納米氧化鋅如何進行表面改性？

山東(dong)埃(ai)爾派 | 點擊(ji)量：0次 | 2020-04-09

摘要

納米氧化鋅是一種新型的功能精細無機化工材料，由于其粒子尺寸小、比表面積大，在化學、光學、生物和電學等方面具有獨特的物理化學性能，廣泛應用于抗菌添加劑、催化劑、橡膠、染料、油墨、涂料、玻璃、壓電陶瓷、光電子以及日用化工等領域，開發利用前景廣闊。

但由于納米氧化鋅具有比表面積大和比表面能大等特點，表面極性較強，自身易團聚；在有機介質中不易均勻分散，這就極大地限制了其納米效應的發揮。因此，對納米氧化鋅粉體進行分散和表面改性成為納米材料在基體中應用前必要的處理手段。

1、納米氧化鋅表面包覆改性

這是目前無機填料或顏料主要的表面改性方法，利用表面活性劑覆蓋于粒子表面，賦予粒子表面新的性質。常用的表面改性劑有硅烷偶聯劑、鈦酸酯類偶聯劑、硬脂酸、有機硅等。

王國宏等采用桂酸鈉對納米氧化鋅進行表面改性，在桂酸鈉用量為15%，pH值為6、改性時間為1.5h的條件下，改性后的納米氧化鋅的親油化度達到79.2%，能較好地分散于甲醇和二甲苯中。莊濤等采用鈦酸酯偶聯劑對納米氧化鋅進行表面改性，鈦酸酯用量為3%，溫度30℃，攪拌時間90min時，納米氧化鋅活化指數可達到99.83%。改性后的納米氧化鋅應用到天然橡膠中，其tst、t90均延長，拉伸強度、拉斷伸長率、屈撓性均提高。

2、納米氧化鋅機械化學改性

這是一種運用粉碎、摩擦等方法利用機械應力對粒子表面進行激活，以改變其表面晶體結構和物理化學結構。這種方法使分子晶格發生位移，內能增大，在外力的作用下活性的粉末表面與其他物質發生反應、附著，以達到表面改性的目的。

李國棟等用無水乙醇作分散介質，將納米氧化鋅球磨2h，得到了無團聚的納米氧化鋅。此方法成本低、產量大、粒徑可控，頗具工業化潛力。蘇小莉等以硬脂酸為改性劑，在氣流粉碎機中對納米氧化鋅進行解團聚和表面改性，結果表明：硬脂酸分子化學鍵合在氧化鋅表面，改性前后氧化鋅的晶體結構相同，其顆粒的團聚性降低，二次粒徑明顯減小。通過測定改性樣品的活化指數和親油化度，選擇最佳的改性劑用量為氧化鋅質量的10%，氧化鋅表面親油疏水，在有機溶劑中有較好的分散性能。

3、納米氧化鋅沉淀反應改性

該方法是利用有機或無機物在粒子表面沉淀一層包覆物，以改變其表面性質。

伊春雷等在制備氧化鋅的前驅物——堿式碳酸鋅的過程中原位包覆Al₂O₃，與傳統的表面包覆工藝相比減少了多次粒子團聚的工藝過程，改善了包覆效果，包覆的氧化鋅復合粉體粒徑為50nm左右、包覆層為3-5nm。包覆厚的納米氧化鋅光催化活性得到明顯降低，但保證了其優異的紫外吸附性能。

目前，納米氧化鋅的制備技術已經取得了一些突破，在國內形成了幾家產業化生產廠家。但是納米氧化鋅的表面改性技術及應用技術尚未受到重視，導致其應用領域的開拓受到了較大的限制。因此，需要加強對納米氧化鋅產品的表面改性和應用進行研究，開拓高性能產品，拓寬產品的應用領域，以滿足不同領域對納米氧化鋅產品的需求。

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