江敏----開題報(bào)告

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1、安徽工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題目：氧化鋅納米材料的制備課題類型：科研□設(shè)計(jì)□模擬□論文t學(xué)生姓名：江敏學(xué)號(hào)：3092109210專業(yè)班級(jí)：化工2092教學(xué)單位：機(jī)電學(xué)院指導(dǎo)教師：胡章文開題時(shí)間：2011年3月4號(hào)2013年3月4號(hào)一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容及研究意義（價(jià)值）1內(nèi)容本實(shí)驗(yàn)的主要任務(wù)為氧化鋅納米材料的制備，本實(shí)驗(yàn)采用均勻沉淀法，制得納米氧化鋅成品，并研究反應(yīng)溫度、表面活性劑用量、反應(yīng)物濃度、煅燒溫度及時(shí)間等對(duì)氧化鋅成品性能表征的影響，從而得出最佳反應(yīng)條件。本課題主要完成任務(wù)包括實(shí)驗(yàn)說明書的書寫、產(chǎn)品制備與表征及論文的書寫，實(shí)驗(yàn)說明書主要包括實(shí)驗(yàn)方法的選

2、取和確定、實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備的確定和選擇、主要影響因素的選取等。2研究意義納米材料是21世紀(jì)的新材料，其概念在上世紀(jì)中葉被科學(xué)界提出后得到廣泛重視和深入發(fā)展?，F(xiàn)在，納米材料己經(jīng)在國防、電子、冶金、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域展示出良好的應(yīng)用前景，是當(dāng)今新材料研究中最富有活力、社會(huì)發(fā)展有著重要影響的研究對(duì)象[1]。納米級(jí)氧化鋅(1~100nm),由于粒子尺寸小,比表面積大,具有表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和久保效應(yīng)等,與普通ZnO相比,展現(xiàn)出許多特殊的性質(zhì),如無毒和非遷移性、熒光性、壓電性、吸收和散射紫外線能力。這一新的物質(zhì)狀態(tài),賦予了ZnO這一古老產(chǎn)品在科技領(lǐng)域許多新的用途,如制造氣體傳感器、熒光體、紫

3、外線屏蔽材料、變阻器、圖像記錄材料、壓電材料、壓敏電阻、磁性材料、高效催化劑等[2]。二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)（文獻(xiàn)綜述）1研究現(xiàn)狀隨著納米材料科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,新的制備合成工藝被不斷地提出并得到利用。國外對(duì)納米氧化鋅的研究相對(duì)已比較成熟,許多廠家已將先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,制造出高品質(zhì)的納米氧化鋅產(chǎn)品。德國拜爾公司(BayerCo,Ltd.)首先向市場(chǎng)提供納米氧化鋅產(chǎn)品,之后又出現(xiàn)比利時(shí)的產(chǎn)品,而目前市場(chǎng)上的主要產(chǎn)品是由日本和美國供應(yīng)。目前我國納米氧化鋅的生產(chǎn)規(guī)模約為10kt/a。主要生產(chǎn)企業(yè)為:陜西中科納米材料股份有限公司1999年12月率先在陜西旬陽實(shí)現(xiàn)了納

4、米氧化鋅的工業(yè)化生產(chǎn),目前生產(chǎn)規(guī)模達(dá)3kt/a，公司現(xiàn)已開發(fā)出GG-01、GG-02、GG-03、HZP四個(gè)系列的產(chǎn)品,可分別應(yīng)用于橡膠、涂料、紡織品、化妝品行業(yè);山西豐海納米科技有限公司作為全國最大的納米氧化鋅專業(yè)生產(chǎn)企業(yè),現(xiàn)能力已達(dá)到5kt/a,二期工程正在擴(kuò)建階段,完成后生產(chǎn)能力將達(dá)到30kt/a;豫光金鉛集團(tuán)與中科院合作設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的豫光牌納米氧化鋅裝置,產(chǎn)量達(dá)3kt/a,主要用于橡膠、石油、化肥的脫硫劑、塑料、鞋業(yè)、涂料、油漆、陶瓷、醫(yī)藥等行業(yè);中科院與江西宜黃恒通化工有限公司合作,在江西宜黃建成了15kt/a納米氧化鋅生產(chǎn)線;成都匯豐化工廠開發(fā)出純度大于99.7%、平均粒

5、徑為20nm的高純度納米氧化鋅,并建成500t/a的生產(chǎn)線,該廠生產(chǎn)的納米氧化鋅,成本僅有進(jìn)口產(chǎn)品的1/l0;常泰公司開發(fā)出100k/a納米氧化鋅工業(yè)化裝置,采用均勻沉淀法制備技術(shù),已通過江蘇省科委組織的技術(shù)鑒定,鑒定認(rèn)為:該納米氧化鋅生產(chǎn)技術(shù)為國內(nèi)首創(chuàng),達(dá)到國際先進(jìn)水平;此外,深圳市尊業(yè)納米材料有限公司、山東興亞新材料股份有限公司、阜寧欣盛納米氧化鋅有限公司等公司也已成長為具有較大行業(yè)影響力的納米氧化鋅生產(chǎn)商[3]。2制備方法：無機(jī)納米粉體的制備方法可分為液相法、固相法和氣相法三大類。2.1液相方法液相法是選擇一種或多種可溶性金屬鹽類,按所制備的材料組成計(jì)量配制溶液,使各元素呈離

6、子或分子態(tài),再選擇一種合適的沉淀劑或用蒸發(fā)、升華、水解等方法,使金屬離子均勻沉淀或結(jié)晶出來,最后將沉淀或結(jié)晶物脫水或加熱分解得到所需粉體材料。2.1.1微乳液法兩種互不相溶的液體在表面活性劑的作用下形成乳液,在微泡中經(jīng)成核、聚結(jié)、團(tuán)聚、熱處理后得納米粒子。根據(jù)體系中油水體積比及其微觀結(jié)構(gòu),微乳液聚合可分正相微乳液聚合、反相微乳液聚合和雙連續(xù)相微乳液聚合[4]。2.1.2沉淀法沉淀法是通過在要參與反應(yīng)的溶液中添加適當(dāng)?shù)某恋韯?讓其中的陽離子形成相應(yīng)的沉淀物納米粉體。依沉淀方式可分為直接沉淀法和均勻沉淀法。2.1.3溶膠-凝膠法溶膠-凝膠法是在液相中將含高化學(xué)活性組分的金屬有機(jī)物或無機(jī)

7、化合物均勻混合并進(jìn)行水解、縮合化學(xué)反應(yīng),在溶液中形成穩(wěn)定的透明溶膠體系,溶膠經(jīng)陳化,膠粒間緩慢聚合形成三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠,凝膠網(wǎng)絡(luò)間充滿了失去流動(dòng)性的溶劑,經(jīng)過干燥和熱處理變?yōu)榧{米材料[5-6]。2.1.4溶劑熱反應(yīng)法溶劑熱反應(yīng)法是在特制的密閉反應(yīng)器(釜)中,以水溶液或其他有機(jī)溶劑作反應(yīng)介質(zhì),通過高溫高壓合成物質(zhì),再經(jīng)分離和熱處理得到納米材料。依據(jù)反應(yīng)介質(zhì)的不同,溶劑熱反應(yīng)法又分為水熱法和非水溶劑熱法[7]。2.2固相方法固相法是把金屬鹽或金屬氧化物按配方充分混合