[发明专利]一种高比表面积的氧化锌的生产方法

说明书

本发明公开了一种高比表面积的氧化锌的生产方法，将纯碱直接加入硫酸锌溶液中，经过浸出、净化、中和、水洗、闪蒸煅烧步骤，使硫酸锌溶液与纯碱直接接触而发生化学反应，并将加纯碱时间严格控制在8h，反应速度快，不易生成大颗粒；同时本发明的中和反应温度控制在42℃，反应温度低，物料反应快，生成的物料较细。本发明具有粒径小、分散性好、比表面积高以及制备方法简单的优点。

技术领域

本发明涉及氧化锌加工领域，尤其涉及一种高比表面积的氧化锌的生产方法。

背景技术

氧化锌是一种常用的化学添加剂，广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，其颗粒大小约在1～100纳米。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。近年来发现它在催化、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、医药等许多领域有重要的应用价值，具有普通氧化锌所无法比较的特殊性和用途。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。

目前，制备氧化锌纳米材料的方法有很多种，如气相沉积法、溶胶—凝胶法、沉淀法、燃烧法、水(溶剂)热法、模板法等间接法和直接法生产方法。得到的氧化锌纳米棒材料直径比较粗，粒度为0.1至几个毫米，比表面积较小，尺寸大小不均一，分散性也不够好，，对染料的吸附作用差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高比表面积的氧化锌的生产方法，解决纳米氧化锌的粒径大、分散性差、长径比小的问题，从而提高其比表面积和化学活性。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种高比表面积的氧化锌的生产方法，包括以下步骤：

步骤一：浸出：备纯水800kg、浓硫酸200kg、次锌粉300kg，将水加入浸出反应罐内，再加入浓硫酸，待液体温度升至65℃时，分两次均匀加入次锌粉，每次加150kg，搅拌均匀后反应1.5h，待浸出反应罐内硫酸锌溶液达到110g/l时，放料过滤；

步骤二：一次净化：将步骤一过滤后的硫酸锌溶液泵入净化罐内，将净化罐内液体加温到85℃，添加重质碳酸钙和硫酸调整溶液pH值到5.0，然后一边搅拌一边加入浓度为0.1mol/l的高锰酸钾，采用原子吸收法检测Mn²⁺含量，直至Mn²⁺含量1mg/l，接着，将净化罐内溶液中的铁、锰渣滤出，滤液为一次净化硫酸锌溶液；

二次净化：将一次净化硫酸锌溶液泵入置换罐内，加温到52℃，之后加入浓硫酸调整溶液的PH值，当PH值为3.5时，加入金属锌粉，当PH值达到5.4时，停止添加，添加完毕搅拌2h，然后过滤掉沉淀的重金属离子，制成纯净硫酸锌溶液；

步骤三：中和：将步骤二中经过二次净化形成的纯净硫酸锌溶液泵入中和反应罐，温度保持在42℃，采用下料机向中和反应罐内添加纯碱，控制下料机频率为4Hz，搅拌6h，当Zn²⁺含量1.5g/l时，将溶液升温至85℃，再搅拌1.5h，生成碱式碳酸锌和硫酸钠的混合物料，采用压滤机分离混合物料；

步骤四：水洗：把分离后的碱式碳酸锌溶液水洗，把混合物料内的SO₄²-洗彻底，把洗彻底的物料经压滤机压滤得含水量为35％碱式碳酸锌滤饼，其中，清洗彻底的标准为：取样过滤，用BaCl2溶液滴定，无白色沉淀即为洗彻底；

步骤五：闪蒸煅烧：将碱式碳酸锌滤饼送入干燥机，经打散干燥形成粉状的碱式碳酸锌，粉状碱式碳酸锌进入动态煅烧炉内，经700℃的热空气加热，碱式碳酸锌分解为氧化锌，经捕集器捕集即为成品高比表面积的纳米氧化锌。