成核生长分步进行的液相制取超细氧化锌的方法 本发明涉及一种超细氧化锌粉末的制备方法。
超细氧化锌粉末是指直径小于1.0μm的粉末，广泛用于橡胶、陶瓷、纺织、日用化工行业。球型、超细化、窄粒度分布和不团聚是对产品的一个基本要求。目前，工业上生产超细氧化锌粉末的方法有三大类：(1)气相法，其品质最高，但设备昂贵，制作成本高。(2)固相法，品质最次，但制作成本低。(3)液相法，成本适中，制备的粉末能满足一般要求，是目前广泛采用的方法。
液相沉淀法是液相法中的主要方法之一，这种方法有一个明显的缺点：沉淀过程中沉淀物的成核与生长过程不能分开，致使颗粒间形成团聚并发生烧结，氧化锌粉末难以形成球型，粒径分布较宽，为了改善这种状况，日本专利JP04，280814公开了一种技术，在沉淀过程中加入表面活性剂，改善其团聚现象，但在生产过程中产生大量泡沫，给操作带来了很大困难。
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提出一种操作简便，制作成本低廉，且产品质量较高的生产方法。
本发明的构思是这样的：
(1)在锌盐溶液中加入能够电离出OH-离子的碱性物质，使溶液中部份锌离子与OH-离子发生如下的反应：
在溶液中生成氢氧化锌胶粒，使溶液形成溶胶。
(2)在上述溶胶中加入能与锌离子反应并能产生沉淀的沉淀剂，使溶胶小的锌离子与沉淀剂在氢氧化锌胶粒表面反应，将氢氧化锌胶粒包覆起来，并沉淀，形成一个包覆氢氧化锌胶粒地前驱体；
(3)利用前驱体中心的氢氧化锌和包覆体不同的分解温度，先控制较低的温度，使前驱体中心的氢氧化锌胶粒首先分介成核，形成氧化锌微粒，然后升高温度，使外层的包覆体分介，并向中心扩散，获得所述的氧化锌粉末。
本发明亦是这样实现的：
按照上述构思，本发明可以依次按照以下步骤来实现：
(1)将硝酸锌或硫酸锌配制成浓度为0.2～1.5mol/L的水溶液，然后加入NH4OH、NaOH或KOH中的一种，也可以是它们的混合物，在30～70℃条件下反应，pH控制在5～8，此时溶液形成含有氢氧化锌胶粒的溶胶；
(2)将沉淀剂配制成浓度为0.2～2.0mol/L的水溶液，在反应温度下与溶胶混合，产生沉淀；
所述的沉淀剂为草酸铵，碳酸铵或柠檬酸铵中的一种及其混合物；
(3)将沉淀物过滤出来，洗涤至无酸根，干燥。
(4)将干燥后的沉淀物置于与弗炉中，以5℃/分的升温速率升至150～250℃，恒温0.5小时。
(5)升高温度至300～450℃，恒温1小时，即可获得所述的超细类球型氧化锌粉末。
按照上述方法制备的氧化锌粉末，球型度好，比表面积＞30m2/g，平均粒径为25～100nm，粒径分布GSD为1.50～1.65，适用于制备高档产品。
实施例1
在反应器中加入浓度为0.5mol/L的硫酸锌溶液100ml，反应温度为30℃，在搅拌下加入0.1mol/L的氢氧化钠，控制pH＝7.5，简称A，在另一容器中配制0.4mol/L的草酸铵溶液50ml，简称B，将B在搅拌下均匀地注入A，在搅拌下恒温0.5小时，将沉淀物过滤，水洗至无SO42-，于80℃下干燥，然后将干燥物置于与马弗炉中热解，以5℃/分的速率升温至180℃，然后恒温0.5小时，再继续升温至450℃，恒温1小时，即得超细类球型氧化锌，平均粒径为25nm，粒径分布GSD为1.55，比表面积为50m2/g，且无团聚现象。
实施例2
在反应器中加入浓度为0.2mol/L的硝酸锌溶液50ml，反应温度为45℃，在搅拌下加入1∶1(重量比)的氨水至氢氧化锌胶粒析出，在反应温度40℃时将0.1mol/L的碳酸铵溶液30ml慢慢注入A中，其他条件与实施例1相司，可得粒径为100nm，粒径分布GSD为1.60的超细类球型氧化锌。比表面积＞30m2/g，且无团聚现象。
实施例3
在反应器中加入浓度为1.5mol/L的重量比为1∶1的硝酸锌和硫酸锌的混合溶液50ml，反应温度为70℃，在搅拌下加入重量比为1∶1，5的NaOH与KOH的混合溶液，至氢氧化锌析出，然后加入2.0mol/L的柠檬酸铵，至沉淀析出，将沉淀物水洗至无酸根，于80℃下干燥，置于马弗炉中热介，以例1相同的升温速率升至250℃，恒温0.5小时，然后在350℃下热介，可得氧化锌粉末，平均粒径为40nm，粒径分布GSD为1.5，比表面积为35m2/g，且无团聚现象。
实施例4
采用浓度为0.5mol/L草酸铵和柠檬酸铵(1∶1)(重量比)作为混合沉淀剂，其余.与例1相同，可得氧化锌粉末，平均粒径为30nm，粒径分布GSD为1.57，比表面积为35m2/g。
对比例
按照JP04，280814专利所公开的方法制取氧化锌粉末，在反应器中加入浓度为0.2mol/L的ZnSO4100ml，烷基苯磺酸钠0.1g，反应温度为30℃，加入浓度为0.2mol/L的(NH4)2CO3，产生沉淀，恒温0.5小时，沉淀物过滤水洗至无SO42-和NH4+，然后在80℃下干燥，将干燥后的沉淀物在马弗炉中以50℃/分的速率升温至180℃，恒温0.5小时，再升温至500℃，恒温1小时。所得氧化锌粉末粒径为0.3～2μm之间，粒径分布GSD为1.7，且形状极不规则，比表面积为20m2/g，相互之间有一定的团聚现象。
从以上对比例和实施例可以发现，采用本发明所述的方法制备超细氧化锌粉末，其粒径分布、粒径、团聚度都优于现有技术，是一种十分有前途的方法。