ยาประเภทซิงค์ออกไซด์ ความกระจายสูง ซิงค์ออกไซด์ 1314 13 2

บทนำเกี่ยวกับซิงค์ออกไซด์

ซิงค์ออกไซด์ (ZnO) ที่ใช้งานมีขนาดอนุภาคระหว่าง 1-100 นาโนเมตร เป็นผลิตภัณฑ์อนินทรีย์ชนิดใหม่ที่มีฟังก์ชันสูงสำหรับศตวรรษที่ 21 มีคุณสมบัติพิเศษมากมาย เช่น ไม่มีการโยกย้าย, การเรืองแสง, ไฟฟ้าเพียโซ, และความสามารถในการดูดซับและกระจายรังสีอัลตราไวโอเลต ด้วยการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมในด้านแสง, ไฟฟ้า, แม่เหล็ก, และความไว สามารถนำไปใช้ในการผลิตเซ็นเซอร์ก๊าซ, สารเรืองแสง, วาริสเตอร์, วัสดุป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลต, วัสดุบันทึกภาพ, วัสดุเพียโซอิเล็กทริก, วาริสเตอร์, ตัวเร่งปฏิกิริยาประสิทธิภาพสูง, วัสดุแม่เหล็ก, และฟิล์มพลาสติก

พารามิเตอร์ของซิงค์ออกไซด์

สัณฐานวิทยา

ซิงค์ออกไซด์ที่ใช้งานเป็นวัสดุอนินทรีย์อเนกประสงค์ชนิดใหม่ที่มีขนาดอนุภาคประมาณ 1 ถึง 100 นาโนเมตร เนื่องจากการกลั่นของเกรน โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์พื้นผิวและโครงสร้างคริสตัลจึงเปลี่ยนไป ส่งผลให้เกิดผลกระทบต่อพื้นผิว ผลกระทบต่อปริมาณ ผลกระทบขนาดควอนตัม ผลกระทบอุโมงค์แบบมหภาค ความโปร่งใสสูง การกระจายตัวสูง และลักษณะอื่นๆ ที่วัตถุขนาดใหญ่ไม่มี จากบันทึกพบว่ามีการแสดงฟังก์ชันพิเศษมากมายในการเร่งปฏิกิริยา, ออปติก, แม่เหล็ก, กลไก ฯลฯ ทำให้มีมูลค่าการใช้งานที่สำคัญในหลายสาขา เช่น เซรามิก อุตสาหกรรมเคมี อิเล็กทรอนิกส์ ออปติก ชีววิทยา การแพทย์ ฯลฯ และมีคุณสมบัติพิเศษและการใช้งานที่ซิงค์ออกไซด์ทั่วไปไม่สามารถเทียบได้ ซิงค์ออกไซด์ที่ใช้งานสามารถใช้ในด้านสิ่งทอสำหรับวัสดุป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลต สารต้านเชื้อแบคทีเรีย สารเรืองแสง วัสดุโฟโตคะตาไลติก ฯลฯ เนื่องจากข้อดีหลายประการของซิงค์ออกไซด์ที่ใช้งานและแนวโน้มการใช้งานที่น่าสนใจมาก การวิจัยและพัฒนาซิงค์ออกไซด์ที่ใช้งานจึงกลายเป็นจุดสนใจของบุคลากรทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีจำนวนมาก

คุณสมบัติ

ซิงค์ออกไซด์เป็นโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของตัวเร่งปฏิกิริยาสารกึ่งตัวนำ เมื่อโฟตอนที่มีพลังงานบางอย่างหรือโฟตอนที่มีพลังงานมากกว่าช่องว่างแถบ Eg ของสารกึ่งตัวนำถูกฉีดเข้าไปในสารกึ่งตัวนำภายใต้การฉายรังสีแสง อิเล็กตรอนจะถูกกระตุ้นจากแถบวาเลนซ์ NB ไปยังแถบนำไฟฟ้า CB ทำให้เกิดรู อิเล็กตรอนในแถบนำไฟฟ้าที่ถูกกระตุ้นและรูในแถบวาเลนซ์สามารถรวมตัวกันใหม่เพื่อกำจัดพลังงานและความร้อนที่ป้อนเข้าไป อิเล็กตรอนถูกจับบนพื้นผิวของวัสดุ และอิเล็กตรอนวาเลนซ์กระโดดไปยังแถบนำไฟฟ้า รูในแถบวาเลนซ์แย่งอิเล็กตรอนไฮดรอกซิลในสภาพแวดล้อมโดยรอบและเปลี่ยนเป็นอนุมูลอิสระ ในฐานะที่เป็นสารออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่ง มันจะทำให้การย่อยสลายของสารอินทรีย์ (หรือมีคลอรีน) เสร็จสมบูรณ์และฆ่าแบคทีเรียและไวรัส

การเตรียม

วิธีการเตรียมซิงค์ออกไซด์แบ่งออกเป็นสามประเภท: วิธีการโดยตรง (หรือที่เรียกว่าวิธีการแบบอเมริกัน), วิธีการทางอ้อม (หรือที่เรียกว่าวิธีการแบบฝรั่งเศส) และวิธีการทางเคมีแบบเปียก ซิงค์ออกไซด์ที่มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์จำนวนมากเป็นผลิตภัณฑ์โดยตรงหรือโดยอ้อมที่มีอนุภาคขนาดไมครอนและพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดเล็ก คุณสมบัติเหล่านี้จำกัดพื้นที่การใช้งานและประสิทธิภาพในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปอย่างมาก สถาบันวิจัยโลหะวิทยาเคมีหยุนหนานใช้วิธีการทางเคมีแบบเปียกเพื่อเตรียมซิงค์ออกไซด์ที่ใช้งานในระดับนาโน สามารถใช้วัสดุที่มีสังกะสีต่างๆ เป็นวัตถุดิบ และสังกะสีถูกชะล้างด้วยการชะล้างกรด หลังจากทำให้บริสุทธิ์หลายครั้งเพื่อขจัดสิ่งเจือปนในวัตถุดิบ จะได้เบสิกซิงค์คาร์บอเนตโดยการตกตะกอน และในที่สุดก็คั่วเพื่อให้ได้ซิงค์ออกไซด์ที่ใช้งาน เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการประมวลผลก่อนหน้านี้สำหรับการเตรียมซิงค์ออกไซด์ละเอียดพิเศษในระดับนาโน กระบวนการใหม่นี้มีนวัตกรรมทางเทคนิคดังต่อไปนี้:
1. หลักการจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาภายใต้สภาวะสมดุลรวมกับเทคโนโลยีการถ่ายเทความร้อนที่เพิ่มขึ้นเพื่อทำให้การคั่วเบสิกซิงค์คาร์บอเนตเสร็จสมบูรณ์อย่างรวดเร็ว
2. โดยการปรับพารามิเตอร์กระบวนการ สามารถเตรียมผลิตภัณฑ์ซิงค์ออกไซด์ที่ใช้งานได้หลากหลายชนิดที่มีความบริสุทธิ์ ขนาดอนุภาค และสีที่แตกต่างกัน
3. กระบวนการนี้สามารถใช้วัสดุที่มีสังกะสีหลากหลายชนิดเป็นวัตถุดิบและเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าสูง
4. กระบวนการทางเคมีสีเขียวทั่วไป กระบวนการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

การประยุกต์ใช้

การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมยาง
สามารถใช้เป็นสารเติมแต่งที่มีฟังก์ชัน เช่น สารกระตุ้นการวัลคาไนซ์ เพื่อปรับปรุงความเรียบ ความทนทานต่อการสึกหรอ ความแข็งแรงเชิงกล และประสิทธิภาพในการต่อต้านริ้วรอยของผลิตภัณฑ์ยาง ลดการใช้ซิงค์ออกไซด์ทั่วไป และยืดอายุการใช้งาน
การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมเซรามิก
เป็นเคลือบเงาและฟลักซ์นมพอร์ซเลน สามารถลดอุณหภูมิการเผา ปรับปรุงความมันวาวและความยืดหยุ่น และมีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม
การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมป้องกันประเทศ
ซิงค์ออกไซด์ที่ใช้งานมีความสามารถในการดูดซับรังสีอินฟราเรดได้ดี และอัตราส่วนของการดูดซับต่อความจุความร้อนมีขนาดใหญ่ สามารถใช้ในเครื่องตรวจจับอินฟราเรดและเซ็นเซอร์อินฟราเรด ซิงค์ออกไซด์ที่ใช้งานยังมีลักษณะของน้ำหนักเบา สีอ่อน และความสามารถในการดูดซับคลื่นที่แข็งแกร่ง สามารถดูดซับคลื่นเรดาร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพและลดทอนลง และใช้ในวัสดุปิดบังคลื่นแบบใหม่
การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอ
มีคุณสมบัติในการป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลตที่ดีเยี่ยมและคุณสมบัติในการต้านเชื้อแบคทีเรียและต้านเชื้อแบคทีเรีย เมื่อเติมลงในผ้า จะทำให้ผ้ามีคุณสมบัติในการป้องกันแสงแดด ต้านเชื้อแบคทีเรีย ระงับกลิ่นกาย และฟังก์ชันอื่นๆ
การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารสัตว์
ซิงค์ออกไซด์ที่ใช้งาน ในฐานะที่เป็นวัสดุนาโน มีกิจกรรมทางชีวภาพสูง อัตราการดูดซึมสูง ความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระที่แข็งแกร่ง ความปลอดภัยและความเสถียร และปัจจุบันเป็นแหล่งสังกะสีที่เหมาะสมที่สุด การใช้ซิงค์ออกไซด์ที่ใช้งานแทนสังกะสีสูงในอาหารสัตว์ไม่เพียงแต่สามารถตอบสนองความต้องการสังกะสีของสัตว์ได้เท่านั้น แต่ยังช่วยลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย การใช้ซิงค์ออกไซด์ที่ใช้งานสามารถมีบทบาทในการต้านเชื้อแบคทีเรียและต้านจุลชีพ ในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตของสัตว์
การประยุกต์ใช้ในการเคลือบ เครื่องสำอาง และสาขาการใช้งานอื่นๆ
ผงโลหะออกไซด์ เช่น ซิงค์ออกไซด์ ไทเทเนียมไดออกไซด์ ซิลิคอนไดออกไซด์ อะลูมิเนียมออกไซด์ และแมกนีเซียมออกไซด์ เมื่อผงเหล่านี้ถูกทำเป็นนาโนเมตร ขนาดของอนุภาคจะเทียบเท่าหรือเล็กกว่าคลื่นแสง และช่วงระหว่างแถบนำไฟฟ้าและแถบวาเลนซ์จะเพิ่มขึ้นเนื่องจากผลกระทบของขนาด ดังนั้นการดูดซับแสงจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก ผงต่างๆ มีประสิทธิภาพในการป้องกันและสะท้อนแสงที่แตกต่างกัน เมื่อเปรียบเทียบซิงค์ออกไซด์และไทเทเนียมไดออกไซด์ เมื่อความยาวคลื่นน้อยกว่า 350 นาโนเมตร (UVB) ประสิทธิภาพในการป้องกันของทั้งสองจะคล้ายกัน แต่ที่ 350-400nm (UVA) ประสิทธิภาพในการป้องกันของซิงค์ออกไซด์จะสูงกว่าไทเทเนียมไดออกไซด์อย่างมีนัยสำคัญ ในเวลาเดียวกัน ดัชนีหักเหของซิงค์ออกไซด์ (n=1.9) ต่ำกว่าไทเทเนียมไดออกไซด์ (n=2.6) และการสะท้อนแสงแบบกระจายตัวของแสงต่ำกว่า ซึ่งทำให้เส้นใยโปร่งใสมากขึ้นและเอื้อต่อการย้อมและการตกแต่งสิ่งทอ
ซิงค์ออกไซด์ที่ใช้งานยังสามารถใช้ทำวัสดุเส้นใยสะท้อนแสงอินฟราเรดไกล ซึ่งเป็นที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อผงเซรามิกอินฟราเรดไกล เส้นใยสะท้อนแสงอินฟราเรดไกลนี้ดูดซับความร้อนที่ปล่อยออกมาจากร่างกายมนุษย์และแผ่รังสีอินฟราเรดไกลในช่วงความยาวคลื่นหนึ่งไปยังร่างกายมนุษย์ นอกเหนือจากการเพิ่มการไหลเวียนโลหิตในเนื้อเยื่อใต้ผิวหนังของร่างกายมนุษย์และส่งเสริมการไหลเวียนโลหิตแล้ว ยังสามารถป้องกันรังสีอินฟราเรดและลดการสูญเสียความร้อนได้อีกด้วย ดังนั้นเส้นใยนี้จึงดีกว่าในการกักเก็บความร้อนและรักษาความอบอุ่นกว่าเส้นใยทั่วไป