專利名稱：用于制備納米氧化鋅顆粒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制備納米 顆粒的方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于制備 納米氧化鋅顆粒的方法。
背景技術(shù)：
氧化鋅被用于多種目的，包括作為白色顏料、作為催化劑、作為抗菌皮膚保護(hù)軟膏 的成分、防曬霜和木材清漆。氧化鋅還已知作為寬帶隙半導(dǎo)體，并非常適合用于發(fā)射裝置。 用于阻斷UV輻射的材料被要求可透過太陽(yáng)輻射的可見部分同時(shí)阻斷有害的UV輻射，而納 米氧化鋅在這點(diǎn)上被認(rèn)為是有利的。術(shù)語(yǔ)“納米”或“納米顆?！蓖ǔ１挥糜谥妇哂幸环N小 于約IOOnm的尺寸的顆粒。雖然已知許多方法用于合成納米氧化鋅顆粒，但這樣的方法不可以以有效的方式 規(guī)?；⑶也划a(chǎn)生自由流動(dòng)的納米氧化鋅顆粒粉末。這個(gè)限制通常在納米氧化鋅顆粒的商 業(yè)化中是重大的制止因素。用于合成納米氧化鋅的必要方法是鋅金屬前體的堿性醇水解，最已知的方法描述 了作為反應(yīng)介質(zhì)的醇或醇-水混合物中納米氧化鋅顆粒的合成。這樣的方法涉及通過加熱 或煮沸醇而溶解金屬前體，反應(yīng)在升高的溫度下進(jìn)行。由于這些前體家族在醇中具有不良 溶解性；所述方法需要將它們加熱到高溫，在醇的情況下通常加熱到沸點(diǎn)。這樣的方法的 實(shí)例可以在 US 6710091 ；US2006/0222586 ；US2003/0172845 ；以及在 Koch 等人的 Chemical Physics Letters, 122-507,1985 中找到。確定這樣的方法將是有用的，通過該方法可以形成自由流動(dòng)的納米氧化鋅顆粒， 并且這樣的方法是可規(guī)?；囊栽试S納米氧化鋅顆粒的大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于制備納米氧化鋅顆粒的方法，包括將鋅金屬前體溶解在溶 劑中以獲得第一溶液；將堿溶解在醇中以獲得堿溶液；以及在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)將堿溶液加 入到第一溶液中以獲得以分散體的納米氧化鋅顆粒。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，將包含納米氧化鋅顆粒的分散體冷凍以允許穩(wěn)定地儲(chǔ)存。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，將非溶劑加入到分散體中以使在溶液中的納米氧化鋅顆 粒沉淀。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，通過加入非溶劑如此獲得的溶液被進(jìn)一步處理用于納米 氧化鋅顆粒的提取，包括將包含納米氧化鋅顆粒的溶液轉(zhuǎn)移到用于沉降納米氧化鋅顆粒的 分離裝置、從分離裝置中移出沉降的納米氧化鋅顆粒、以及離心和干燥如此移出的納米氧 化鋅顆粒以獲得干燥的納米氧化鋅顆粒。本發(fā)明還涉及一種用于制備納米氧化鋅顆粒的方法，包括將醋酸鋅二水合物 IZn(OAc)J溶解在N，N-二甲基甲酰胺[DMF]中以獲得第一溶液；將堿溶解在醇中以獲得堿溶液；以及在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)將堿溶液加入到第一溶液中以獲得納米氧化鋅顆粒。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，該堿為氫氧化鈉，該醇為乙醇。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，離心的納米氧化鋅顆粒在真空干燥器中在五氧化磷上干燥。本發(fā)明涉及一種用于制備納米氧化鋅顆粒的方法，包括將醋酸鋅二水合物 IZn(OAc)J溶解在N，N-二甲基甲酰胺[DMF]中以獲得第一溶液；將氫氧化鈉溶解在乙醇中 以獲得堿溶液；在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)將堿溶液加入到第一溶液中以獲得以分散體的納米氧化 鋅顆粒；將丙酮加入到分散體中以使納米氧化鋅顆粒沉淀；將包含納米氧化鋅顆粒的溶液 轉(zhuǎn)移到分離裝置以允許納米氧化鋅顆粒沉降；從分離裝置中移出沉降的納米氧化鋅顆粒； 傾析從分離裝置中移出的納米氧化鋅顆粒中存在的過量溶液；以及離心納米氧化鋅顆粒。本發(fā)明涉及一種用于制備帽化的納米氧化鋅顆粒的方法，包括將鋅前體溶解在 溶劑中以獲得第一溶液；將帽化劑(capping agent)加入到第一溶液中；將堿溶解在醇中 以獲得堿溶液；以及在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)將堿溶液加入到第一溶液中以獲得帽化的納米氧化 鋅顆粒，其中加入的堿溶液的量相對(duì)于摩爾反應(yīng)所需的堿溶液的量過量至少5%。根據(jù)一個(gè)方面，加入的堿溶液的量相對(duì)于摩爾反應(yīng)所需的堿溶液的量過量在5% 到40%之間。


附圖示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并且與下面的詳細(xì)描述一起用于解釋本發(fā)明 的原理。圖1示出了對(duì)于通過加入摩爾反應(yīng)所需的堿溶液而形成的納米氧化鋅顆粒的樣 品在太陽(yáng)光譜的不同波長(zhǎng)處的透射比。圖2示出了對(duì)于通過加入摩爾反應(yīng)所需的堿溶液而形成的辛胺帽化的納米氧化 鋅顆粒的樣品在太陽(yáng)光譜的不同波長(zhǎng)處的透射比。圖3示出了對(duì)于通過加入相比于摩爾反應(yīng)所需的量5%過量的堿溶液而形成的辛 胺帽化的納米氧化鋅顆粒的樣品在太陽(yáng)光譜的不同波長(zhǎng)處的透射比。圖4示出了對(duì)于通過加入相比于摩爾反應(yīng)所需的量10%過量的堿溶液而形成的 辛胺帽化的納米氧化鋅顆粒的樣品在太陽(yáng)光譜的不同波長(zhǎng)處的透射比。
具體實(shí)施例方式為了促進(jìn)理解本發(fā)明的原理，現(xiàn)在將參考描述的實(shí)施方式，使用特定的語(yǔ)言來描 述相同的內(nèi)容。然而應(yīng)當(dāng)理解，沒有由此想要限制本發(fā)明的范圍，在方法中這樣的改變和進(jìn) 一步修改、以及其中本發(fā)明的原理的這樣的進(jìn)一步應(yīng)用是預(yù)期的，如本發(fā)明所涉及領(lǐng)域的 技術(shù)人員通常所想到的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，前面的總體描述和下面的詳細(xì)描述是本發(fā)明的示例和 解釋，并不用于限制本發(fā)明。披露了在單相有機(jī)介質(zhì)中合成納米氧化鋅顆粒的方法。根據(jù)本發(fā)明的原理的方法 優(yōu)選涉及將鋅金屬前體溶解在溶劑中，接著加入堿-醇溶液以獲得納米氧化鋅顆粒。更具 體地，所述方法涉及將鋅金屬前體溶解在溶劑如N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中以獲得第一溶液，將堿溶解在醇中以獲得堿溶液，以及將堿溶液加入到第一溶液中以獲得納米氧化鋅顆 粒。下面的描述涉及一些具體化合物如醇、堿；溶劑和非溶劑以解釋本發(fā)明的原理。然 而，本發(fā)明不限于這樣的化合物，因?yàn)槿魏蜗喈?dāng)?shù)幕衔锟梢杂糜趯?shí)現(xiàn)期望的最終結(jié)果，如 本發(fā)明教導(dǎo)的。
在下面的描述中，已經(jīng)采用醋酸鋅二水合物作為鋅的來源，而采用的溶劑為N， N-二甲基甲酰胺(DMF)。將醋酸鋅二水合物溶解在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中以獲得第 一澄清溶液。通過將氫氧化鈉溶解在乙醇中以得到堿溶液而獨(dú)立地制備第二溶液。將堿溶 液以受控的方式并在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)加入到醋酸鋅溶液中以確保僅形成納米氧化鋅顆粒。為了使納米氧化鋅顆粒沉淀或造成其沉降，優(yōu)選將非溶劑如丙酮、己烷、庚烷和甲 苯，或它們家族的任何類似成員，或它們的任何組合加入到反應(yīng)混合物中。在加入非溶劑之 后，最終使納米氧化鋅顆粒沉降下來。優(yōu)選的是堿溶液加入到第一溶液中的方式不是傾倒操作，而是在一定時(shí)間段內(nèi)分 散，所述時(shí)間段適合于將在加入堿溶液后形成的氫氧化鋅脫水，使得獲得以分散體的納米 氧化鋅顆粒。優(yōu)選地，這樣的方法可以通過持續(xù)地以每分鐘約的堿的速率加入堿來進(jìn) 行，或者可替換地通過在具體間隔加入預(yù)定量的堿來進(jìn)行，所述具體間隔通過預(yù)定周期分 隔開，如5到10分鐘的時(shí)間間隔，并在每個(gè)間隔加入5%到10%的堿。因此，依賴于獲得合 適的顆粒大小和產(chǎn)率所需的反應(yīng)完成的百分比，加入的過程可以遍布在50到100分鐘內(nèi)。用于制備堿溶液的堿可以為包含任何OH-或NH-基團(tuán)的堿性化合物，尤其是堿金 屬化合物，如Na0H、K0H、Li0H、四甲基氫氧化銨或類似家族的任何其他成員，優(yōu)選氫氧化鈉。所述醇可以為一元醇(monoalcohol)或多元醇，尤其是乙醇、甲醇、丙醇或醇家族 的任何其他成員，優(yōu)選乙醇。所述方法中涉及的反應(yīng)可以總結(jié)為 Zn (CH3COCT) 2+2Na0H — Zn (OH) 2+2CH3C00Na...........(1)Zn (OH) 2 — Ζη0+Η20.............(2)如通過反應(yīng)式1所示，醋酸鋅與氫氧化鈉反應(yīng)以提供氫氧化鋅和醋酸鈉。使氫氧 化鋅脫水以提供納米氧化鋅和水。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，披露了一種用于在工業(yè)規(guī)模提取納米氧化鋅顆粒的方 法。用于納米顆粒的沉淀的非溶劑的應(yīng)用提供了以高產(chǎn)量提取顆粒的簡(jiǎn)單方式。該方法涉 及沉降、接著傾析、離心以及最后在真空干燥器中納米顆粒在五氧化磷上的干燥。納米顆粒在該方法的早期作為分散體獲得。對(duì)這種分散體進(jìn)行隨后的加工以獲得 作為干燥粉末的納米氧化鋅顆粒。如此獲得的包含納米氧化鋅顆粒的分散體在冷凍下非常 穩(wěn)定。根據(jù)一個(gè)方面，該分散體可以用于在玻璃、金屬和木材等上施加(抗)紫外線涂層。 該分散體可以作為薄涂層直接施加在玻璃上。由于分散體是透明的，所以施加至玻璃的膜 也是透明的。此外，在溶劑如DMF中的分散體非常穩(wěn)定，并且制備分散體的方法是經(jīng)濟(jì)的并 提供了在隨后的玻璃涂覆中顯著的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)一個(gè)方面，如此制備的分散體可以在冷凍下被轉(zhuǎn)移至玻璃制造設(shè)備或可以在 玻璃制造設(shè)備處進(jìn)行制備。冷凍溫度可以優(yōu)選保持在0°C到4°C之間或甚至更低。
根據(jù)一個(gè)方面，優(yōu)選在堿溶液添加至醋酸鋅溶液完成之后，攪拌反應(yīng)混合物以確 保反應(yīng)完成并且使所有的醋酸鋅轉(zhuǎn)化為納米氧化鋅。納米氧化鋅顆粒的形成可以通過進(jìn)行 中間UV可見光譜分析進(jìn)行監(jiān)測(cè)。根據(jù)一個(gè)方面，將包含納米氧化鋅顆粒的溶液轉(zhuǎn)移到分離裝置以允許納米氧化鋅 顆粒沉降；從分離裝置中移出沉降的納米氧化鋅顆粒；傾析從分離裝置中移出的納米氧化 鋅顆粒中存在的過量溶液；以及離心納米氧化鋅顆粒。分離裝置可以例如為分液漏斗。離心的納米氧化鋅顆?？梢栽谖逖趸咨险婵崭?br> jJyK ο圖1示出了確定反應(yīng)完成的一種方法。反應(yīng)混合物的分析表明透射比在約360nm 后低于20%。這被認(rèn)為是100%反應(yīng)完成。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，該方法可以用于獲得帽化的納米氧化鋅顆粒粉末。帽化物 (帽化劑，cappant)優(yōu)選在加入堿溶液之前被加入金屬前體，如醋酸鋅溶液中，其允許一形 成納米氧化鋅顆粒就帽化該納米氧化鋅顆粒。可以采用任何已知的有機(jī)和無機(jī)分子，包括 烷基胺如辛胺、十二胺、十六胺；聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、烷烴硫醇、羧酸、膦、取代的膦、氧 化膦和取代的氧化膦用于帽化納米氧化鋅顆粒。該方法允許引入帽化物而不需要對(duì)用于生 產(chǎn)納米氧化鋅顆粒的基礎(chǔ)方法進(jìn)行任何改變或修改。觀察到在帽化納米氧化鋅顆粒的形成期間沒有實(shí)現(xiàn)100%完成反應(yīng)，如圖2所示， 其中觀察到在低于360nm的一些波長(zhǎng)處透射比高于20%，在一些波長(zhǎng)處達(dá)到幾乎50%。這 表明部分完成反應(yīng)。披露了在單相有機(jī)介質(zhì)中合成帽化納米氧化鋅顆粒的方法。根據(jù)本發(fā)明的原理 的方法涉及將鋅金屬前體溶解在溶劑中以獲得鋅金屬前體溶液，向鋅金屬前體溶液中加 入帽化劑，接著加入堿_醇溶液以獲得帽化的納米氧化鋅顆粒，加入到金屬前體溶液中的 堿_醇溶液的量超過摩爾反應(yīng)所需的量。更具體地，該方法涉及將鋅金屬前體溶解在溶劑如N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中以 獲得第一溶液，將帽化劑加入到第一溶液中，將堿溶解在醇中以獲得堿溶液，以及將堿溶液 加入到第一溶液中以獲得帽化的納米氧化鋅顆粒；加入到第一溶液的堿溶液的量超過摩爾 反應(yīng)所需的堿溶液的量的至少5%。在下面的描述中，已經(jīng)采用醋酸鋅二水合物{Zn(OAc)2}作為鋅的來源，而采用的 溶劑為N，N-二甲基甲酰胺(DMF)。將醋酸鋅二水合物溶解在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中 以獲得第一澄清溶液。向第一澄清溶液中加入帽化劑。通過將氫氧化鈉(NaOH)溶解在乙 醇中以獲得堿溶液而獨(dú)立地制備第二溶液。將堿溶液以受控的方式并在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)加 入到醋酸鋅溶液中以確保僅形成帽化的納米氧化鋅顆粒。加入到醋酸鋅溶液中的堿溶液的 量為超過摩爾反應(yīng)所需的堿溶液的量的至少5%。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，形成的帽化的納米氧化鋅顆粒隨著反應(yīng)進(jìn)行而緩慢地沉淀出 來。在這樣的反應(yīng)中，帽化劑用作沉淀劑以及表面改性劑。根據(jù)一個(gè)可替換的實(shí)施方式，為了使帽化的納米氧化鋅顆粒沉淀或造成其沉降， 優(yōu)選將非溶劑如丙酮、己烷、庚烷和甲苯，或它們家族的任何類似成員，或它們的任何組合 加入到反應(yīng)混合物中。在加入非溶劑之后，最終使帽化的納米氧化鋅顆粒沉降下來。加入到鋅金屬前體溶液中的堿溶液的量超過摩爾反應(yīng)所需的堿溶液的量。根據(jù)一個(gè)方面，加入的堿溶液的量過量在摩爾反應(yīng)所需的堿溶液的量的5到40%之間。精確的摩爾方法允許納米氧化鋅顆粒的連續(xù)生產(chǎn)并由此使得納米氧化鋅顆粒能 夠大規(guī)模生產(chǎn)。鋅金屬前體在DMF中的溶解提供了顯著的優(yōu)勢(shì)，包括不需要加熱反應(yīng)混合物，對(duì) 于高濃度容易規(guī)?；庸?，以高產(chǎn)量生產(chǎn)干燥的納米氧化鋅顆粒以及顆粒分布狹窄。 在室溫下鋅金屬前體在DMF中的高溶解度允許納米氧化鋅顆粒的高生產(chǎn)率。獲得的納米氧化鋅顆粒是完全干燥的粉末，其是該方法的顯著優(yōu)勢(shì)。此外，最終產(chǎn) 物是無味的、白色的自由流動(dòng)的納米氧化鋅顆粒粉末。在以干燥粉末形式的最終產(chǎn)物上的 UV可見光譜分析表明所有的粉末可透過可見光輻射并且阻斷UV輻射。在粉末上的TEM表 明顆粒大小依賴于濃度和進(jìn)行的反應(yīng)完成度，在5nm到50nm之間變化。在室溫下實(shí)施整個(gè) 合成方法。該方法的簡(jiǎn)單性，尤其是缺乏任何加熱要求和完全的摩爾反應(yīng)，涉及攪拌和傾析 操作，允許該方法容易規(guī)模化到任何產(chǎn)量。通過示例的方式，通過如本文描述的方法獲得的納米氧化鋅顆?？梢杂糜谥苽浒?色顏料、作為催化劑、作為抗菌皮膚保護(hù)軟膏的成分、用于制備防曬乳液、用在清漆中或用 于玻璃的紫外線涂層。根據(jù)一個(gè)方面，通過如本文描述的方法獲得的納米氧化鋅顆粒在乙二醇和水中作 為分散體是穩(wěn)定的。提供下面的實(shí)施例以解釋和說明本發(fā)明方法的一些優(yōu)選的實(shí)施方式。實(shí)施例1將65. 847克的Zn (OAc) 2溶解在3L的DMF中以獲得第一溶液。將12克的NaOH溶 解在1. 5L的乙醇中，以獲得堿溶液。將1. 2L的堿溶液緩慢加入到第一溶液中以便合成納 米氧化鋅顆粒。在加入完成之后，攪拌反應(yīng)混合物一些更多的時(shí)間。向納米氧化鋅顆粒的 此溶液中加入18L的丙酮，以便使納米氧化鋅顆粒沉淀出來。在加入丙酮之后溶液變?yōu)槿?白色。然后將此溶液轉(zhuǎn)移到分液漏斗中使得顆粒沉降下來。隨后，將這些沉降的顆粒從漏 斗中移出。從移出的顆粒中傾析出過量的溶劑并且離心剩余的乳狀溶液。在真空干燥器中 在五氧化磷上干燥獲得的濕潤(rùn)固體。實(shí)施例2將54. 87克的Zn(OAc)2溶解在2. 5L的DMF中以獲得第一溶液。將16克的NaOH 溶解在2L的乙醇中，以獲得堿溶液。將1. 875L的堿溶液緩慢加入到第一溶液中以便合成 納米氧化鋅顆粒。在加入完成之后，攪拌反應(yīng)混合物一些更多的時(shí)間。向納米氧化鋅顆粒 的此溶液中加入17. 5L的丙酮，以便使納米氧化鋅顆粒沉淀出來。在加入丙酮之后溶液變 為乳白色。然后將此溶液轉(zhuǎn)移到分液漏斗中使得顆粒沉降下來。隨后，將這些沉降的顆粒 從漏斗中移出。從移出的顆粒中傾析出過量的溶劑并且離心剩余的乳狀溶液。在真空干燥 器中在五氧化磷上干燥獲得的濕潤(rùn)固體。實(shí)施例3將54. 87克的Zn (OAc)2溶解在2. 5L的DMF中以獲得第一溶液。將16克的NaOH 溶解在2L的乙醇中，以獲得堿溶液。將1. 875L的堿溶液緩慢加入到第一溶液中以便合成 納米氧化鋅顆粒。在加入完成之后，攪拌反應(yīng)混合物一些更多的時(shí)間。向納米氧化鋅顆粒的此溶液中加入6. 56L的丙酮，以便使納米氧化鋅顆粒沉淀出來。在加入丙酮之后溶液變 為乳白色。然后將此溶液轉(zhuǎn)移到分液漏斗中使得顆粒沉降下來。隨后，將這些沉降的顆粒 從漏斗中移出。從移出的顆粒中傾析出過量的溶劑并且離心剩余的乳狀溶液。在真空干燥 器中在五氧化磷上干燥獲得的濕潤(rùn)固體。實(shí)施例4 將54. 87克的Zn (OAc)2溶解在2. 5L的DMF中以獲得第一溶液。將20克的NaOH 溶解在2. 5L的乙醇中，以獲得堿溶液。將2. 250L的堿溶液緩慢加入到第一溶液中以便合 成納米氧化鋅顆粒。在加入完成之后，攪拌反應(yīng)混合物一些更多的時(shí)間。向納米氧化鋅顆 粒的此溶液中加入7. 125L的丙酮，以便使納米氧化鋅顆粒沉淀出來。在加入丙酮之后溶液 變?yōu)槿榘咨?。然后將此溶液轉(zhuǎn)移到分液漏斗中使得顆粒沉降下來。隨后，將這些沉降的顆 粒從漏斗中移出。從移出的顆粒中傾析出過量的溶劑并且離心剩余的乳狀溶液。在真空干 燥器中在五氧化磷上干燥獲得的濕潤(rùn)固體。實(shí)施例5將109. 74克的Zn (OAc) 2溶解在2. 5L的DMF中以獲得第一溶液。將40克的NaOH 溶解在2. 5L的乙醇中，以獲得堿溶液。將2. 250L的堿溶液緩慢加入到第一溶液中以便合 成納米氧化鋅顆粒。在加入完成之后，攪拌反應(yīng)混合物一些更多的時(shí)間。向納米氧化鋅顆 粒的此溶液中加入7. 125L的丙酮，以便使納米氧化鋅顆粒沉淀出來。在加入丙酮之后溶液 變?yōu)槿榘咨?。然后將此溶液轉(zhuǎn)移到分液漏斗中使得顆粒沉降下來。隨后，將這些沉降的顆 粒從漏斗中移出。從移出的顆粒中傾析出過量的溶劑并且離心剩余的乳狀溶液。在真空干 燥器中在五氧化磷上干燥獲得的濕潤(rùn)固體。實(shí)施例6將164. 61克的Zn (OAc) 2溶解在2. 5L的DMF中以獲得第一溶液。將60克的NaOH 溶解在2. 5L的乙醇中，以獲得堿溶液。將2. 250L的堿溶液緩慢加入到第一溶液中以便合 成納米氧化鋅顆粒。在加入完成之后，攪拌反應(yīng)混合物一些更多的時(shí)間。向納米氧化鋅顆 粒的此溶液中加入7. 125L的丙酮，以便使納米氧化鋅顆粒沉淀出來。在加入丙酮之后溶液 變?yōu)槿榘咨?。然后將此溶液轉(zhuǎn)移到分液漏斗中使得顆粒沉降下來。隨后，將這些沉降的顆 粒從漏斗中移出。從移出的顆粒中傾析出過量的溶劑并且離心剩余的乳狀溶液。在真空干 燥器中在五氧化磷上干燥獲得的濕潤(rùn)固體。實(shí)施例7將21. 94克的Zn(OAc)2溶解在1. OL的DMF中以獲得第一溶液。將8克的NaOH溶 解在1. OL的乙醇中，以獲得堿溶液。將37. 07克的十二胺(DDA)加入到300ml的甲苯中， 并且將此溶液加入到第一溶液中。將0. 9L的堿溶液緩慢加入到第一溶液中以便合成納米 氧化鋅顆粒。在加入堿之后，由于DDA帽化的納米氧化鋅顆粒的形成和沉淀，溶液變?yōu)槿榘?色。在加入完成之后，攪拌反應(yīng)混合物一些更多的時(shí)間。然后將此溶液轉(zhuǎn)移到分液漏斗中 使得顆粒沉降下來。隨后，將這些沉降的顆粒從漏斗中移出。從移出的顆粒中傾析出過量 的溶劑并且離心剩余的乳狀溶液。在真空干燥器中在五氧化磷上干燥獲得的濕潤(rùn)固體。實(shí)施例8將21. 94克的Zn (OAc) 2溶解在1. OL的DMF中以獲得第一溶液。將8克的NaOH溶 解在1. OL的乙醇中，以獲得堿溶液。將25. 8克的辛胺(OA)加入到第一溶液中。將0. 9L的堿溶液緩慢加入到第一溶液中以便合成納米氧化鋅顆粒。在加入堿之后，由于OA帽化的 納米氧化鋅顆粒的形成和沉淀，溶液變?yōu)槿榘咨?。在加入完成之后，攪拌反?yīng)混合物一些更 多的時(shí)間。然后將此溶液轉(zhuǎn)移到分液漏斗中使得顆粒沉降下來。隨后，將這些沉降的顆粒 從漏斗中移出。從移出的顆粒中傾析出過量的溶劑并且離心剩余的乳狀溶液。在真空干燥 器中在五氧化磷上干燥獲得的濕潤(rùn)固體。實(shí)施例9將43. 898克的Zn(OAc)2溶解在2. OL的DMF中以獲得第一溶液。將17. 6克的 NaOH溶解在2. 2L的乙醇中，以獲得堿溶液。將51. 7克的辛胺(OA)加入到第一溶液中。將 2. OL的堿溶液緩慢加入到第一溶液中以便合成納米氧化鋅顆粒。在加入堿之后，由于OA帽 化的納米氧化鋅顆粒的形成和沉淀，溶液變?yōu)槿榘咨Ｔ诩尤胪瓿芍?，攪拌反?yīng)混合物一 些更多的時(shí)間。然后將此溶液轉(zhuǎn)移到分液漏斗中使得顆粒沉降下來。隨后，將這些沉降的 顆粒從漏斗中移出。從移出的顆粒中傾析出過量的溶劑并且離心剩余的乳狀溶液。在真空 干燥器中在五氧化磷上干燥獲得的濕潤(rùn)固體。實(shí)施例10將219. 49克的Zn (OAc) 2溶解在2. OL的DMF中以獲得第一溶液。將88克的NaOH 溶解在2. 2L的乙醇中，以獲得堿溶液。將129. 25克的辛胺(OA)加入到第一溶液中。將 2. IL的堿溶液緩慢加入到第一溶液中以便合成帽化的納米氧化鋅顆粒。在加入堿之后，由 于OA帽化的納米氧化鋅顆粒的形成和沉淀，溶液變?yōu)槿榘咨?。在加入完成之后，攪拌反?yīng) 混合物一些更多的時(shí)間。然后將此溶液轉(zhuǎn)移到分液漏斗中使得顆粒沉降下來。將沉降的顆 粒從漏斗中移出。從移出的顆粒中傾析出過量的溶劑并且離心剩余的乳狀溶液。在真空干 燥器中在五氧化磷上干燥獲得的濕潤(rùn)固體。圖3示出了對(duì)于通過加入超過摩爾反應(yīng)所需的 堿溶液的量5%的堿溶液而形成的辛胺帽化的納米氧化鋅顆粒的樣品在太陽(yáng)光譜的不同波 長(zhǎng)處的透射比。實(shí)施例11將219. 49克的Zn (OAc) 2溶解在2. OL的DMF中以獲得第一溶液。將96克的NaOH 溶解在2. 4L的乙醇中，以獲得堿溶液。將129. 25克的辛胺(OA)加入到第一溶液中。將 2. 2L的堿溶液緩慢加入到第一溶液中以便合成帽化的納米氧化鋅顆粒。在加入堿之后，由 于OA帽化的納米氧化鋅顆粒的形成和沉淀，溶液變?yōu)槿榘咨?。在加入完成之后，攪拌反?yīng) 混合物一些更多的時(shí)間。然后將此溶液轉(zhuǎn)移到分液漏斗中使得顆粒沉降下來。將沉降的顆 粒從漏斗中移出。從移出的顆粒中傾析出過量的溶劑并且離心剩余的乳狀溶液。在真空干 燥器中在五氧化磷上干燥獲得的濕潤(rùn)固體。圖4示出了對(duì)于通過加入超過摩爾反應(yīng)所需的 堿溶液的量10%的堿溶液而形成的辛胺帽化的納米氧化鋅顆粒的樣品在太陽(yáng)光譜的不同 波長(zhǎng)處的透射比。
權(quán)利要求
一種用于制備納米氧化鋅顆粒的方法，包括將鋅金屬前體溶解在溶劑中以獲得第一溶液；將堿溶解在醇中以獲得堿溶液；以及在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)將所述堿溶液加入到所述第一溶液中以獲得以分散體的納米氧化鋅顆粒。
2.一種用于制備納米氧化鋅顆粒的方法，包括將鋅金屬前體溶解在溶劑中以獲得第 一溶液；將帽化劑加入到所述第一溶液中；將堿溶解在醇中以獲得堿溶液；以及在預(yù)定的 時(shí)間段內(nèi)將所述堿溶液加入到所述第一溶液中以獲得以分散體的帽化的納米氧化鋅顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，將包含納米氧化鋅顆粒的溶液冷凍以允許穩(wěn) 定地儲(chǔ)存。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括將非溶劑加入到所述第一溶液和所述堿溶 液的反應(yīng)混合物中以使在溶液中的納米氧化鋅顆粒沉淀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，包括將包含納米氧化鋅顆粒的所述溶液轉(zhuǎn)移到用于 沉降所述納米氧化鋅顆粒的分離裝置，從所述分離裝置中移出沉降的納米氧化鋅顆粒以及 離心和干燥如此移出的所述納米氧化鋅顆粒以獲得干燥的納米氧化鋅顆粒。
6.一種用于制備納米氧化鋅顆粒的方法，包括將醋酸鋅二水合物溶解在N，N-二甲基 甲酰胺中以獲得第一溶液；將堿溶解在醇中以獲得堿溶液；以及在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)將所述 堿溶液加入到所述第一溶液中以獲得納米氧化鋅顆粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述堿為氫氧化鈉。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述醇為乙醇。
9.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述的方法，其中，將包含納米氧化鋅顆粒的所述溶液冷凍以 允許穩(wěn)定地儲(chǔ)存。
10.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述的方法，包括將丙酮加入到所述第一溶液和所述堿溶液 的反應(yīng)混合物中以使在溶液中的納米氧化鋅顆粒沉淀。
11.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述的方法，包括在將堿溶液加入到所述第一溶液中之前將 帽化劑加入到所述第一溶液中。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括將包含納米氧化鋅顆粒的溶液轉(zhuǎn)移到分 離裝置以允許所述納米氧化鋅顆粒沉降；從所述分離裝置中移出沉降的納米氧化鋅顆粒； 傾析從所述分離裝置中移出的所述納米氧化鋅顆粒中存在的過量溶液；以及離心所述納米 氧化鋅顆粒。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在真空干燥器中在五氧化磷上干燥離心的納 米氧化鋅顆粒。
14.一種用于制備納米氧化鋅顆粒的方法，包括將醋酸鋅二水合物溶解在N，N-二甲 基甲酰胺中以獲得第一溶液；將氫氧化鈉溶解在乙醇中以獲得堿溶液；在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi) 將所述堿溶液加入到所述第一溶液中以獲得在溶液中的納米氧化鋅顆粒；將丙酮加入到所 述溶液中以使納米氧化鋅顆粒沉淀；將包含納米氧化鋅顆粒的溶液轉(zhuǎn)移到分離裝置以允許 所述納米氧化鋅顆粒沉降；從所述分離裝置中移出沉降的納米氧化鋅顆粒；傾析從所述分 離裝置中移出的所述納米氧化鋅顆粒中存在的過量溶液；以及離心所述納米氧化鋅顆粒。
15.一種用于制備帽化的納米氧化鋅顆粒的方法，包括將鋅前體溶解在溶劑中以獲得第一溶液；將帽化劑加入到所述第一溶液中；將堿溶解在醇中以獲得堿溶液；以及在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)將所述堿溶液加入到所述第一溶液中以獲得帽化的納米氧化鋅顆 粒；其中，加入的所述堿溶液的量為超過摩爾反應(yīng)所需的所述堿溶液的量的至少5%。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，加入的所述堿溶液的量為在超過摩爾反應(yīng)所 需的所述堿溶液的量的5%到40%之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于制備帽化的納米氧化鋅顆粒的方法，包括 將醋酸鋅二水合物溶解在N，N-二甲基甲酰胺中以獲得第一溶液；將辛胺加入到所述第一溶液中； 將氫氧化鈉溶解在乙醇中以獲得堿溶液；在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)將所述堿溶液加入到所述第一溶液中以獲得帽化的納米氧化鋅顆 粒；其中，加入的所述堿溶液的量為超過摩爾反應(yīng)所需的所述堿溶液的量的至少5% ； 將丙酮加入到所述溶液中以使帽化的納米氧化鋅顆粒沉淀；將包含帽化的納米氧化鋅顆粒的溶液轉(zhuǎn)移到分離裝置以允許所述帽化的納米氧化鋅 顆粒沉降；從所述分離裝置中移出沉降的帽化納米氧化鋅顆粒；傾析從所述分離裝置中移出的所述帽化的納米氧化鋅顆粒中存在的過量溶液；以及 離心所述帽化的納米氧化鋅顆粒。
18.—種參照附圖并如通過附圖示出的基本上如本文描述的用于制備納米氧化鋅顆粒 的方法。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種用于制備納米氧化鋅顆粒的方法，包括將鋅金屬前體溶解在溶劑中以獲得第一溶液；將堿溶解在醇中以獲得堿溶液；以及在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)將堿溶液加入到第一溶液中以獲得在溶液中的納米氧化鋅顆粒。
文檔編號(hào)C03C17/25GK101965315SQ200980108260
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2009年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月10日
發(fā)明者薩欽·帕拉沙爾 申請(qǐng)人:塔塔化學(xué)有限公司