Làm thế nào để sửa đổi bề mặt của nano kẽm oxit?
Ôxít kẽm nano là một loại vật liệu hóa học vô cơ mịn chức năng mới. Do kích thước hạt nhỏ và diện tích bề mặt riêng lớn, nó có các đặc tính vật lý và hóa học độc đáo về các khía cạnh hóa học, quang học, sinh học và điện học. Nó được sử dụng rộng rãi trong các chất phụ gia kháng khuẩn, chất xúc tác, cao su, thuốc nhuộm, mực in, chất phủ, thủy tinh, gốm áp điện, quang điện tử và hóa chất hàng ngày, v.v., phát triển và sử dụng các triển vọng rộng rãi.
Tuy nhiên, do diện tích bề mặt riêng lớn và năng lượng bề mặt riêng của nano kẽm oxit, nên tính phân cực bề mặt mạnh và dễ kết tụ; không dễ phân tán đồng đều trong môi trường hữu cơ, điều này làm hạn chế rất nhiều tác dụng nano của nó. Do đó, sự phân tán và biến đổi bề mặt của bột nano kẽm oxit đã trở thành một phương pháp xử lý cần thiết trước khi vật liệu nano được áp dụng trong chất nền.
1. Sửa đổi lớp phủ bề mặt của nano kẽm oxit
Đây là phương pháp biến đổi bề mặt chính của chất độn hoặc chất màu vô cơ hiện nay. Chất hoạt động bề mặt được sử dụng để bao phủ bề mặt của các hạt để tạo ra các đặc tính mới cho bề mặt của các hạt. Các chất điều chỉnh bề mặt thường được sử dụng bao gồm chất nối silan, chất nối titanate, axit stearic, silicone, v.v.
Wang Guohong và cộng sự. đã sử dụng natri laurat để sửa đổi bề mặt của nano kẽm oxit. Trong điều kiện lượng natri xitrat là 15%, giá trị pH là 6, và thời gian sửa đổi là 1,5 giờ, tính ưa béo của oxit kẽm nano biến tính đã được cải thiện. Độ hóa học đạt 79,2%, có thể phân tán tốt trong metanol và xylen. Zhuang Tao và cộng sự. đã sử dụng tác nhân nối titanate để sửa đổi bề mặt của nano kẽm oxit. Khi lượng titanat 3%, nhiệt độ 30 ° C, thời gian khuấy 90 phút, chỉ số hoạt hóa của nano kẽm oxit có thể đạt 99,83%. Khi oxit kẽm nano biến tính được áp dụng cho cao su tự nhiên, tst và t90 của nó đều được kéo dài, đồng thời độ bền kéo, độ giãn dài khi đứt và độ mềm dẻo đều được cải thiện.
2. Biến đổi cơ học của nano kẽm oxit
Đây là phương pháp sử dụng phương pháp nghiền thành bột, ma sát và các phương pháp khác để kích hoạt bề mặt hạt với ứng suất cơ học nhằm thay đổi cấu trúc tinh thể bề mặt và cấu trúc lý hóa của nó. Trong phương pháp này, mạng tinh thể phân tử được dịch chuyển, nội năng được tăng lên, và bề mặt bột hoạt động phản ứng và gắn với các chất khác dưới tác dụng của ngoại lực, để đạt được mục đích biến đổi bề mặt.
Phân tử axit stearic được liên kết hóa học trên bề mặt của oxit kẽm, cấu trúc tinh thể của oxit kẽm trước và sau khi điều chỉnh là giống nhau, sự kết tụ của các hạt của nó bị giảm đi và kích thước hạt thứ cấp giảm đáng kể. Bằng cách đo chỉ số hoạt hóa và tính ưa béo của các mẫu đã sửa đổi, lượng chất điều chỉnh tối ưu là 10% khối lượng của oxit kẽm. Bề mặt của oxit kẽm là chất ưa béo và kỵ nước, có hiệu suất phân tán tốt trong dung môi hữu cơ.
3. Sửa đổi phản ứng kết tủa oxit kẽm-nano
Phương pháp sử dụng các chất hữu cơ hoặc vô cơ để lắng một lớp phủ trên bề mặt của các hạt để thay đổi tính chất bề mặt của chúng.
Hiện tại, một số đột phá đã được thực hiện trong công nghệ điều chế oxit kẽm nano, và một số nhà sản xuất công nghiệp hóa đã được thành lập ở Trung Quốc. Tuy nhiên, công nghệ biến tính bề mặt và công nghệ ứng dụng của nano kẽm oxit vẫn chưa được quan tâm nhiều và việc phát triển lĩnh vực ứng dụng của nó bị hạn chế rất nhiều. Vì vậy, cần tăng cường nghiên cứu cải biến bề mặt và ứng dụng sản phẩm nano kẽm oxit, phát triển các sản phẩm hiệu suất cao, mở rộng lĩnh vực ứng dụng của sản phẩm để đáp ứng nhu cầu về sản phẩm nano kẽm oxit trong các lĩnh vực khác nhau.