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技術進展

納米氧化鋅的應用現狀及前景展望

來源：中國粉體技術網更新時間：2014-10-11 10:19:07 瀏覽次數：

1 在紫外線屏蔽，抗菌，除臭上的應用
       （中國粉體技術網/班建偉）納米氧化鋅在陽光，尤其是紫外光照射下，在水和空氣中能自行分解出自由移動的帶負電的電子，同時留下帶正電的空穴，這種空穴可激活空氣中氧變成活性氧，具有極強的化學活性，能與多種有機物發生氧化反應，殺死一些病毒和病菌。
       納米ZnO 吸收紫外線的能力強，對UVA（長波320~400nm）和UVB（中波280~320nm）均有屏蔽作用。納米ZnO 無毒無味，對皮膚無刺激性，不分解不變質，熱穩定性好，本身為白色，可以簡單地加以著色，價格便宜。因此，在纖維紡織品、服飾等中摻入納米級ZnO，既有屏蔽紫外線的功能，又有抗菌、防霉、除臭的奇特功效，可用于制造繃帶、尿布等紡織品，供長期臥床的病人及醫院使用；在日用化妝品中添加納米ZnO 有很好的護膚、美容作用；氧化鋅也是皮膚的外用藥物，對皮膚有收斂、消炎、防腐、防皺和保護等功能。

2.工業催化方面的應用
       納米ZnO 由于尺寸小，比表面積大，表面的鍵態與顆粒內部的不同，表面原子配位不全等，導致表面的活性位置增多，形成了凸凹不平的原子臺階，加大了反應接觸面，大大增加了氧化鋅吸附有污染物的能力，從而提高了光催化降解有機物的能力，如納米氧化鋅粉體作為光催化劑可使污水中的Cr⁶⁺變成Cr(OH)₃ 沉淀，用于污水處理。
       納米氧化鋅的催化活性和選擇性遠遠大于其他傳統催化劑，有關研究表明：添加納米ZnO 的反應速度是普通ZnO 的100～1000倍。另外，納米ZnO 幾乎不引起光的散射，具有大的比表面積和寬的能帶，因而被認為是極具應用前景的高活性光催化劑之一。納米ZnO 是一種很好的光催化劑，對治理環境污染有積極的作用。

3. 橡膠工業和涂料工業方面的應用
       橡膠工業是氧化鋅的最大用戶，氧化鋅主要作為活性劑，其次作為補強劑和著色劑。納米ZnO 是制造高速耐磨橡膠制品的原料，如飛機輪胎、高級轎車用的子午線胎等。具有防止老化、抗摩擦著火、使用壽命長、用量小等優點。氧化鋅是涂料工業中應用廣泛的無機材料之一，與普通氧化鋅相比，氧化納米粉體的白度是普通氧化鋅的10 倍以上。
       納米ZnO 與其他的納米材料配合用于建筑內外墻乳液涂料及其他涂料中，可使涂層具有屏蔽紫外線的、吸收紅外線及抗菌防霉的作用，同時還具有增稠作用，以便于顏料分散的穩定性。在乳膠漆中使用納米氧化鋅可以增大乳膠漆對紫外線輻射的抵抗力，減弱乳膠漆對潮濕環境條件的敏感性，提高耐老化性。氧化鋅能夠散射光線，使乳膠漆的遮蓋力得到一定程度的改善。

4 氣敏材料和壓電材料
       氣敏材料的基本要求是對吸附氣體有快速的反應，吸附后能改變其物理性質，且反應可逆，能再生。納米ZnO具有高的比表面積，高活性等表面半導體性能，致使它周圍氣氛中組成氣體的改變而電阻發生顯著變化。利用這種性能可制備氣體報警器和濕度計，對氣體進行檢測和定量測定。
       此外，ZnO 對多種可燃性氣體具有較高的氣體敏感度，如通過摻雜可提高氧化鋅的氣敏選擇性，從而達到對硫化氫、氟里昂、酒精蒸氣和一氧化碳等氣體的選擇性檢測。
       將納米氧化鋅粉體用于瞬態薄膜傳感器的研究表明，納米ZnO 便于噴涂與質量控制，易于極化與轉向，表明出比較理想的電性和動態特性，適用于瞬態信號的測量。利用納米ZnO 的壓電性能，可制造壓電音叉、振子表面濾波器等。

5 雷達波吸收材料
       納米氧化鋅不僅對電磁波具有吸收能力，還能吸收可見光和紅外線，軍事上用它作隱身材料，不但能在很寬的頻帶范圍內逃避雷達的偵察，而且能起到紅外隱身作用，在國防上有重要意義。同時，納米ZnO 具有質量輕，顏色淺，吸波能力強等特點，現已成為吸波材料的研究重點。

       納米氧化鋅的應用還處在初級階段，有許多問題有待解決。納米氧化鋅的許多基本性質還不清楚，這在很大程度上制約它的應用；
       總之，納米氧化鋅作為一種新型無機功能材料，隨著研究的不斷深入與問題的解決，將有更多的優異性能被發現，相信會有更為廣闊的應用前景。

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