一种刷状纳米氧化锌及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种刷状纳米氧化锌及其制备方法与应用，属于功能材料制备技术领域。本发明专利技术的刷状纳米氧化锌包括刷头和刷柄；所述刷头为多边棱柱聚集体；所述单根多边棱柱的长度为1μm～9μm，直径为0.06μm～0.8μm；所述刷柄部为单一柱状结构，所述柱状结构的长度为3μm～13μm，直径为0.4μm～1.3μm；所述刷头与刷柄连接部分自然过渡。本发明专利技术提供的刷状纳米氧化锌具有较宽的紫外吸收范围，因此具有更好的紫外光屏蔽效果，在紫外防护材料领域有潜在应用价值。在应用价值。在应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种刷状纳米氧化锌及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及功能材料制备
，尤其涉及一种刷状纳米氧化锌及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，其颗粒大小约为1～100nm。由于晶粒的细微化，其表面电子结构和晶体结构发生变化，产生了宏观物体所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点。近年来发现纳米氧化锌在催化、光学、磁学、力学等方面展现出许多特殊功能，使其在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等领域有重要的应用价值，具有普通氧化锌所无法比拟的特殊性和用途。纳米氧化锌在纺织、涂料等领域可用于紫外光遮蔽材料、抗菌剂、荧光材料、光催化材料等。由于纳米氧化锌一系列的优异性和十分诱人的应用前景，使研发纳米氧化锌已成为许多科技人员关注的焦点。
[0003]纳米氧化锌的合成方法主要有：溶胶-凝胶法、沉淀法、水热法、模板法、气相沉积法等，各种方法所用原料及合成工艺不同，所得纳米氧化锌的微观形貌也大不相同。授权公开号为CN102730747B的专利技术专利公开了一种溶胶-凝胶辅助水热法制备不同微观形貌氧化锌的方法，包括将锌盐如氯化锌、硫酸锌、醋酸锌、硝酸锌等溶液与柠檬酸溶液以摩尔比(锌盐∶柠檬酸)1∶1～5的比例混合，先在温度60～90℃下加热搅拌至溶胶状态，再在温度90～120℃下干燥至凝胶状态；将氢氧化钠溶液滴加至凝胶中，调节pH值为12～14，并移入水热反应釜中，在温度90～150℃下反应一小时，过滤，取沉淀洗涤、干燥，即得不同微观形貌的氧化锌，如棒状、六棱柱状、球状、片花状和梭状。公开号CN107628635A的专利技术专利公开了一种水热合成四叶螺旋桨形纳米氧化锌的方法，以可溶性硝酸锌为锌源，氢氧化钠为碱源，SDS为形貌导向剂，置于200℃的恒温干燥箱中保温24小时，处理后获得白色四叶螺旋桨形纳米氧化锌粉末。
[0004]目前，关于刷状纳米氧化锌的制备还未有报道。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种刷状纳米氧化锌及其制备方法与应用。本专利技术提供的刷状纳米氧化锌具有较宽的紫外吸收范围，具有更好的紫外光屏蔽效果。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种刷状纳米氧化锌，所述刷状纳米氧化锌包括刷头和刷柄；所述刷头为多边棱柱聚集体；所述单根多边棱柱的长度为1μm～9μm，直径为0.06μm～0.8μm；所述刷柄部为单一柱状结构，所述柱状结构的长度为3μm～13μm，直径为0.4μm～1.3μm；所述刷头与刷柄连接部分自然过渡。
[0008]本专利技术提供了一种刷状纳米氧化锌的制备方法，包括以下步骤：
[0009]将无机碱、尿素、细菌纤维素浆料和水混合，得到第一混合溶液，将所述第一混合
溶液冷冻成块后捣碎，得到捣碎物；
[0010]将所述捣碎物与可溶性锌盐水溶液混合，得到第二混合溶液；将所述第二混合溶液进行水热反应，得到所述刷状纳米氧化锌。
[0011]优选地，所述无机碱包括氢氧化钠或氢氧化锂。
[0012]优选地，所述可溶性锌盐包括硫酸锌、乙酸锌、硝酸锌或氯化锌。
[0013]优选地，所述第二混合溶液中无机碱的浓度为1.4～1.6mol/L，尿素的浓度为0.4～0.6mol/L，可溶性锌盐的浓度为0.09～0.11mol/L。
[0014]优选地，所述细菌纤维素浆料的固含量为0.394％。
[0015]优选地，所述细菌纤维素浆料的体积为所述第二混合溶液体积的15～50％。
[0016]优选地，所述水热反应的温度为130～180℃，时间为1～4h。
[0017]本专利技术还提供了上述技术方案所述的刷状纳米氧化锌或上述技术方案所述的制备方法得到的刷状纳米氧化锌在紫外防护材料领域中的应用。
[0018]本专利技术提供了一种刷状纳米氧化锌，所述刷状纳米氧化锌包括刷头和刷柄；所述刷头为多边棱柱聚集体；所述单根多边棱柱的长度为1μm～9μm，直径为0.06μm～0.8μm；所述刷柄部为单一柱状结构，所述柱状结构的长度为3μm～13μm，直径为0.4μm～1.3μm；所述刷头与刷柄连接部分自然过渡。本专利技术提供的刷状氧化锌具有较宽的紫外吸收范围，具有更好的紫外光屏蔽效果。实施例的数据表明：本专利技术的刷状纳米氧化锌紫外吸收范围明显较宽。
[0019]本专利技术还提供了上述技术方案所述的刷状纳米氧化锌的制备方法，本专利技术将所述第一混合溶液冷冻，由于在低温环境下，第一混合溶液中无机碱和尿素的同时存在可以将细菌纤维素部分溶解或溶胀，溶解或溶胀的细菌纤维素的基本形貌与氧化锌头部刷状形貌高度一致，刷状结构是在合成过程中，通过羟基吸附在溶解或溶胀的细菌纤维素细丝上，以此为模板诱导形成的；而氧化锌柄部形成的棒状则为羟基吸附在未溶胀或未溶解的细菌纤维素细丝上形成的。同时，无机碱作为碱源合成氧化锌。
[0020]本专利技术还提供了上述技术方案所述的刷状纳米氧化锌在紫外防护材料领域中的应用。由于本专利技术提供的刷状纳米氧化锌相比其它形貌的氧化锌具有更宽的紫外吸收范围，因此具有更好的紫外光屏蔽效果，在紫外防护材料领域有潜在应用价值。
附图说明
[0021]图1为实例1所得刷状纳米氧化锌的XRD图；
[0022]图2为实例1所得刷状纳米氧化锌的SEM图；
[0023]图3为实例1与对比例所得氧化锌的紫外吸收光谱图。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种刷状纳米氧化锌，所述刷状纳米氧化锌包括刷头和刷柄；所述刷头为多边棱柱聚集体；所述单根多边棱柱的长度为1μm～9μm，直径为0.06μm～0.8μm；所述刷柄部为单一柱状结构，所述柱状结构的长度为3μm～13μm，直径为0.4μm～1.3μm；所述刷头与刷柄连接部分自然过渡。
[0025]本专利技术提供了一种刷状纳米氧化锌的制备方法，包括以下步骤：
[0026]将无机碱、尿素、细菌纤维素浆料和水混合，得到第一混合溶液，将所述第一混合溶液冷冻成块后捣碎，得到捣碎物；
[0027]将所述捣碎物与可溶性锌盐水溶液混合，得到第二混合溶液；将所述第二混合溶液进行水热反应，得到所述刷状纳米氧化锌。
[0028]本专利技术将无机碱、尿素、细菌纤维素浆料和水混合，得到第一混合溶液，将所述第一混合溶液冷冻成块后捣碎，得到捣碎物。
[0029]在本专利技术中，所述无机碱优选为氢氧化钠或氢氧化锂，进一步优选为氢氧化钠；所述细菌纤维素浆料的固含量优选为0.394％。在本专利技术中，所述细菌纤维素浆料优选由细菌纤维素凝胶经打浆、均质细化得到，本专利技术对所述细菌纤维凝胶的来源不做具体限定，采用本领域技术人员熟知的市售细菌纤维素凝胶或自制细菌纤维凝胶均可。
[0030]在本专利技术的具体实施例中，所述细菌纤维素浆料优选通过以下步骤制备得到：
[0031]称取50g葡萄糖、20g蛋白胨、15g酵母粉、20g磷酸氢二钠放入塑料桶中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种刷状纳米氧化锌，其特征在于，所述刷状纳米氧化锌包括刷头和刷柄；所述刷头为多边棱柱聚集体；所述单根多边棱柱的长度为1μm～9μm，直径为0.06μm～0.8μm；所述刷柄部为单一柱状结构，所述柱状结构的长度为3μm～13μm，直径为0.4μm～1.3μm；所述刷头与刷柄连接部分自然过渡。2.权利要求1所述的刷状纳米氧化锌的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将无机碱、尿素、细菌纤维素浆料和水混合，得到第一混合溶液，将所述第一混合溶液冷冻成块后捣碎，得到捣碎物；将所述捣碎物与可溶性锌盐水溶液混合，得到第二混合溶液；将所述第二混合溶液进行水热反应，得到所述刷状纳米氧化锌。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述无机碱包括氢氧化钠或氢氧化锂。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性锌盐包括硫酸锌、乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾威，吴景，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：