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纳米氧化锌的用途

发布:cjdryabc 浏览:1157次

纳米氧化锌是一种新型的功能精细无机化工材料,具有原料价廉易得、熔点高、热稳定性好、机电耦合性好、发光性能良好、抗菌性能、催化性能以及紫外线屏蔽性能优异等特点,广泛应用于抗菌添加剂、催化剂、橡胶、染料、油墨、涂料、玻璃、压电陶瓷、光电子以及日用化工等领域。

1、光催化剂  纳米氧化锌粒子作为光催化剂可以使反应速率提高100-1000倍,且不引起光的散射,并具有大的比表面积和宽的能带。纳米氧化锌作为一种活性物质可用于各种催化反应中,被认为是极具应用前景的高活性光催化剂之一。

2、热催化剂  纳米氧化锌的热催化性能是指将纳米氧化锌与高氯酸铵按一定的比例混合研磨,可以催化高氯酸铵在加热条件下的分解,降低高氯酸铵分解的温度的性能。

3、抗菌材料  氧化锌是一种新型广谱无机抗菌材料,不仅对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有很好的抗菌效果而且对耐热、耐抗菌剂能力很强的原核细胞枯草芽孢杆菌的孢子也具有很强的破坏作用。

4、空气净化材料  纳米氧化锌由于光催化反应而产生的过氧化物和自由基具有很强的氧化能力,可以分解臭体。正因为纳米氧化锌粉体有抗菌和除臭特性,可用于制造抗菌、除臭化纤。还可以分解住房装修时产生的有害气体,达到净化空气的目的。

5、化妆品  纳米氧化锌是一种广谱的无机紫外线屏蔽剂,由于其UVA的有效屏蔽性、安全性和抗菌性,在防晒霜等化妆品领域得到了广泛运用。紫外线屏蔽效率、透明性、分散性和光稳定性是衡量防晒化妆品中纳米氧化锌性能优劣的主要标准,粒径控制技术以及表面处理技术是提高纳米氧化锌质量的根本途径。

6、橡胶  橡胶工业是氧化锌的最大用户,氧化锌被用来作为活性剂、补强剂和着色剂,使用纳米级氧化锌后,橡胶制品的耐磨性、防老化、抗摩擦着火、使用寿命等性能都大大提高。

7、陶瓷  在陶瓷工业中用纳米氧化锌代替普通氧化锌,可使陶瓷的烧结温度降低400~600℃,有效地降低能耗,而且陶瓷制品外观光亮、质地致密、性能优异,并具有抗菌除臭的新功能。

8、涂料  在涂料工业中,使用纳米氧化锌可比普通氧化锌减少1/3的用量,涂料的各项指标却大大提高,如外墙涂料中使用纳米氧化锌粉体时,其耐洗性提高了8倍。

用纳米氧化锌作原料制成的船舶专用涂料,不仅可以起到屏蔽紫外线的作用,而且可以杀死各种微生物,从而提高航行速度并延长检修期限。在乳胶漆中使用纳米氧化锌可以增大乳胶漆对紫外线辐射的抵抗力,减弱乳胶漆对潮湿环境条件下的敏感性,提高耐老化性。

9、功能塑料  将纳米尺寸的氧化锌分散于树脂基体中形成的树脂基纳米复合材料,由于分散相的纳米尺寸效应、表面效应和强界面结合,使得纳米氧化锌塑料具有一般工程塑料所不具备的优异性能。由此制备的纳米塑料薄膜拥有致密的微观结构,能够抑制分子的溶解和扩散、增强薄膜的阻透性,可应用在气体分离、信息-光学材料以及传感等领域。

10、环保行业  纳米氧化锌在受到大于禁带宽度能量的光子照射后,会产生电子-空穴对。空穴具有很强的氧化性,与表面的OH-反应生成氧化性很高的OH自由基,活泼的OH自由基可以与许多生物难降解的有毒有机物反应生成二氧化碳和水等无机物。

11、纺织工业  随着纺织品功能化需求的增加,纳米氧化锌在开发纺织新材料和改善织物功能性方面也引起了人们的关注。利用纳米氧化锌的抗菌性能、防紫外线性能、超疏水性能、抗静电性能、半导体性能等特点,可制备多功能纺织材料。抗菌:纳米氧化锌具有良好的抗菌性,且低毒、环保,通过共混纺丝和后整理方式,负载到纤维织物上,可获得良好的抗菌性能。抗紫外线:将各种形貌的氧化锌成功地沉积在聚乙烯醇纤维表面,氧化锌织物涂层表现出优良的抗紫外线性能。

12、玻璃工业  纳米氧化锌对紫外线吸收率可达95%以上,却可透过大于或等于85%的可见光。因此,可以用于汽车玻璃和建筑用玻璃,这种含纳米氧化锌的玻璃在屏蔽紫外线的同时,还可以杀菌,从而也是自洁玻璃。

13、阻燃增效剂  氧化锌可作为一种阻燃增效剂,应用于电缆涂层中。在电缆涂层中使用纳米氧化锌,除有阻燃作用之外,还可以增大涂层对紫外线辐射的抵抗力,减弱涂层对潮湿环境条件的敏感性,提高耐老化性。

14、食品包装材料  纳米氧化锌是一种常见的无机抗菌材料,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等细菌及真菌具有良好的抗菌效果,可用于各类抗菌食品包装材料,目前主要有混合成膜及表面涂布两者形式。

15、食品添加剂  纳米氧化锌作为一种公认的安全性材料,可用于食品添加剂中,其在食品中主要用作营养补充剂。作为一种锌源,纳米氧化锌具有高比表面积和独特的物理化学性质,与其他锌源相比具有许多优势,如较高的吸收率、良好的生物活性和抗氧化性等。

16、雷达波吸收材料  利用等离子共振频移随颗粒尺寸变化的性质,通过改变颗粒尺寸,控制吸收边的位移,纳米氧化锌不仅能在很宽的频带范围内吸收电磁波,而且对可见光和红外线也有很强的吸收能力。表面有纳米氧化锌涂层的飞机、导弹、舰艇等武器装备不仅能躲过雷达的侦察,而且对红外感测设备也有“隐身”作用,战斗生存能力大大提高。加上具有质轻、色泽浅的优点,纳米氧化锌成为吸波材料研究的热点材料。

17、气敏材料  氧化锌是最早研究的气敏材料,纳米氧化锌对外界环境(如温度、光、湿气等)十分敏感,外界环境的微小改变会迅速引起其表面或表面离子价态和电子运动的变化,从而立即引起其电阻的显著变化。目前已经利用纳米氧化锌制出了高灵敏度气体报警器和湿度计等。

18、太阳能电池材料  氧化锌具有宽禁带、高激子束缚能、高强度、高硬度的特性,很适合应用于染料敏化太阳电池。单晶的一维纳米氧化锌,如氧化锌纳米带、纳米线、纳米管,由于不存在晶界,所以沿长轴方向的电阻很小,电导率很大,更有利于内部电子的传输。

19、表面波器件  纳米氧化锌作为一种压电材料,具有较强的机电耦合系数,使其在超声换能器、频谱分析器、高频滤波器、高速光开关及微机械上有广泛的用途。这些器件在大容量、高速率光纤通讯的波分复用,光纤相位调制,反雷达动态测频,电子侦听,卫星移动通讯,并行光信息处理等民用和军事领域具有广泛的应用。

20、图像记录材料  纳米氧化锌按制备条件的不同可获得光导电性、半导体性等不同的性质。利用这种变异可用作图像记录材料,还可以利用其光导电性质用于电子摄影,利用半导体性质可作放电击穿记录纸,利用导电性质作电热记录纸等,其优点是无三废公害,画面质量好,可高速记录。利用纳米氧化锌吸附色素可进行彩色复印,另外利用纳米氧化锌酸蚀后有亲水性,可用于胶片印刷等。

21、荧光产品  纳米氧化锌是一种在低压电子射线下惟一能发光的物质,光色为蓝色和红色,其能隙为3.2eV,对应于387nm的紫外波长。当纳米氧化锌粒子受到紫外光照射时,颗粒内产生的光生电子和空穴将快速地扩散到颗粒表面,在表面上引起复杂的光化学反应,同时氧化锌颗粒本身也会发生一系列反应,有荧光现象发生,利用纳米氧化锌的这一特性可以制备荧光产品。

22、压敏变阻器  纳米氧化锌压敏电阻的非线性特性使其能起到过压保护、抗雷击、抑制瞬间脉冲的作用,成为应用最广泛的压敏变阻器材料。

23、场发射器件  氧化锌纳米线具有负电子亲和力、优异的力学性能、高的热稳定性和化学稳定性以及非常高的比表面积,因此特别适合应用在场发射器件上。

24、超级电容器  纳米氧化锌应用于超级电容器的电极材料时,具有极好的赝电容特性。氧化锌的表面缺陷、功能团及晶粒边界,在储能过程中可以极好地作为氧化还原反应的中心点。将氧化锌应用于新型碳基电极材料上,借助于碳基纳米材料提供的物理支撑及电荷输运通道,能够发挥两类材料各自的优势,有利于进一步改善储能电极的充放电性能。

25、生物医学  近年来,基于氧化锌纳米晶的材料合成和利用受到生物医药领域越来越多的关注。利用纳米氧化锌等电点高的特点,可用于生物传感与检测;在动物饲料中添加纳米氧化锌能够提高动物的免疫力、增加组织锌含量和增强抗腹泻能力;一定剂量的纳米氧化锌具有较好的生物相容性。它对皮肤具有消炎、防皱、收敛和保护等功能,在临床上常将其添加作为皮肤的外用药物;表面修饰后的纳米氧化锌颗粒可以装载抗肿瘤药物去进入肿瘤细胞杀死它,而且,纳米氧化锌可以产生活性氧基(ROS),杀死肿瘤细胞,氧化锌纳米材料在光动力治疗有潜在应用价值。

 

 

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