江敏----开题报告

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1、安徽工程大学机电学院本科毕业设计(论文)开题报告题目：氧化锌纳米材料的制备课题类型：科研□设计□模拟□论文þ学生姓名：江敏学号：3092109210专业班级：化工2092教学单位：机电学院指导教师：胡章文开题时间：2011年3月4号2013年3月4号一、毕业设计（论文）内容及研究意义（价值）1内容本实验的主要任务为氧化锌纳米材料的制备，本实验采用均匀沉淀法，制得纳米氧化锌成品，并研究反应温度、表面活性剂用量、反应物浓度、煅烧温度及时间等对氧化锌成品性能表征的影响，从而得出最佳反应条件。本课题主要完成任务包括实验说明书的书写、产品制备与表征及论文的书写，实验说明书主要包括实验方法的选

2、取和确定、实验材料及设备的确定和选择、主要影响因素的选取等。2研究意义纳米材料是21世纪的新材料，其概念在上世纪中叶被科学界提出后得到广泛重视和深入发展。现在，纳米材料己经在国防、电子、冶金、化学、医学等领域展示出良好的应用前景，是当今新材料研究中最富有活力、社会发展有着重要影响的研究对象[1]。纳米级氧化锌(1~100nm),由于粒子尺寸小,比表面积大,具有表面效应、量子尺寸效应和久保效应等,与普通ZnO相比,展现出许多特殊的性质,如无毒和非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力。这一新的物质状态,赋予了ZnO这一古老产品在科技领域许多新的用途,如制造气体传感器、荧光体、紫

3、外线屏蔽材料、变阻器、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、磁性材料、高效催化剂等[2]。二、毕业设计（论文）研究现状和发展趋势（文献综述）1研究现状随着纳米材料科学技术的进一步发展,新的制备合成工艺被不断地提出并得到利用。国外对纳米氧化锌的研究相对已比较成熟,许多厂家已将先进的技术实现了产业化,制造出高品质的纳米氧化锌产品。德国拜尔公司(BayerCo,Ltd.)首先向市场提供纳米氧化锌产品,之后又出现比利时的产品,而目前市场上的主要产品是由日本和美国供应。目前我国纳米氧化锌的生产规模约为10kt/a。主要生产企业为:陕西中科纳米材料股份有限公司1999年12月率先在陕西旬阳实现了纳

4、米氧化锌的工业化生产,目前生产规模达3kt/a，公司现已开发出GG-01、GG-02、GG-03、HZP四个系列的产品,可分别应用于橡胶、涂料、纺织品、化妆品行业;山西丰海纳米科技有限公司作为全国最大的纳米氧化锌专业生产企业,现能力已达到5kt/a,二期工程正在扩建阶段,完成后生产能力将达到30kt/a;豫光金铅集团与中科院合作设计、生产的豫光牌纳米氧化锌装置,产量达3kt/a,主要用于橡胶、石油、化肥的脱硫剂、塑料、鞋业、涂料、油漆、陶瓷、医药等行业;中科院与江西宜黄恒通化工有限公司合作,在江西宜黄建成了15kt/a纳米氧化锌生产线;成都汇丰化工厂开发出纯度大于99.7%、平均粒

5、径为20nm的高纯度纳米氧化锌,并建成500t/a的生产线,该厂生产的纳米氧化锌,成本仅有进口产品的1/l0;常泰公司开发出100k/a纳米氧化锌工业化装置,采用均匀沉淀法制备技术,已通过江苏省科委组织的技术鉴定,鉴定认为:该纳米氧化锌生产技术为国内首创,达到国际先进水平;此外,深圳市尊业纳米材料有限公司、山东兴亚新材料股份有限公司、阜宁欣盛纳米氧化锌有限公司等公司也已成长为具有较大行业影响力的纳米氧化锌生产商[3]。2制备方法：无机纳米粉体的制备方法可分为液相法、固相法和气相法三大类。2.1液相方法液相法是选择一种或多种可溶性金属盐类,按所制备的材料组成计量配制溶液,使各元素呈离

6、子或分子态,再选择一种合适的沉淀剂或用蒸发、升华、水解等方法,使金属离子均匀沉淀或结晶出来,最后将沉淀或结晶物脱水或加热分解得到所需粉体材料。2.1.1微乳液法两种互不相溶的液体在表面活性剂的作用下形成乳液,在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后得纳米粒子。根据体系中油水体积比及其微观结构,微乳液聚合可分正相微乳液聚合、反相微乳液聚合和双连续相微乳液聚合[4]。2.1.2沉淀法沉淀法是通过在要参与反应的溶液中添加适当的沉淀剂,让其中的阳离子形成相应的沉淀物纳米粉体。依沉淀方式可分为直接沉淀法和均匀沉淀法。2.1.3溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是在液相中将含高化学活性组分的金属有机物或无机

7、化合物均匀混合并进行水解、缩合化学反应,在溶液中形成稳定的透明溶胶体系,溶胶经陈化,胶粒间缓慢聚合形成三维空间网络结构的凝胶,凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂,经过干燥和热处理变为纳米材料[5-6]。2.1.4溶剂热反应法溶剂热反应法是在特制的密闭反应器(釜)中,以水溶液或其他有机溶剂作反应介质,通过高温高压合成物质,再经分离和热处理得到纳米材料。依据反应介质的不同,溶剂热反应法又分为水热法和非水溶剂热法[7]。2.2固相方法固相法是把金属盐或金属氧化物按配方充分混合