纳米氧化锌范文
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篇1
前言
在林林总总的材料家庭成员中,纳米复合材料已是其中一位新成员。传统材料缺乏系统的理论支撑,纳米复合材料也需要新理论来加以完善及补充。纳米复合材料在这些新理论、新机理基础上将发展得更完善,并向多元化及功能化方向发展。纳米ZnO是一种具有特异性能且用途广泛的特殊材料,因此材质原因决定其超细的外型。世界各国都加大财务物力加以开发研制,这也是我国“863计划”中的一个重点课题。用它可以生产各种用于特殊环境的材料,如抗菌包装材料和抗菌塑料复合母料,可获得可观的经济效益。从纳米ZnO的用途及性能,人们看到了其广阔的经济利润及市场。我国广阔的土地上富含Zn资源,这对纳米ZnO的开发利用有很利。纳米ZnO粒子表面极性较高,表面没经过处理的纳米ZnO的表面能比处理过的高出很多且很容易团聚,但与聚合物几乎不相容,因此,实现纳米ZnO粒子的超细微分散是得到性能优异的纳米复合材料的关键。表面处理即表面修饰,如此可以降低纳米材料的表面极性,提高纳米粒子在有机介质中的分散能力和亲和力,扩大纳米材料的应用范围。目前,利用化学方式在纳米表面添加适当覆盖层材料、改变纳米表面形貌使其表面钝化是纳米ZnO表面修饰的主要方法。
1 制备方法
1.1 反应机理
以七水合硫酸锌为锌源,以尿素为均相沉淀剂,采用均相沉淀法在微波辐射条件下制备纳米ZnO,反应机理为:
90℃时尿素发生分解:
CO(NH2)2+3H2O2NH4OH
3Zn2++4OH-+H2OZnCO3・2Zn(OH)2・H2O
450℃焙烧时:
ZnCO3・2Zn(OH)2・H2O3ZnO+CO2+2H2O
1.2 测试仪器、试剂及装置
微波炉(格兰仕);磁力真空泵(上海西山泵业有限公司);液体流量计(苏州流量计厂);876-1型真空干燥器(上海浦东跃欣科学仪器厂);721分光光度计(上海第三分析仪器厂);循环水式多用真空泵(郑州市华科仪器厂)。
用日本日立公司的S-570 扫描电子显微镜和H-600 透射电子显微镜分析纳米颗粒的形态和尺寸;用美国Nicolet 公司的FT-IR Avatar 360 红外光谱仪分析纳米颗粒的化学组成;用美国Perkin-Elmer 公司的DeltaSeries 7 热分析系统分析中间产物。ZnSO4・7H2O,AR(上海金山区兴塔美兴化工厂);尿素,AR(中国医药集团上海化学试剂公司)。
1.3 制备过程
实验过程分四个步骤:(1)准备好一定量的蒸馏水,将事先称取好的适量硫酸锌、尿素分别加入蒸馏水中,将以上蒸馏水倒入三颈烧瓶中使之充分混合后放入微波反应器中;(2)接温度计和冷凝管,不断搅拌三颈烧瓶中的混合物,使之升温,在升温过程中尿素逐渐分析,溶液变浑浊,随之出现大量白色深沉,在一定的微波辐射下,反应一定时间后停止。(3)将三颈烧瓶放入冷水中冷却至室温后过滤,用pH=9的氨水和无水乙醇分别润洗、抽滤,再经真空干燥24h。(4)将粉末取出、研磨,放入马弗炉,在450℃下灼烧两小时,研磨后可得纳米ZnO。
2 结果与讨论
2.1 粉体的SEM分析
硫酸锌浓度0.15 mol/L[1],温度93℃,时间2h[1],在不同硫酸锌与尿素摩尔比下制备纳米ZnO[2]。可见粒子形态是长条形并且随着摩尔比的增加其长度明显增加。
图1(b)中的颗粒宽为30~40 nm,图1(c)中的颗粒宽为50 nm,而图1(a)中纳米颗粒粒径为30 nm左右,这是由微波的非热效应决定的。在微波炉内存在着一个交变电磁场,在电场力作用下,CO32-会沿着电场方向排列,使晶粒优先沿电场方向生长,可得到形状规则的长条形纳米ZnO,且随着尿素浓度的增加,长度也明显增加。在此反应中,过量的CO32-还会一定程度地阻止纳米ZnO 颗粒间的凝并现象,使细长的晶粒得以保存下来。
2.2 样品的IR分析
纳米ZnO的IR分析见图2。由图可知,3513.46cm-1处的吸收峰为氢键的O-H 伸缩振动吸收带;1523.18cm-1处为自由水的H-O-H弯曲振动峰,表明纳米ZnO容易吸水;216.77cm-1处为ZnO的特征吸收峰;1415.14cm-1处的吸收峰可能是少量的碳酸锌。
图2纳米ZnO的IR谱图
3 结束语
纳米ZnO具有较高的表面极性,部分保留原始状态,未经修改的纳米ZnO的表面能高,非常容易团聚,几乎不与其他聚合物相容,由此可知,实现纳米ZnO粒子的超细微分散是生产出性能优异的纳米复合材料的关键。
参考文献
[1]张兴法.磷石膏综合利用产出的氯化钙深加工研究[J].非金属矿,2004,27(6):6-7.
篇2
关键词:纳米氧化锌 制备 研究进展
一、引言
纳米氧化锌是21世纪的一种多功能新型无机材料,其粒径介于1~100nm之间。由于粒径比较微小,使得比表面积、表面原子数、表面能较大,产生了如表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等一系列奇异的物理效应。它的特殊性质使其在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等许多领域都有着重要的应用。近年来,国内外对其制备和应用的研究较为广泛,且取得了不少成果。
二、纳米氧化锌的制备方法
目前,制备纳米氧化锌主要有物理法、化学法及一些兴起的新方法。
1.物理法
物理法是采用光、电技术使材料在惰性气体或真空中蒸发,然后使原子或分子形成纳米微粒,或使用喷雾、球磨等力学过程为主获得纳米微粒的制备方法[1]。用来制备纳米ZnO的物理方法主要有脉冲激光沉积(PLD)、分子束外延(MBE)、磁控溅射、球磨合成、等离子体合成、热蒸镀等。此法虽然工艺简单, 所得的氧化锌粉体纯度高、粒度可控,但对生产设备要求高,且得不到需要粒径的粉体,因此工业上不常用此法。
2.化学法
2.1液相法
2.1.1直接沉淀法
直接沉淀法就是向可溶性锌盐溶液中加入沉淀剂,经过反应形成沉淀物,再通过过滤、洗涤、干燥、煅烧从而制得超细的纳米ZnO粉体。选用的沉淀剂有氨水(NH3·H2O)、碳酸铵((NH4)2 CO3)、碳酸氢铵(NH4HCO3)、草酸铵((NH4)2 C2O4)、碳酸钠(Na2CO3)等。该法操作简便易行、所得产品纯度高、对设备要求低且易规模生产,但是存在在洗涤的过程中阴离子难以洗尽、产物粒度分布不均匀、分散性较差、粉体易团聚等缺点。
2.1.2 均匀沉淀法
均匀沉淀法是缓慢分解的沉淀剂与溶液中的构晶阳离子(阴离子)结合而逐步、均匀地沉淀出来。常用的沉淀剂有尿素和六亚甲基四胺。该法克服了沉淀剂局部不均匀的现象,制得的纳米氧化锌粒径小、分布窄、团聚小及分散性好,但反应过程耗时长、沉淀剂用量大、PH的变化范围较小、产率相对较低。而从总地来讲,均匀沉淀法优于直接沉淀法。
2.1.3溶胶凝胶法
该法主要将锌的醇盐或无机盐在有机介质中进行水解、缩聚,然后经胶化过程得到凝胶,凝胶经干燥、焙烧得纳米ZnO粉体。该法设备简单、操作方便,所得的粉体均匀度高、分散性好,纯度高。但原料成本昂贵,使用的有机溶剂一般情况下有毒,且在高温进行热处理时有团聚现象。
2.1.4 微乳液法(反相胶束法)
微乳液是由水、溶剂、表面活性剂及其助剂组成[2]。其中水被表面活性剂及其助剂单层包裹形成“微水池”,被用作反应介质,称其为“微型反应器”,通过控制微水池的尺寸来控制粉体的大小制备纳米粉体。由于微乳液能对纳米材料的粒径和稳定性进行精确控制,限制了纳米粒子的成核、生长、聚结、团聚等过程,从而形成的纳米粒子包裹有一层表面活性剂,并有一定的凝聚态结构。此法能制备出微观尺寸均匀、可控、稳定的微乳液,且操作简单,粒子均匀可控,但成本费用较高,仍有团聚问题,进入工业化生产目前有一定难度。
2.1.5水热法
水热法是在高温、高压及水热的条件下,将可溶性锌盐和碱液分置于管状高压釜中反应(形成氢氧化锌的反应和形成氧化锌的反应是在同一容器内同时完成的)得到粒度小、晶形好、分布均匀及团聚小的纳米氧化锌晶粒。虽然其制备工艺相对简单、无需煅烧处理,但所用设备昂贵、投资大、操作要求高。
2.2 气相法
2.2.1化学气相氧化法
化学气相氧化法是利用锌粉或锌盐为原料,O2为氧源,以N2和Ar作为载体在高温且没有任何催化剂和添加剂的情况下发生氧化反应。反应形成的基本粒子经成核、生长两个阶段形成粒子和晶体结构,利用高温区与周围环境形成的巨大的温度梯度,通过骤冷作用得到纳米ZnO颗粒。该法生产的纳米ZnO颗粒纯度高,不易团聚,粒度分布窄,分散性好;但操作要求较高,能量消耗大,生产成本高,难以工业化生产。马立安等[3]以高纯锌粉为原料,采用气相反应法制备四角状氧化锌纳米针,以丝网印刷结合光刻工艺组装金属网前栅三极结构场致发射显示器件,场发射测试结果表明,器件具有明显的栅控特性。
2.2.2激光诱导化学气相沉淀法(LICVD法)
激光诱导化学气相沉淀法是利用反应气体对特定波长激光束的吸收而热解或化学反应, 经成核生长形成纳米粉体; 或运用高能激光束直接照射金属片表面加热气化、蒸发、氧化获得氧化物纳米粉体。以惰性气体为载气,以Zn盐为原料,用激光器为热源加热反应原料,使之与氧反应生成超细ZnO粒子。此法制备的纳米具有颗粒大小均一、粒度分布窄、分散性好、纯度高、不团聚等优点, 但耗能大、粉体回收率低、成本高,难以实现工业化生产。
2.2.3喷雾热解法
利用喷雾热解技术,将有机锌盐的水溶液作为前驱体,使其雾化为气溶胶微液滴,液滴在反应器中经蒸发,干燥,热解,烧结等过程形成纳米ZnO粒子。该法过程简单连续,所得产品纯度高、粒度和组成均匀,但存在能耗大、高活性粉体在高温下容易聚结等缺点。刘凯鹏等[4]采用超声喷雾热分解工艺,在Si 衬底上制备了ZnO薄膜。
3.固相法
固相法是把锌盐或金属氧化锌按配方充分混合制得前驱物(碳酸锌,氢氧化锌或草酸锌),研磨后再进行煅烧,通过发生固相反应,直接得到或再研磨后得到纳米ZnO粉末。该法克服了传统湿法存在团聚现象的缺点,具有无溶剂、无团聚、高产率、合成工艺简单、污染少等优点。但是操作难度较大,应很难均匀充分进行。因此其应用前景受到了一定的限制。
4.新型方法
在纳米ZnO的制备中,因其制备方法不同所产生的纳米ZnO的粒径大小, 结构也有所不同。因此发展新的纳米ZnO制备技术显得非常重要。最近出现了如超重力法、超声辐射沉淀法、微波均相沉淀法、超临界流体干燥法、电化学法等新方法。这大大的开拓了纳米ZnO制备的前景。
三、ZnO纳米材料的研究展望
纳米ZnO是一种性能优异的新型功能材料,目前国内外对其研究也有了巨大的进展,但对其结构和应用性能的研究还不够深入。有待于研究的内容有:(1)加深对纳米材料结构的研究以及性能的分析(2)对氧化锌的形成机理应该有一系统研究。(3)生产出颗粒尺寸较小、性能优异、成本低廉的纳米ZnO等;(4)结合各种方法的优势,研究出适合于工业化的综合制备技术。只有把这些问题解决了,纳米氧化锌的研究才会更完善。
参考文献
[1] 安崇伟, 郭艳丽, 王晶禹. 纳米氧化锌的制备和表面改性技术进展[J]. 应用化工. 2005, 34(3): 141-143.
[2] 张彦甫, 刘见祥, 聂登攀等. 纳米氧化锌的制备及应用[J]. 贵州化工, 2008, 33(2): 24 -27.
篇3
【关键词】ZnO掺杂;溶胶-凝胶;水热法
1.引言
氧化锌(ZnO)是一种新型的宽禁带半导体材料,具有六角纤维锌矿结构。由于是直接带隙,电子跃迁率大,适合作为光电发射器件;也可以用在紫外激光、光致发光和太阳能电池等领域。而掺杂的氧化锌材料具有新的光电特性,掺杂的种类很多,本文介绍金属掺杂和非金属元素掺杂。
2.金属元素的掺杂
采用溶胶-凝胶法在玻璃基底上制备了ZnO:Li薄膜[1]。以乙酸锌、无水乙醇、乙醇胺、和氯化锂为前驱体,制备掺杂元素的胶体,用匀胶机旋涂在抛光并且清洗干净的石英玻璃衬底上,得到不同厚度的薄膜。采用XRD表征,薄膜厚度越厚,薄膜的(002)晶面择优生长越强,归因于晶粒生长受衬底晶格失配和晶格缺陷的影响较小。分光光度计测量的吸收谱表明,薄膜越厚,平均透射率下降,紫外光区的吸收边往长波方向移动;这是因为,薄膜越厚,晶粒粒径越大,越容易产生光学散射和带隙变窄。荧光光谱表明,薄膜层数越多,发光峰强度呈现增强的趋势,普遍认为禁带宽度的变小有利于带间跃迁和激子复合。另外薄膜在六层时,方阻最小。
改变退火温度,对ZnO:Li薄膜特性进行了深入的研究[2],退火温度在4500C ~5500C时,制备的薄膜择优生长性强,光学透过率在90%以上,电阻率较小。随退火温度的提高,减少了内部缺陷,加强了晶粒C轴的择优生长,提高了结晶质量;而光线受不同晶向的散射变弱,透过率得到提高。
采用水热法结合溶胶.凝胶法在SiO2:基片上制备了不同AI含量掺杂的ZnO纳米棒阵列[3].通过x射线衍射仪(XRD),电子扫描显微镜(SEM),透射光谱和光致发光光谱仪(PL)等测量手段,分析了薄膜样品的微结构、表面形貌、透射及光致发光特性。结果表明,制备出的薄膜具有良好的结晶质量和明显的沿(002)方向择优取向生长。透射谱分析显示,样品的吸收边随Al含量的增加出现明显的红移现象。PL谱分析表明,掺杂Al以后,薄膜出现强的橙红光发射光谱带,通过谱线拟合,发现在可见光波段的缺陷发光主要是位于能量为1.92eV和2.15 eV的红光及黄光发射,主要发光机理为zn缺陷发射。
采用水热法制备了Co掺杂ZnO粉晶[4],研究了水热时间t(t=2,3,6 h)对其微结构、形貌和磁性的影响。结果表明:随水热时间增加,Co掺杂ZnO晶胞参数和微应变减小,均具有六方柱形貌。水热时间为2 h时显示弱铁磁性,合成时间为3 h时具有最强的铁磁特性,六方纳米柱形状明显变长,结晶性能最好。水热时间为6 h时显示为顺磁性,六方纳米柱形貌有“融化”趋势。相对于未掺杂ZnO,Co掺杂有利于单一ZnO相的形成。
采用简单的湿化学法在ITO玻璃衬底上直接生长了纳米棒团簇结构的 Co掺杂ZnO薄膜,研究表明此法成本低廉、收益高、重复性良好,是制备Co掺杂ZnO磁性纳米晶体的好方法[5]。Co掺杂ZnO样品的结构采用XRD和SEM进行了分析。XRD结果表明掺杂的ZnO是六角纤锌矿结构。SEM结果表明掺杂样品是由Zn0纳米棒团簇结构组成,且团簇的密度随着Co掺杂浓度的增大而增大。薄膜的光致发光光谱结果表明Co掺杂导致ZnO薄膜的带隙发生红移。
采用温和的水热法、三种不同的矿化剂成功合成了稀土铕( Eu )掺杂的氧化锌( ZnO)样品[6],并利用XRD 、SEM、TEM和XPS对样品的结构和形貌进行了表征和分析。结果表明:稀土Eu离子以+3价成功地掺人到ZnO晶格中.并且采用不同矿化剂可以得到不同形貌的ZnO材料,三种矿化剂生长的ZnO的形貌分别为纳米棒、纳米针和纳米片。
3.非金属元素的掺杂
以硝酸锌为锌源,氨水为沉淀剂,壳聚糖为添加剂,通过溶胶一凝胶法制备出粒度小、形貌分布均匀、氮掺杂量高的肤色氮掺杂纳米、ZnO晶体[7],研究了壳聚糖对产品微观结构及性能的影响.采用SEM、TEM、XRD和IR等手段对产品微观结构进行了表征,对其抗菌性能进行了评价.结果表明:添加壳聚糖有利于凝胶的快速形成,而且可通过壳聚糖的添加量有效控制纳米晶体的大小、形貌以及氮掺杂量,最终得到平均粒径为30 nm的球形氮掺杂纳米ZnO晶体,晶相与标准立方相ZnO衍射峰完全一致,没有其他杂相出现,颜色为均匀的红色.和普通的纳米ZnO晶体相比,抑菌结果显示合成的氮掺杂纳米ZnO晶体对大肠杆菌具有优良的抗菌性。
4.结束语
本文介绍了采用溶胶-凝胶法在玻璃基底上制备了ZnO:Li薄膜、在SiO:基片上制备了不同AI含量掺杂的ZnO纳米棒阵列、采用水热法制备了Co掺杂ZnO粉晶、采用简单的湿化学法在ITO玻璃衬底上直接生长了纳米棒团簇结构的Co掺杂ZnO薄膜,并且简述了其掺杂特性;并且概述了氮掺杂量高的肤色氮掺杂纳米、ZnO晶体。
参考文献:
[1]陈新华,胡跃辉,张效华等.溶胶-凝胶法制备Li掺杂ZnO纳米薄膜及其表征[J].真空科学与技术学报,2013,33(5):397-401.
[2]李建昌,李永宽,姜永辉.退火温度对LI掺杂ZnO电特性影响[J].东北大学学报, 2012,33(8) :1174-1178.
[3]丁琼琼,方庆清,王伟娜等.水热法辅助溶胶凝胶法制备Al∶ZnO纳米棒阵列及发光性能研究[J].人工晶体学报,2012,41(6):1566-1571.
[4]王古平,杨建成,王成.水热时间对Co掺杂ZnO微结构与磁性的影响[J].台州学院学报,2012,34(6):1-6.
[5]王爱华,姬晓旭,吕林霞.湿化学法合成Co掺杂ZnO薄膜的微结构及发光特性[J].低温物理学报,2012,34(2):134-137.
[6]周晓光.矿化剂辅助水热法生长Eu掺杂ZnO材料研究[J].吉林师范大学学报,2012,(3):50-54.
[7]李建国,蒋向东,王继珉等. 溶胶一凝胶法制备氮掺杂纳米ZnO及其抗菌性能研究[J]. 印染助剂,2012,29(1):23-26.
篇4
关键词:染料敏化太阳能电池;ZnO
染料敏化太阳能电池由于生产工艺简单,经济节约,对环境要求较低,能量转化效率高等优点,备受大众喜爱。它主要由纳米多孔半导体薄膜、染料敏化剂、氧化还原电解质、对电极和导电基底几部分组成,ZnO由于其各种优秀特性成为光阳极的主要材料之一。另一方面,石墨烯作为一种零带隙导电材料,具有极高的载流子迁移率、特殊的运输特性和电化学稳定性;将其引入染敏光阳极,可以缩短电子传输路径,来提高光电转化效率。
1.1 ZnO的结构性质
ZnO成本低,无污染,传输电子能力强,且具有易结晶性和各向异性生长的特点,所以可控性强,可通过改变实验条件来获得ZnO不同特性的纳米结构,但缺点是稳定性差。
1.2 ZnO光催化剂的催化机理
氧化锌的能带宽度与氧化铁相近,且电子传输效率高,生长条件易于实现,将其运用于染料敏化太阳能电池中,虽然氧化钛因其表面存在大量的表面态,延迟了电子的传输,造成电子复合几率增大,电子损失多,但是以氧化锌为光阳极材料组装成的的能量转换效率仍然没能超过氧化钛,究其原因主要是氧化锌易与酸碱反应,在酸性染料的腐烛下稳定性差,因此我们可以通过寻找适合氧化锌的敏化染料材料、在氧化锌表面包覆其他材料形成核壳结构以保护氧化锌不被腐烛,或者在氧化锌纳米薄膜下面加一层散射层以增加光散射能力,促进光的吸收等方法改善氧化锌在染料敏化太阳能电池中的性能[1]。
1.3 ZnO在其他方面的应用及其优点
氧化锌的用途十分广泛,主要用于橡胶、油漆、涂料、印染、玻璃、医药、化工和陶瓷等工业。纳米氧化锌因其全新的纳米特性体现出许多新的物理化学性能。纳米氧化锌除了作为微米级或亚微米级氧化锌的替代产品外,在抗菌添加剂、防晒剂、催化剂与光催化剂、气体传感器、图像记录材料、吸波材料、导电材料、旱绮牧稀⑾鸾禾砑蛹恋刃碌挠τ贸『弦舱在或即将投入应用。ZnO纳米薄膜的导电性跟光生电子的浓度,和光生电子的传输率都有很大关系,其中光生电子的传输率又是取决于所制备氧化锌的纳米结构的。如果氧化锌薄膜中晶粒的尺寸较小,晶粒表面杂质缺陷很少,并且晶粒的取向性好,分散性好,结晶度高,组织致密化程度高,那么光生电子在传输过程中就不容易散射,电子传输率就高,薄膜的导电性也就越好[2]。
1.4 ZnO的表面改性
在这些应用过程中,大多是与有机物相混的,而氧化锌作为无机物直接添加到有机物中有相当大的困难:
① 颗粒表面能高,处于热力学非稳定状态,极易聚集成团,从而影响了纳米颗粒的实际应用效果;
② 氧化锌表面亲水疏油,呈强极性,在有机介质中难于均匀分散,与基料之间没有结合力,易造成界面缺陷,导致材料性能下降。所以,必须对纳米氧化锌进行表面改性,以消除表面高能势,调节疏水性,改善与有机基料之间的润湿性和结合力,从而最大限度地提高材料性能和填充量,降低原料成本[3]。
本文主要是对改性过程中的主要条件变化进行了试验研究,就改性前后的粉体进行了必要的表征与分析。并将改性后的纳米氧化锌均匀地掺入了聚氨酯中,实现了与有机聚合物的良好混合 在新开发的纳米氧化锌应用中,大多是将氧化锌直接混入有机物中,而把氧化锌直接添加到有机物中有相当大的困难,因此必须对纳米氧化锌进行表面改性。以自制纳米氧化锌为原料,采用四氯化钛为改性剂对其进行了表面改性处理。
由表3.5 ZnO表面改性可知,通过TiCl4表面处理的氧化锌,制成染料敏化太阳能的电池性能,光电转化效率有明显提高,其中掺杂0.005%石墨烯的光电转化效率提高尤为明显,为1.79%:掺杂0.005%石墨烯的效率比纯氧化锌高0.32%。由图3.6表面处理 J-V曲线图可知,经过TiCl4表面处理的氧化锌和掺杂石墨烯,发现掺杂0.005%石墨烯的光电转化效率比纯氧化锌高2.03%。
参考文献:
[1]才红,纳米氧化锌的制备和表面改性,2000,365:993-1000.
篇5
关键词:间接法氧化锌;金属锌;氧化控制
中图分类号:TQ33 文献标识码:A
普通氧化锌包括直接法氧化锌、间接法氧化锌和湿法氧化锌。其中直接法氧化锌占10% ~ 20% ,间接法氧化锌占70% ~ 80%, 而湿法氧化锌只占1% ~2%。间接法出现于19世纪中叶, 法国使用金属锌在坩埚中高温气化, 并使锌蒸气氧化燃烧, 而收集到氧化锌粉末, 因此也称为“法国法”。工业上, 间接法生产氧化锌是高温下熔融液态锌蒸发成锌蒸气, 进而氧化生成氧化锌。
间接法氧化锌是是一种纯度较高的氧化锌产品,主成份氧化锌一般都达到99.80%以上。高纯度的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、油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。氧化锌的能带隙和激子束缚能较大,透明度高,有优异的常温发光性能,在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。
2009年,中国间接法氧化锌产能达30万吨,我国有色金属行业采用锌锭间接法生产高纯度氧化锌的企业主要有山东潍坊龙达锌品厂、广西柳州锌品厂、葫芦岛锌业股份公司、韶关冶炼厂、河北博奥纳米材料有限公司、美锌金属、湖南水口山有色金属公司等。间接法氧化锌质量一般执行国家标准GB/T3185-92,产品晶型及物理性能与氧化的条件有关, 而产品的纯度既受制于原料锌纯度,又受制于氧化过程控制参数。
间接氧化锌生 产过程会偶发金属锌超标质量事故。氧化锌中发生金属锌超标事故一般不易及时发现,而且后处理过程长,有质量缺陷的产品难予修复处理,影响企业的经济效益,因此,分析探讨间接法氧化锌金属锌超标原因及提出改进方法具有重要的实践意义。
1 间接法制备高纯氧化锌工艺流程
间接法生产高纯氧化锌,是基于锌与铅、铁、铜等金属的沸点不同,锌被蒸发为锌蒸气易于氧化为氧化锌,原料中锌及杂质金属的沸点见表1。
间接法生产氧化锌主要包括:锌蒸气的制备与贮存,锌蒸气的氧化,含氧化锌高温炉气的输送与冷却和布袋收粉包装等步骤。韶关冶炼厂间接法氧化锌生产工艺流程见图1。
2 锌蒸气氧化完全程度分析及改进措施
锌蒸气与空气中的氧接触时,即进行激烈的氧化反应,生成白色粉状固体氧化锌,同时放出大量的热,其反应式是:
Zn(气)+1/2O2ZnO(固)+Q(1)
骤集在分配室内高温高压的锌蒸气通过喷嘴被分成若干股锌蒸气流以一定的压力及速度从分配室顶部喷入氧化室,同时,在氧化室的炉壁分布若干扒渣门(进风口)用来吸入空气以补充氧气的消耗。锌蒸气及空气在分配室、氧化室内部走向如下图2所示。锌蒸气喷入氧化室的瞬间即与吸入空气中的氧充分反应生成白色粉状固体氧化锌。
氧化锌生成反应是一个强烈的放热反应,锌蒸气的氧化过程控制是影响产物金属锌含量达标的关键因素。
2.1锌蒸气喷发速度的影响
锌蒸气进入分配室后,通过喷嘴喷入氧化室与空气中的氧接触氧化生成氧化锌。锌蒸气喷发速度越大,锌蒸气瞬间浓度越大,锌蒸气与氧的接触界面越小,氧化完全程度越小。相反,喷出速度太慢,锌蒸气不饱和,则有可能有部分锌蒸气在氧化之前已冷却成锌液雾滴,锌的氧化越小。在工艺实践中,常采用选择喷嘴口径来调整锌蒸气的喷出速度,锌蒸气喷出速度与氧化锌含金属锌关系见图3。
从图3可以看出,锌蒸气喷出速度在8~10m/s,氧化较完全;当锌蒸气喷出速度10m/s,同样氧化不完全,也存在金属锌超标。因此,控制锌蒸气喷出速度是保障锌完全氧化的重要技术参数。
2.2 进风风速及进风口高度的影响
锌蒸气在氧化室氧化所需的氧是通过与锌蒸气喷出位置对应的扒渣门(进风口)吸入的空气中而来,从理论上讲,空气中的氧与锌蒸气氧化接触界面越大,氧化得越完全,工艺实践中,在氧化室进风口上增加136×400mm的可调式进风口,用以增加氧化接触界面,强化锌蒸气氧化,打开活动进风口,增加了氧化接触界面,氧化锌批次合格率显著上升。
2.3 喷嘴渣壳高度及积渣堆积高度的影响
氧化室内喷嘴结渣越高,锌蒸气与氧的直接接触面越小,氧化越不完全,氧化室内堆积渣越多,也会有相关的不利的影响,同时会缩小了氧化室空间,影响锌蒸气氧化的完全程度。在工艺实践中,锌蒸气从氧化室喷嘴喷出方向必须垂直向上,安装喷嘴垂直并且端正;喷嘴口包状渣不得高出100mm高,氧化室积渣必须及时扒出,改善氧化锌生成的条件。
2.4 氧化室温度的影响
锌原子在高温下动能较大,原子运动加剧,碰撞机会较多,氧化不完全性增加,并使其变粗。反之,氧化室温度过低,锌蒸气离开喷嘴在发生氧化反应前,容易形成液雾珠,其表面会生成拟制氧化反应的保护膜,不利于完全氧化。
工艺实践中,氧化室温度一般控制在950~980℃,既能保证氧化温度条件,又能够显著节约锌蒸气准备过程的能源消耗。
结语
间接法氧化锌生产过程中,锌蒸气喷发速度、进风风速、风口高度、渣壳高度及氧化温度均是影响氧化过程的重要技术参数,通过工艺实践及控制条件探索,获得最佳操作条件,可有效保障氧化锌产品中金属锌含量达到质量控制标准。
参考文献
[1]商连弟, 武换荣.氧化锌生产方法及研究进展[J].无机盐工业,2008,40(3): 4-7.
篇6
化学性防晒成分一般只能隔离紫外线中的UVB光波。女性若在防晒产品的配料中看到含有辛-甲氧肉桂酸(OMC)、Octocrylene、辛-水杨酸(OCS)、PABA(对-胺基苯甲酸)、辛-二甲基-对胺基苯甲酸(Padimate-0)、Oxybenzone(二苯甲酮-3)和Avobenzone(帕索1789),则表明该防晒产品属于化学性防晒品。
物理性防晒成分主要包括二氧化钛和氧化锌。它们可在皮肤表层形成保护膜,使紫外线无法穿透皮肤表面。典型的物理性防晒成分呈白色、糊状,且在接触到水以后变成蓝色。二氧化钛是常见的物理性防晒成分,它可以隔绝波长为290~340纳米的紫外线,但不能隔绝波长为340~400纳米的UVA长光波,而UVA长光波会使女性的皮肤出现光老化。氧化锌则能阻隔波长为290~380纳米之间的紫外线,而且氧化锌的性质温和而安全,能为皮肤提供周全的防护。
通过以上分析,可以得出这样的结论,肤质比较敏感的女性最好不要选择化学性防晒产品。女性若需要长期暴晒在阳光下,最好选择含有氧化锌的物理性防晒产品,因为此类产品的防晒效果更好,能为皮肤提供更持久的保护。物理性防晒产品大多比较油腻,油性肤质的女性要慎用。此外,女性在涂抹了物理性防晒产品,回到阴凉处之后应立即清洗掉,让皮肤能自由地呼吸,并要为皮肤补水保湿。
Tips
防晒不等于完全不见阳光
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关键词:纳米;植物;发芽
基金项目:吉林省大学生创新创业训练计划项目资助
中图分类号: S129 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/ki.jlny.2017.05.010
随着纳米颗粒的广泛使用,越来越多的纳米粒子通过各种途径进入环境中,可能对人们的健康以及生态环境造成危害,植物作为自然界的生产者,也是生态系统最为重要的环节,纳米粒子对植物的生长发育的影响,以及植物对纳米材料的吸收积累都会对高营养级的生物产生不同程度的影响。
1对植物发芽率的影响
种子发芽是一种常用的试验植物毒性的方法,具有方法简便,成本较低,试验快速等优点。目前已有研究表明,纳米微粒对植物的发芽率有一定的抑制作用。例如:纳米TiO2对油菜、黄瓜和玉米的发芽率均有抑制作用。纳米TiO2对油菜和黄瓜的发芽率影响比较微弱,而对玉米发芽率的抑制作用则是非常显著的[1]。由组氨酸包被的金纳米簇对辣椒的发芽率具有抑制作用[2]。也有研究者以玉米为受试植物,分别对ZnO纳米颗粒和金纳米颗粒进行研究。以10~1000毫克/升的不同浓度梯度的ZnO纳米颗粒处理玉米种子,得出结论:当ZnO纳米颗粒的浓度升高时,玉米种子的萌发率呈下降的趋势。就金纳米颗粒是否对玉米种子发芽率产生抑制作用的研究,发现用不同方法处理过的金纳米颗粒对玉米种子的发芽率并没有显著影响。这是由于种皮对种子具有保护作用,可以防止外界污染物或病虫害对种皮内的胚胎发育产生影响,只有一些能够通过种皮的细小微粒才能对胚胎产生影响,这可能是金纳米颗粒对玉米种子萌发没有抑制作用的原因。由于金属和金属氧化物纳米颗粒的种类很多,因此,其对植物产生的影响也不尽相同,学者们对其产生的植物毒性以及是否存在植物毒性都具有争议。
2对植物生物量和幼苗形态的影响
目前,由于纳米微粒特殊的物理化学特性,纳米材料对生态环境和生物生长发育方面的影响,受到了许多学者乃至政府的关注。目前已有很多学者对此进行研究,得到结论:一般情况下,植物经高浓度(1000~4000毫克/升)的纳米微粒作用时,植物的生物量,幼苗形态,根伸长,根活力等生理生化指标才会受到影响。例如:零价的Fe纳米颗粒在(2000~5000毫克/升)时完全抑制麻,黑麦草和大麦的发芽;而ZnO纳米颗粒在浓度为1000毫克/升时,可以将黑麦草根尖的所有细胞杀死。浓度为100毫克/升的CuO纳米颗粒则可以抑制玉米幼苗根的生长。
有研究表明,纳米颗粒对植物的生物量以及幼苗形态存在着抑制作用。有学者为了探究纳米ZnO对植物的生长发育是否存在影响,分别用1000毫克/升纳米ZnO颗粒和100毫克/升纳米ZnO颗粒处理玉米幼苗,同时设置了对照组,发现100毫克/升纳米氧化锌的作用下根的生物量较对照组降低了48.4%,而1000毫克/升浓度的纳米氧化锌较对照组降低了87.5%,茎的生物量也有所降低,100毫克/升浓度下的纳米氧化锌颗粒较对照组降低了75%,而1000毫克/升浓度下茎的生物量较对照组降低了87.5%。在1000毫克/升的浓度下玉米幼苗叶的生物量降低的更为明显,可以达到91.1%,100毫克/升浓度时,也能达到62.96%。锌是人体必需的微量元素,同时也是植物生长必需的元素,然而过量的锌对植物是有害的,对植物的生长产生抑制作用,具有一定的毒性效应。随着纳米颗粒浓度的增加,受试玉米幼苗的叶子发黄较为严重。
3对植物生理生化的影响
纳米材料对植物的发芽率,生物量,以及幼苗形态等均有不同程度的影响,那么,纳米材料对植物的生理生化方面是否存在着某些作用?对此,很多W者做了大量研究,例如,Gao等发现将0.03%的TiO2纳米颗粒悬液,喷洒在菠菜的叶片表面,结果发现TiO2纳米颗粒悬液可以显著的促其进生长,从而得出结论,TiO2纳米微粒悬液在促进光吸收的同时还能增强菠菜体内Rubisco酶活性,进而提高光合作用的效率,促进植物的生长[3]。植物为了使自己免于遭受活性氧化的伤害,都有自己的一套高度发杂的抗氧化防御系统,有多种抗氧化酶CAT、MDA,过氧化物酶以及低分子量抗氧化剂等。有学者观察金纳米颗粒对玉米和辣椒体内的抗氧化酶的作用效果,来探究纳米微粒对植物的一些酶活性的影响效应。分别用通过柠檬酸还原的金纳米颗粒、ESA包被的金纳米簇以及组氨酸包被的金纳米簇来处理玉米和辣椒幼苗。得到的结论是:随着AuNCs@His处理浓度的增加,玉米体内抗氧化酶的活性呈先上升后下降趋势。当AuNCs@BSA处理浓度增加,玉米地上部分抗氧化酶活性呈上升趋势。三种纳米材料对玉米根系的抗氧化酶活性没有显著影响,根系POD酶活性和MDA显著低于对照组。由此可见,纳米微粒对植物体内酶活性具有一定的抑制作用。
4结语
研究表明,不同的纳米粒子对植物的影响也不尽相同,对植物的发芽率、生物量、幼苗生长以及生理生化方面均具有抑制作用。纳米微粒的毒性机制与外部的环境因素以及暴露时间有着不可忽视的关系。
参考文献
[1]王铎锋.金纳米颗粒对两种植物的生物学效应的研究[J].环境生态学,2014,(05).
[2]于晓莉.几种典型纳米人工颗粒对高等植物的毒性效应研究[J].环境科学,2010,(06).
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【关键词】纳米技术;精细化工;催化剂;添加剂
0.引言
纳米技术是指使用纳米材料的特殊性质的技术,纳米材料是指尺寸处于1-100nm的微小粒子组成的材料,这样的微小粒子既不是微观的原子簇,也不是宏观物体,是出于微观与宏观之间的介观系统,这种材料往往因为其表面效应、量子尺寸效应、体积效应以及宏观量子隧道效应具有传统物质所不具备的特殊性质。纳米材料通常具有很高的特殊催化性,在冶金、涂料、精细化工等工业领域应用非常广泛。本文对纳米技术在精细化工领域的应用方法及特点进行了详细的论述,为纳米技术在精细化工领域的推广应用提供了有效的支撑。
1.纳米技术在精细化工中的应用
1.1纳米材料的制备方法简介
纳米材料的制备通常包括机械法、物理法和化学法。机械法是指机械粉碎法和机械合金化法,其制作方法简单、成本低,但颗粒不均匀,纯度低;物理法是指溶液蒸发法和蒸发冷凝法,其制作方法较为复杂、成本较高,但粒度可控、纯度很高、结晶组织好;化学法则是通过化学反应制备纳米材料,其粒度可控、纯度很高,而且其成本不是很高、操作相对简单,常用的有水热法、沉淀法、溶胶-凝结法、化学气相反应法、微乳液法、有机配合前驱体法以及超重力沉淀法等。纳米材料的制备方法很多,而且正在不断的被发现,越来越多的制备更细颗粒、更好分散性的方法出现,为纳米技术的进一步发展提供了较好的支撑。
1.2纳米技术在催化方面的应用探讨
大量研究表明,纳米催化剂的稳定性好,催化效率高,如:在乙炔加氢反应中,加入纳米的Pb/TiO2作为催化剂,可以是乙炔的转化率达到100%,并且使乙炔的选择性达到80%以上;在液态加氢法制备2-氨基-4,6二氯苯酚时,采用纳米Ni-B/SiO2作为催化剂,其催化效果明显比其他Ni催化剂好得多,转化率达到了100%,选择性达到了98%。在化学电源领域,纳米材料具有很好的电化学活性,作为电极能很好的减轻电池重量,如:纳米二氧化锰作为锂电池正极可以做成高能电池;纳米的银粉、镍粉和二氧化镍混合烧结体作为光化学电池的电极,效果远超过其它材料;碳管纳米材料的奇异电学性能已经广泛应用于场发射元件、锂离子电池、燃料电池等。
另外,纳米材料的光催化特点被广泛应用与环境保护领域,如:(1)污水处理,硫化物或金属氧化物的纳米材料是半导体材料,其特殊的电子结构可以通过氧化或还原反应降解并矿化H2O、CO2、无机离子以及某些毒性较小的有机物等,其特点是分解完全,没有二次污染、成本低、操作简单,常见的纳米催化剂材料有二氧化镍、三氧化铝、氧化锌等,尤其是二氧化镍对染料废水、农药废水的处理效果极好。
(2)空气污染处理,纳米催化材料对空气中的硫氧化物和氮氧化物的处理效果极好,在汽车尾气处理方面应用广泛,比传统的贵金属和稀土催化剂的效果好得多,尤其是贵金属催化剂,价格昂贵。易失活,纳米光催化剂成本低、稳定性好,活性高,能有效的提高汽车尾气中的一氧化碳、一氧化氮、碳化氢等物质的转化效率;另外,纳米材料还用于陶瓷制品的除臭抗菌以及分解有机物等作用,也用于汽车或建筑玻璃的自洁等。
1.3纳米技术在添加剂领域的应用
纳米技术在添加剂领域的作用也非常广泛,通常是纳米材料加入到其它物质中,改变其它物质的性质,达到普通物质所达不到的效果,常用的有:
(1)化妆品添加剂。将纳米材料氧化锌、二氧化镍、氧化铁作为添加剂可以提高化妆品的药物利用率、增强抗菌作用,减轻对皮肤的刺激,而且自身无毒无味、化学稳定、热稳定,是目前化妆品领域的研究热点。
(2)黏合剂、剂和密封胶。纳米二氧化硅作为添加剂,可以有效提高黏合剂等黏结效果、剂的效果和密封胶的密封效果。
(3)涂料。将纳米材料加入到涂料中,可以有效的改善传统涂料的性能,并使涂料具有新的功能,如纳米氧化锌添加剂可以使涂料具有吸收红外线、屏蔽紫外线、杀菌防霉等效果,纳米二氧化硅可以增加涂料的耐磨性、抗氧化性等。除此之外,纳米材料还可增加橡胶的力学性能、硫化活性,改变塑料综合力学性能、纤维的分散性、有机玻璃的冲击韧性等。
另外,纳米技术在医药领域也有广泛的应用,可以提高药效的吸收,降低药物的不良反应,还能有效的丰富制药技术,提高药物的效果。
2.结论
纳米技术是一种新兴的技术,纳米材料具有一般材料所不具备的特性,在精细化工领域已经取得了广泛应用,也为人类解决环境保护、能源合理开发利用提供了有效的新途径。目前纳米技术的推广使用还受纳米材料制备、纳米改性技术工业化等限制,但随着纳米技术的发展和影响,纳米技术在精细化工领域必然得到广泛的使用。 [科]
【参考文献】
[1]陈建锋,邹海魁,刘润静,等.超重力反应沉淀法合成纳米材料及其应用[J].现代化工,2001,21(9):9-12.
篇9
化妆品作为一种特殊日用化工产品,由各种原料或添加剂经过合理配方加工而成。因此,化妆品学也通常被认为是一门交叉性很强的综合学科,其主要涉及物理、化学、生物、生理、化工工艺、化工工程机械、医药卫生、材料等多种学科。因此,在化妆品产品的研发和生产过程中,将纳米技术科研成果转化并应用到新的化妆品产品中,能从根本上大大提高化妆品的性能、科技含量及市场竞争力。正因为如此,纳米技术有望在未来的化妆品产业中得到广泛的应用。
纳米无机材料在抗紫外线化妆品中的广泛应用,可以很好地克服有机紫外线吸收剂的缺点,提高物理防晒剂的防晒效果。
纳米ZnO可采用固相反应――高温热解法、均匀沉淀法等方法来制备。纳米ZnO粉末颗粒尺寸可小于1nm,可见光可以穿过粉末颗粒,其特点是渗透性和分散能力强,在化妆品和个人护理用品的配制中能充分发挥防晒能力。纳米ZnO在阳光、尤其是在紫外线的照射下,在水和空气(氧气)中能自行分解出自由移动的带负电荷的电子,同时留下带正电荷的空穴.这种空穴可以激活空气中的氧变成活性氧,活性氧有极强的化学活性,能与包括细菌内的有机物在内的多种有机物发生氧化反应,从而把大多数病菌和病毒杀死。据测定,纳米ZnO的浓度为1%时,在5分钟内对金黄色葡萄球菌的杀菌率为98.86%,对大肠杆菌的杀菌率为99.93%。因此,在化妆品中添加纳米ZnO,既能屏蔽紫外线,具有防晒功能,又能抗菌除臭。
纳米SiOx为无机物,易于与化妆品其他组分配伍,无毒无味,不产生化学过敏。并且它本身是白色的,可以简单地加以着色。尤其可贵的是,纳米SiOx反射紫外线能力强,稳定性好,被紫外线照射后不分解、不变色。也不会与配方中其他组分起化学反应。因此。纳米SiOx在防晒化妆品中得到了广泛的应用,目前,已经成功地在染发油梳、油膏和防晒霜等产品中应用纳米SiOx,使得该类产品的性能获得显著的提高。
纳米Ti02具有很好的散射和吸收紫外线的能力,它吸收紫外线的能力与颗粒尺寸密切相关。吸收波长为300nm的紫外线的最佳颗粒尺寸为50nm,波长增加时,最佳颗粒尺寸随之增大,但吸收的绝对值减少。TiO2的颗粒尺寸越小,抗紫外线的能力越强.同时也有使皮肤增白的效果。在化妆品中适当增加纳米TiO2的含量,可以显著地提高防晒系数(SPF),如含5%时SPF为15,含10%时SPF为30。纳米TiO2防晒剂在UVB和UUVA处对紫外线的吸收都很强,其吸收效果远好于有机紫外吸收剂。纳米TiO2基于光催化反应使有机物分解而具有抗菌效果.在水和空气的体系中,它在阳光,尤其是紫外线的照射下能够自行分解出自由移动的带负电荷的电子和带正电荷的空穴。发生一系列的化学反应,形成电子一空穴对。吸附溶解在TiO2表面的氧俘获电子形成O-2.而空穴则将吸附在TiO2表面的OH-和H2O氧化成HO-,生成的原子氧和氢氧自由基都有很强的化学活性,特别是原子氧能与多数有机物反应(氧化),同时能与细菌内的有机物反应,生成CO2和H2O,从而在短时间内杀死细菌。
防晒剂的选择是防晒化妆品配方的核心所在。传统的防晒化妆品往往使用有机化合物作为紫外吸收剂,但是,为了尽可能保护皮肤不接触紫外线,必须提高其添加量,而这样就会增加产品成本,降低产品的安全性。与传统的防晒化妆品相比纳米防晒化妆品有显著的优越性,体现在以下几个方面:
1.更强的防晒性能:将二氧化钛及氧化锌纳米化、超细化,在粉体表面包覆具有亲水、亲油功能基团的表面化处理,以此提高粉体的适配性以及在不降低透明度的情况下显著提高两者的UvA屏蔽效果;
2.较弱的刺激性:传统的有机防晒剂活性和刺激性较强,会对皮肤产生毒副作用,而纳米无机材料克服了传统配方的缺点,应用非常安全;
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静纺纳米纺织品的应用
近年来,世界各国的消防员、军人、警察这类高危工作群体不断受益于医疗纺织品的进步。在医院的急诊部里,每小时都在上演用医用纺织品挽救病人生命的事例。医用纺织品研究领域最新的突破之一就是纳米纺织物止血技术。纳米纺织品的应用日趋普遍,在电纺纳米纤维技术的基础上研发出的纳米止血技术使纳米医疗纺织品得到进一步发展。
静电纺纳米纤维给医疗行业带来了巨大变革。然而,纳米纤维网十分纤弱细微且不能独立使用,只有配合传统的敷料也就是电纺纳米纤维涂层,才能充分发挥其功效。这种静电纺纳米纤维敷料可加强湿度管理并提供无可比拟的阻隔功能。除此以外,它还可协助控制排液。
聚合物溶液是将静电纺丝做成非常细的纤维,然后收集在一个接地电极上。基本的静电纺装置包括针喷嘴、高压电源、纺丝液容器和电极收集器。静电纺纳米纤维技术也广泛应用于生物组织工程,用以修复、维护、替换或优化某器官功能。静电纺纳米纤维毡用于烧伤创面,因为它具有良好的细胞相容性,并有助于细胞的附着和生长。静电纺纳米纤维技术适用于常规的医疗治理。其发展成果也有利于术后病人的护理。
中国静电纺纳米纤维有望引领世界
中国青岛大学依据器官再植的完整理论开发出静电纺医用胶止血技术,受到国际静电纺纳米纤维业界的好评。他们设计了一种气流辅助原位静电纺丝装置,并已完成活体动物肝脏止血试验。这个装置将医用胶原位电纺成纳米纤维布,通过气流辅助准确地敷在创口处。该装置试验结果安全,并可减少手术时间和医疗费用。
然而,这个技术也存在诸多问题。将止血胶用于较大创面时,可能导致止血膜不均匀,易破裂,即有可能导致术后严重的充血或出血。尽管中国发明的静电纺医用止血胶布还没完全进入常规医院市场,但业内确信,经研究人员继续努力,攻克其缺陷,迅速商业化指日可待。
世界医疗业界已将纳米纤维技术作为运用到绷带和海绵止血方法的一种手段。在此之前,人们常将一种可加速血液凝固的凝血酶做涂层附在医用海绵上,以达到在几分钟内控血和止血的效果。美国麻省理工学院(MIT)也发明了一种纳米级涂层,它能速效止血。将这种特制的海绵投入到战场或用到急诊室里的消防员身上,可有效挽救生命。很多医院已将此技术投入使用。当需要时,医疗人员将保存在瓶子中的液体喷射在医疗海绵上。MIT还研究出含有单宁酸和止血酶的生物纳米级涂层。其有效性有望成为战场上使用的最佳选择,同时也是常规工作场所的安全保障。尽管如此,中国的静电纺纳米纤维用途超出业界想象,其用途更为广泛。
青岛大学龙云泽教授(音)在静电纺氧化锌纳米纤维和光电设备上的研究已有巨大进展。其研究团队已可用静电纺制造出氧化锌纳米纤维及相关的光电设备。MIT紧追其后,也期望升级现有止血海绵,将止血涂层和抗菌膜相结合以达到防止感染的疗效。