kuò)大納米材料的應(yīng)用范圍，對(duì)納米ZnO進(jìn)行表面改性意義重大。

在如何提高納米材料在有機(jī)聚合物中的分散性能已經(jīng)做了很多相關(guān)研究。主要是在納米氧化鋅粒子表面引入官能團(tuán)，從而改善納米氧化鋅的分散性、耐候性和自清潔性。對(duì)納米氧化鋅進(jìn)行改性處理的方法有如下幾種：一種方法是通過(guò)物理機(jī)械方法來(lái)打破分散團(tuán)聚的納米顆粒，比如通過(guò)超聲處理，但是此種方法效果極其有限，無(wú)機(jī)納米顆粒與有機(jī)聚合物之間的相互作用同無(wú)機(jī)納米顆粒之間的相互作用相比非常有限。另一種方法是化學(xué)鍵合接枝法，對(duì)納米顆粒表面進(jìn)行改性，增強(qiáng)納米顆粒與聚合物鏈之間的相互作用，減少納米顆粒之間的團(tuán)聚，促進(jìn)納米顆粒在聚合物基體中的分散，同時(shí)具有良好的光催化性能。但該種處理方法的工藝較復(fù)雜，控制過(guò)程困難，成本較高，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)當(dāng)前納米氧化鋅表面處理存在的問(wèn)題，提供一種工藝簡(jiǎn)單、易于操作、成本低、處理后的納米氧化鋅分散性好、與有機(jī)物相容性好、耐候性好的表面處理方法。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種鋅鎳電池用納米氧化鋅的改性方法，包括以下步驟：

（1）將納米氧化鋅輸送至表面處理槽，然后加入月硅酸鈉和乙醇，控制溫度在50-60℃，在轉(zhuǎn)速為150-300r/min攪拌15-30min，得納米氧化鋅分散液；

（2）將上述納米氧化鋅分散液加入超聲波發(fā)生器，再加入蓖麻油酸酯硫酸鈉和十二水合硫酸鋁鈉復(fù)合改性劑，在溫度為50-60℃、頻率為60-80KHz下超聲20-40min，得改性納米氧化鋅液；

（3）再將改性納米氧化鋅液經(jīng)過(guò)濾，干燥，粉碎，過(guò)篩，即完成納米氧化鋅的改性。

進(jìn)一步地，所述月硅酸鈉分散劑的加入量為納米氧化鋅重量的0.8-1.2%。

進(jìn)一步地，所述納米氧化鋅分散液的質(zhì)量濃度為20-30%。

進(jìn)一步地，所述蓖麻油酸酯硫酸鈉為蓖麻油酸甲酯硫酸鈉、蓖麻油酸乙酯硫酸鈉和蓖麻油酸丁酯硫酸鈉中的一種。

進(jìn)一步地，所述蓖麻油酸酯硫酸鈉和十二水合硫酸鋁鈉的質(zhì)量比為3-5:1。

進(jìn)一步地，所述蓖麻油酸酯硫酸鈉和十二水合硫酸鋁鈉復(fù)合改性劑的加入量為納米氧化鋅重量的1.5-2.5%。

進(jìn)一步地，所述干燥是在溫度為80-100℃下干燥至納米氧化鋅的含水率為8-12%。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

1、本方法改性后的納米氧化鋅分散性好、穩(wěn)定性好、與有機(jī)物的相容性好，在鋅鎳電池領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

2、本發(fā)明采用物理攪拌和超聲波方法來(lái)打破分散團(tuán)聚的納米顆粒，超聲波能產(chǎn)生空化作用，使液體處于高頻振蕩狀態(tài)；利用超聲波的作用可使納米氧化鋅粒子處于良好的分散狀態(tài)，減輕納米氧化鋅粒子間的團(tuán)聚現(xiàn)象，同時(shí)可以加速反應(yīng)物在微觀尺度的混合和反應(yīng)。

3、本方法工藝簡(jiǎn)單、易于操作、成本低、生產(chǎn)效率高，容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但不限于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

一種鋅鎳電池用納米氧化鋅的改性方法，包括以下步驟：

（1）將納米氧化鋅輸送至表面處理槽，然后加入月硅酸鈉和乙醇，控制溫度在60℃，在轉(zhuǎn)速為200r/min攪拌20min，得質(zhì)量濃度為25%的納米氧化鋅分散液；所述月硅酸鈉分散劑的加入量為納米氧化鋅重量的0.8%；

（2）將上述納米氧化鋅分散液加入超聲波發(fā)生器，再加入蓖麻油酸甲酯硫酸鈉和十二水合硫酸鋁鈉復(fù)合改性劑，在溫度為60℃、頻率為60KHz下超聲30min，得改性納米氧化鋅液；所述蓖麻油酸甲酯硫酸鈉和十二水合硫酸鋁鈉的質(zhì)量比為4:1；復(fù)合改性劑的加入量為納米氧化鋅重量的2.0%；