超细氧化锌复合物及其制备方法 一、技术领域
本发明公开的纳米级和亚微米级超细氧化锌复合物及其制备方法，属纳米材料生产技术领域，具体涉及的是在碱法生产超细氧化锌过程中添加入少量不同组份物，以获得改进性能和提高功能的超细氧化锌复合物，其中也涉及其制备的工艺方法。
二、背景技术
超细氧化锌粉体是指粒径小于1μm的粉体，它可广泛用于橡胶、陶瓷、纺织、日用化工等行业。随着粒径的减小，比表面积逐渐增大，逐步显示出常规粉体不具有的活性作用，特别是当粒径小于100nm，即形成纳米微粒时，由于量子尺寸效应，表面效应和小尺寸效应等使氧化锌具有常规材料所不具备的特性，如在光学、电学、生物和化学方面所具有的特性等。然而，由于超细粉体粒径小，比表面积和表面能都非常大，在使用时易发生团聚，而团聚的存在又将大大阻碍超细粉体性能的充分发挥，因此，研究超细粉体的分散性、稳定性将是进一步提高纳米材料性能的前提和基础。为了改进超细氧化锌在光学、电学、生物和化学方面的性能，往往对超细氧化锌粉体予以修饰、包覆、改进等，获得功能性强的超细氧化锌复合粉体。本发明地技术就是在氨法制备超细氧化锌过程中添加少量不同种类的金属盐，从而得到分散性好、相容性好、功能性强的超细氧化锌复合物。选用不同的金属盐添加，不仅关系到氧化锌粉体的分散性，而且更重要的是关系到粉体改进后的特性，除保证粉体的分散性以外，更主要是得到功能性强或增加新功能的超细氧化锌复合粉体。见到的文献有中国专利：CN1246443A，名称：表面包覆金属化合物的纳米氧化锌粉体及制备方法：采用化学复分解反应，添加阴离子表面活性剂苯磺酸钠，并加入金属盐硫酸钛或硫酸铝，得到表面包覆钛或铝化合物的氧化锌粉体，使纳米氧化锌抗紫外线和反射可见光的功能进一步加强。本发明之技术与上述专利相比，第一，氧化锌的制备工艺不同；第二，添加的金属盐种类不同；第三，氧化锌复合物和制备方法均不同。本发明中所用的超细氧化锌的制备工艺方法为中国专利ZL98.1 16820.5，名称：《碱法生产活性氧化锌的工艺方法》，即是氨法制备大比表面积超细氧化锌的工艺方法。
三、发明内容
本发明的目的是向社会推出纳米级和亚微米级超细氧化锌复合物及其制备方法。实现发明目的之技术思路是在碱法制备超细氧化锌工艺过程中添加入少量不同组份的金属盐，利用改变超细氧化锌颗粒表面的电位而产生的静电排斥作用，达到分散超细氧化锌及提高氧化锌性能的目的。选择不同种类的金属盐作复合组份，不仅要起到分散氧化锌的作用，而且还要使氧化锌在性能和功能方面得到增强。
本发明的技术内容包括：纳米级和亚微米级超细氧化锌复合物的技术方案和该超细氧化锌复合物的制备方法的技术方案。
本发明的技术方案是这样的：
这种超细氧化锌复合物，是纳米级和亚微米级超细氧化锌复合物，为了提高超细氧化锌粉体的性能，在碱法制备氧化锌工艺操作之蒸氨过程中添加入适量的复合组份，采用适宜的制备工艺方法，包括蒸氨之后的除杂、净化、干燥、煅烧等工艺规程，制成了多性能与多功能的超细氧化锌复合物，其技术特点在于：在碱法制备超细氧化锌工艺之蒸氨过程中，向锌氨络合液中添加少量的复合组份，尔后制得超细氧化锌复合物，该复合物以超细氧化锌为主要组份，而所添加的组份或为银的、或为铜的、或为铝的、或为铈的、或钛的盐类，或为硅酸盐类、或为铝酸盐类，其各添加组份含量均为锌氨络合液中氧化锌含量的0.1-10％(重量百分比)，这里所述的各物含量是指它们的净含量。
如上所述的超细氧化锌复合物，详细的技术内容有：a.所述的添加的复合组份可以是：银的盐类：包括有硝酸银、氯化银、硫酸银等；铜的盐类：包括有硝酸铜、硫酸铜、氯化铜等；铝的盐类：包括有硝酸铝、硫酸铝等；铈的盐类：包括有硝酸铈、硫酸铈等；钛的盐类：包括硫酸钛、四氯化钛等；硅酸盐类：包括有硅酸钠、硅酸钾等；铝酸盐类：包括有铝酸钠、铝酸钾等。
关于超细氧化锌复合物的制备方法，是纳米级和亚微米级的超细氧化锌复合物，碱法制备超细氧化锌工艺方法之蒸氨过程里，在锌氨络合液中添加适量的复合组份，采用适宜的操作规程与工艺方法，其中，公知的工艺方法包括：蒸氨的锌氨络合液是由氧化锌、碳铵、氨水按一定配比组成，还有蒸氨、除杂、净化、干燥、煅烧等工艺规程，制备成超细氧化锌复合物，技术要点在于：a.所述的在蒸氨过程里向锌氨络合液中添加的复合组份：或是银的、或是铜的、或是铝的、或是铈的、或是钛的盐类，或是硅酸盐类、或是铝酸盐类；它们各自的添加量均为锌氨络合液中氧化锌含量的0.1-10％(重量百分比)，如前指出的：这里各物含量显然也是它们的净含量；b.所述采用的适宜的操作规程与工艺方法如下：在蒸氨过程中，向蒸氨设备中添加所需适量的复合组份——或为银的、或为铜的、或为铝的、或为铈的、或为钛的盐类，或为硅酸盐类、或为铝酸盐。操作条件：在常温、常压下添加入，随后开始搅拌、升温，当升温至80-90℃时，恒温蒸氨，当锌氨络合液中氨含量小于5％(重量百分比)时结束蒸氨，再经过后步工艺规程，即制备成超细氧化锌复合物，该成品经检验后可贮藏待用。
如上所述的超细氧化锌复合物的制备方法，详细的技术要点有：a.所述的在蒸氨过程中锌氨络合液中添加的银的盐类：或是硝酸银、或是硫酸银、或是氯化银；添加量和添加方式为：取相对于锌氨络合液中氧化锌含量的0.1-10％(重量百分比)的硝酸银，或是硫酸银按如下比例：硝酸银(或硫酸银)∶水＝1∶1-10(重量比)，溶于去离子水中，将其添加到锌氨络合液中，而氯化银则直接添加锌氨络合液中，添加量为锌氨络合液中氧化锌含量的0.1-10％(重量百分比)。b.所述的在蒸氨过程中锌氨络合液中添加的铜的盐类：或是硝酸铜、或是硫酸铜、或是氯化铜，其添加量为锌氨络合液中氧化锌含量的0.1-10％(重量百分比)，添加方式：将它们按如下比例：硝酸铜(或硫酸铜、或氯化铜)∶水＝1∶1-10(重量比)，溶于去离子水中，然后添加到锌氨络合液中。c.所述的在蒸氨过程中锌氨络合液中添加的铝的盐类：或是硝酸铝、或是硫酸铝，其添加量为锌氨络合液中氧化锌含量的0.1-10％(重量百分比)，添加方式：将它们按如下比例：硝酸铝(或硫酸铝)∶水＝1∶1-10(重量比)，溶于去离子水中，然后添加到锌氨络合液中。d.所述的在蒸氨过程中锌氨络合液中添加的铈的盐类：或是硝酸铈、或是硫酸铈，其添加量为锌氨络合液中氧化锌含量的0.1-10％(重量百分比)，添加方式：将它们按如下比例：硝酸铈(硫酸铈)∶水＝1∶1-10(重量比)，溶于去离子水中，然后添加到锌氨络合液中。e.所述的在蒸氨过程中锌氨络合液中添加的钛的盐类：或是硫酸钛、或是四氯化钛，其添加量为锌氨络合液中氧化锌含量的0.1-10％(重量百分比)，添加方式：将它们按如下比例：硫酸钛(或四氯化钛)∶水＝1∶1-10(重量比)，溶于去离子水中，然后添加到锌氨络合液中；f.所述的在蒸氨过程中锌氨络合液中添加的硅酸盐类：或是硅酸钠、或是硅酸钾，其添加量为锌氨络合液中氧化锌含量的0.1-10％(重量百分比)，添加方式：将它们按如下比例：硅酸钠(或是硅酸钾)∶水＝1∶1-10(重量比)，溶于去离子水中，然后添加到锌氨络合液中。g.所述的在蒸氨过程中锌氨络合液中添加的铝酸盐类：或是铝酸钠、或是铝酸钾，其添加量为锌氨络合液中氧化锌含量的0.1-10％(重量百分比)，添加方式：将它们按如下比例：铝酸钠(或是铝酸钾)∶水＝1∶1-10(重量比)，溶于去离子水中，然后添加到锌氨络合液中。上述需添加的盐类，取其添加含量，然后溶于水再添加入锌氨络合液中，这样便于添加操作，所以用水溶剂添加只是方便的工艺操作方法。
由上述方法添加不同组份制备成的各种超细氧化锌复合物，经相关检验部门采用放大十万倍的H-600透射电子显微镜检测，均已达到纳米和亚微米级。
本发明所述的纳米级和亚微米级超细氧化锌复合物，由于其选择添加了适合的一些金属作复合组份，经过精细的制备方法，使制备的产品具有分散性好、功能性强等特点，采用本发明的方法制备出的超细氧化锌复合物，粒径小而均匀，其制备方法经济实用，操作容易，制备的超细氧化锌复合物可广泛用于橡胶、陶瓷、纺织及日用化工等行业。
四、附图说明
本说明书共有附图1幅。
图1是超细氧化锌复合物制备方法之工艺流程方框图；
在图1中：1.添加物各金属盐组份；2.锌氨络合液；3.蒸氨；4.除杂净化；5.干燥；6.煅烧；7.制备成的超细氧化锌复合物。
五、具体实施方案
实施例1
①纳米级和亚微米级超细氧化锌复合物制备方法：
本例采用银的盐类作添加组份制备超细氧化锌复合物，称取相对于锌氨络合液中氧化锌含量的1％、或3％、或7％、或10％(重量百分比)的硝酸银、或是硫酸银、或是氯化银；其中，将硝酸银、或是硫酸银按如下比例：硝酸银(或硫酸银)∶水＝1∶1(或1∶5、或1∶10、或1∶15、或1∶20)(重量比)，溶于去离子水中，添加到蒸氨设备里的锌氨络合液中；或将氯化银直接添加到蒸氨设备里的锌氨络合液中，然后，开始搅拌、升温，当升温至80-90℃时，恒温蒸氨，当溶液体系中氨的含量小于5％(重量百分比)时结束蒸氨，后经沉淀、除杂、净化、干燥、煅烧等工艺流程，制得超细氧化锌复合物。
②纳米级和亚微米级超细氧化锌复合物：
由实施例1之①制备方法制得的添加银盐的超细氧化锌复合物，对该复合物用H-600透射电子显微镜观察：分散性好，粒度小，且具有优异的特性及优良的功能。
实施例2
①纳米级和亚微米级超细氧化锌复合物制备方法：
本例采用铜的盐类作添加组份制备超细氧化锌复合物，称取相对于锌氨络合液中氧化锌含量的0.1％、5％、或10％(重量百分比)的硝酸铜、或是硫酸铜、或是氯化铜；将它们按如下比例：硝酸铜(硫酸铜、或氯化铜)∶水＝1∶1(或1∶5、或1∶10、或1∶15、或1∶20)(重量比)，溶于去离子水中，然后添加到蒸氨设备里的锌氨络合液中，其余工艺规程与操作方法同实施例1，可制得超细氧化锌复合物。
②纳米级和亚微米级超细氧化锌复合物：
由实施例2之①制备方法制得的添加铜盐的超细氧化锌复合物，该复合物用H-600透射电子显微镜观察：分散性好，且具有优良的功能。
实施例3
①纳米级和亚微米级超细氧化锌复合物制备方法：
本例采用铝的盐类作添加组份制备超细氧化锌复合物，称取相对于锌氨络合液中氧化锌含量的2％、或是6％、或是8％(重量百分比)的硝酸铝、或是硫酸铝，将它们按如下比例：硝酸铝(或硫酸铝)∶水＝1∶1(或1∶5、或1∶10、或1∶15、或1∶20)(重量比)，分别溶于去离子水中，添加到蒸氨设备里的锌氨络合液中，其余工艺规程和操作方法同实施例1，便制得超细氧化锌复合物。
②纳米级和亚微米级超细氧化锌复合物：
由实施例3之①制备方法制得的添加铝盐的超细氧化锌复合物，该复合物用H-600透射电子显微镜观察：分散性好，且增强了特性。
实施例4
①纳米级和亚微米级超细氧化锌复合物制备方法：
本例采用铈的盐类作添加组份制备超细氧化锌复合物，称取相对于锌氨络合液中氧化锌含量的0.5％、或4％、或9％(重量百分比)的硝酸铈、或是硫酸铈，将它们按如下比例：硝酸铈(硫酸铈)∶水＝1∶1(或1∶5、或1∶10、或1∶15、或1∶20)(重量比)，分别溶于去离子水中，添加到蒸氨设备里的锌氨络合液中，其余工艺规程与操作方法全同实施例1，制得超细氧化锌复合物。
②纳米级和亚微米级超细氧化锌复合物：
由实施例4之①制备方法制得的添加铈盐的超细氧化锌复合物，该复合物用H-600透射电子显微镜观察：分散性好，功能增强。
实施例5
①纳米级和亚微米级超细氧化锌复合物制备方法：
本例采用钛的盐类作添加组份制备超细氧化锌复合物，称取相对于锌氨络合液中氧化锌含量的0.5％、或2％、或6％、或9％(重量百分比)的硫酸钛、或是四氯化钛，将它们按如下比例：硫酸钛(四氯化钛)∶水＝1∶1(或1∶5、或1∶10、或1∶15)(重量比)，分别溶于去离子水中，添加到蒸氨设备里的锌氨络合液中，其余工艺规程与操作方法全同实施例1，制得超细氧化锌复合物。
②纳米级和亚微米级超细氧化锌复合物：
由实施例5之①制备方法制得的添加钛盐的超细氧化锌复合物，该复合物分散性好，且增强其特性。
实施例6
①纳米级和亚微米级超细氧化锌复合物制备方法：
本例采用硅酸盐作添加组份制备超细氧化锌复合物，称取相对于锌氨络合液中氧化锌含量的0.2％、或2％、或6％、或10％(重量百分比)的硅酸钠、或是硅酸钾，将它们按如下比例：硅酸钠(硅酸钾)∶水＝1∶1(或1∶5、或1∶10、或1∶15、或1∶20)(重量比)，分别溶于去离子水中，添加到蒸氨设备里的锌氨络合液中，其余工艺规程与操作方法全同实施例1，可制得超细氧化锌复合物。
②纳米级和亚微米级超细氧化锌复合物：
由实施例6之①制备方法制得的添加硅酸盐的超细氧化锌复合物，该复合物分散性好，能增强其特性。
实施例7
①纳米级和亚微米级超细氧化锌复合物制备方法：
本例采用铝酸盐作添加组份制备超细氧化锌复合物，称取相对于锌氨络合液中氧化锌含量的0.5％、或3％、、或5％、或9％(重量百分比)的铝酸钠、或是铝酸钾，将它们按如下比例：铝酸钠(铝酸钾)∶水＝1∶1(或1∶5、或1∶10、或1∶15)(重量比)，分别溶于去离子水中，添加到蒸氨设备里的锌氨络合液中，其余工艺规程与操作方法全同实施例1，制得超细氧化锌复合物。
②纳米级和亚微米级超细氧化锌复合物：
由实施例7之①制备方法制得的添加铝酸盐的超细氧化锌复合物，该复合物分散性好，且增强其特性。