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纳米二氧化锆
POST TIME:2019-01-06 01:44编辑:摆渡化学
READ:
产品名称:纳米二氧化锆
CAS:None
别名:纳米二氧化锆
英文名:NA
None
概述
常规二氧化锆的比表面小、空隙欠发达,限制了其性能的发挥和应用,纳米二氧化锆就克服了这些缺点。纳米二氧化锆化学稳定性高,抗蚀性能优良,具有高熔点、高电阻率、高折射率、低热膨胀系数等性质使它成为重要的耐高温材料,陶瓷绝缘材料等。它正因为具有许多优良性质,近年来吸引了众多国内外学者的目光,并且得到了很好的应用与发展[1]。
图1 纳米二氧化锆微观图
性质
纳米二氧化锆具有抗化学侵蚀和微生物侵蚀的能力,同时具有酸性、碱性、氧化性和还原性的金属氧化物。其分散性好,具有良好的热化学稳定性、高温导电性和较高的强度和韧性,机械、热学、电学、光学性质良好,催化性能也很好。纳米氧化锆粒径小,稳定性强,具有耐酸、耐碱、耐腐蚀、耐高温的优良性能[2]。
制备方法
一般包括物理法和化学法。物理法主要有喷雾-裂解法、溅射法、等离子体技术等,由于物理法主要用于单质、合金等纳米粒子的制备,故采用物理法制备 ZrO2超细粉在实际生产中应用较少[3]。
1 醇盐水解法
此法是将有机溶液中混合着锆和稳定剂的醇盐进行加水分解的方法。这种方法可以制得微细而高纯度的、易烧结的粉料。Zr(OR)4(R为烷基)一般可溶于乙醇,遇水后很容易分解成乙醇和氧化物或共水化物:
Zr(OR)4+ 4H2O→ Zr(OH)4↓+ 4HOR↑
然后经过过滤、干燥、粉碎、煅烧得到二氧化锆粉体。此法的优点是:①几乎全为一次粒子,团聚很少;②粒子的大小和形状均一;③化学纯度和相结构的单一性好。缺点是原料制备工艺较为复杂,成本较高。
2水解沉淀法
此法是长时间地沸腾锆盐溶液,使水解生成的挥发性酸HCl或HNO3不断蒸发除去,从而使如下水解反应平衡不断向右移(反应过程如下图):
图2 水解沉淀法制备ZrO2反应方程
然后经过过滤、洗涤、干燥、煅烧等过程制得二氧化锆粉体。工艺流程图如下所示:锆盐溶液→水解沉淀→过滤→洗涤→干燥→煅烧→二氧化锆粉体
应用
1. 耐火材料
2. 陶瓷增韧
3. 固态燃料电池材料
4. 传感器
5. 在电极材料上的应用
6. 装饰材料
纳米二氧化锆的性能特点决定了它有很大的市场价值,已使其在电子、冶金、航天航空、化工、环境、生物及医学等领域显示了广阔的应用场景。纳米二氧化锆在工业合成、催化剂、催化剂载体和特种陶瓷等方面具有较大的应用价值。
参考资料
[1]Song Yueqin,Liu Huimin,He Dehua. Effects of hydrothermal conditions of ZrO2 on catalyst properties and catalytic performances of NiZrO2 in the partial oxidation of methane[J]. Energy Fuels, 2010,24: 2817-2824.
[2]凌智钢,唐延林,李涛,等. 外电场下二氧化锆的分子结构及其特性[ J]. 物理学报,2014,63( 2) : 1-6.
[3]阳杰,罗雪婷,吴丽萍,叶青,汪丽梅,杨静,田长安,尹奇异. 纳米二氧化锆的 制备与性能应用研究进展[J]. 应用化工,2014,(09):1694-1696.
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