CN107055608A - 一种纳米二氧化锆透明分散液及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种纳米二氧化锆透明分散液及其制备方法与应用，属于纳米材料领域。该方法步骤如下：在搅拌的过程中将氯氧化锆溶液加入到到氨水溶液中，然后将溶液抽滤得到氢氧化锆凝胶，最后加入到无水乙醇中搅拌得到乙醇锆凝胶；加入上述乙醇锆凝胶，油酸，油胺和乙醇混合搅拌，然后转移到高压反应釜内，溶剂热反应，得到纳米二氧化锆；然后将纳米二氧化锆加入到溶剂中得到纳米二氧化锆透明分散液。本发明采用的氯氧化锆、氨水、乙醇、油酸等原料价格便宜，工艺简单，重复性好，产率高，易扩大生产。本发明所制备的纳米ZrO2没有团聚呈均匀分散状态，粒径大小均一；可用于耐火材料，陶瓷增韧，固态燃料电池材料，传感器和装饰材料等领域。

Description

一种纳米二氧化锆透明分散液及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于纳米材料领域，具体涉及一种纳米二氧化锆透明分散液及其制备方法与应用。
背景技术
纳米二氧化锆具有抗化学腐蚀和微生物侵蚀的能力，其分散性好，具有比较好的热化学稳定性、导电性和较高的强度和韧性，机械、热学、电学、光学性质良好，催化性能也很好。纳米氧化锆粒径小、稳定性强，具有耐酸、耐碱、耐腐蚀、耐高温的优良性能。化学性质稳定，且具有高熔点、高电阻率、高折射率和低热膨胀系数的性质。使它在耐火材料，陶瓷增韧，固态燃料电池材料，传感器和装饰材料上有着广泛应用。
中国专利CN 103523830 A提供了一种高比表面积的纯单斜相二氧化锆的制备方法，但粒径大小不均。中国专利CN 103708548 A提供了一种利用晶种法在油水间合成单斜晶型二氧化锆纳米颗粒的方法，其二氧化锆纳米颗粒分散性较好，但与有机溶剂相容性不好。中国专利CN 103739014 A提供了一种生物相容性纳米二氧化锆粉末的制备方法，但实验工序较多。
发明内容
为了克服现有技术中二氧化锆纳米颗粒粒径大小不一和易团聚的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种单分散二氧化锆纳米颗粒的制备方法。本发明通过对二氧化锆纳米颗粒表面进行改性，开发出一种纳米二氧化锆透明分散液的制备方法。
本发明另一目的在于提供通过上述制备方法制备得到的纳米二氧化锆透明分散液。
本发明最终的目的在于提供上述纳米二氧化锆透明分散液的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种纳米二氧化锆透明分散液的制备方法，包括如下步骤：
(1)乙醇锆凝胶的制备：首先配好ZrOCl2水溶液和氨水溶液；然后在搅拌的过程中将ZrOCl2溶液加入到氨水溶液中，然后将溶液抽滤得到氢氧化锆凝胶，最后加入到无水乙醇中搅拌得到乙醇锆凝胶；
(2)纳米二氧化锆的制备：加入步骤(1)得到的乙醇锆凝胶，油酸，油胺和乙醇混合搅拌，然后转移到高压反应釜内，溶剂热反应，得到纳米二氧化锆；
(3)纳米二氧化锆透明分散液的制备：将步骤(2)中得到纳米二氧化锆加入到溶剂中得到纳米二氧化锆透明分散液。
步骤(1)中所述的ZrOCl2的浓度范围为0.01～3g/mL；优选为0.1～3g/mL。
步骤(1)中所述的氨水的体积分数范围为1％～25％；优选为2.5％。
步骤(2)中所述的乙醇锆凝胶：油酸：油胺：乙醇＝(0.1～10)g：(1～50)mL：(0.1～10)mL：(0.1～10)mL。
步骤(2)中所述的溶剂热的温度为150℃～250℃；优选为210℃。
步骤(2)中所述的溶剂热的反应时间为10～48小时；优选为24小时。
步骤(3)中所述的溶剂为非极性溶剂或极性溶剂；
所述的非极性溶剂为苯、四氯化碳、氯仿、二氯乙烷和环己烷等中的至少一种；
所述的极性溶剂为甲酸、乙酸、丙烯酸和油酸等中的至少一种。
一种纳米二氧化锆透明分散液，通过上述制备方法制备得到。
所述的纳米二氧化锆透明分散液在耐火材料，陶瓷增韧，固态燃料电池材料，传感器，光学涂层和耐摩擦光固化树脂材料等领域中的应用。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
(1)本发明采用的氯氧化锆、氨水、乙醇、油酸等原料价格便宜，工艺简单，重复性好，产率高，易扩大生产。
(2)相比于现有的技术某些不足之处，如ZrO2粒径大小不一，易团聚，在溶剂中易沉降等，本发明提供了一种粒径大小均一为10nm左右、均匀分散没有团聚的纳米ZrO2透明分散液。
(3)本发明所制备的纳米ZrO2可用于耐火材料，陶瓷增韧，固态燃料电池材料，传感器，光学涂层和耐摩擦光固化树脂材料等领域。
附图说明
图1是实施例1的纳米二氧化锆透明分散液中ZrO2的XRD图。
图2是实施例1的纳米二氧化锆透明分散液中ZrO2的TEM图。
图3是实施例2的纳米二氧化锆透明分散液中ZrO2的XRD图。
图4是实施例2的纳米二氧化锆透明分散液中ZrO2的TEM图。
图5是实施例3的纳米二氧化锆透明分散液中ZrO2的XRD图。
图6是实施例3的纳米二氧化锆透明分散液中ZrO2的TEM图。
图7是本发明的纳米二氧化锆透明分散液实例图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例中所使用试剂除非特别说明，皆为市购常规试剂或原料。
本发明制备的纳米二氧化锆透明分散液的实例图如图7所示。
实施案例1
(1)乙醇锆凝胶的制备：首先配好浓度为3g/mL的ZrOCl2水溶液和1％氨水溶液，然后在搅拌的过程中将ZrOCl2溶液加入到氨水溶液中得到氢氧化锆凝胶，最后加入到无水乙醇中搅拌得到乙醇锆凝胶。
(2)纳米二氧化锆透明分散液的制备：将0.1g的乙醇锆凝胶加入到油酸：油胺：乙醇为50mL：0.1mL：0.1mL的混合溶液中和搅拌均匀，然后转移到高压反应釜内，150℃溶剂热反应10小时，得到纳米二氧化锆，然后溶于溶剂中得到纳米二氧化锆透明分散液。
本实施案例获得的纳米二氧化锆透明分散液的XRD图、TEM图，如图1、图2所示。结果显示，图1中纳米二氧化锆透明分散液中ZrO2，跟ZrO2标准卡片PDF#49-1642中的主峰30.1°、34.9°、50.2°、59.7°和73.9°对应上。从TEM图可以看出，纳米二氧化锆透明分散液中ZrO2纳米粒子没有团聚呈均匀分散状态，粒径大小均一，10nm左右。
实施案例2
(1)乙醇锆凝胶的制备：首先配好浓度为0.1g/mL的ZrOCl2水溶液和2.5％氨水溶液，然后在搅拌的过程中将ZrOCl2溶液加入到氨水溶液中得到氢氧化锆凝胶，最后加入到无水乙醇中得到乙醇锆凝胶。
(2)纳米二氧化锆透明分散液的制备：将5g的乙醇锆凝胶加入到油酸：油胺：乙醇为40mL：5mL：5mL的混合溶液中和搅拌均匀，然后转移到高压反应釜内，210℃溶剂热反应24小时，得到纳米二氧化锆，然后溶于溶剂中得到纳米二氧化锆透明分散液。
本实施案例获得的纳米二氧化锆透明分散液的XRD图、TEM图，如图3、图4所示。结果显示，图3中纳米二氧化锆透明分散液中ZrO2，跟ZrO2标准卡片PDF#49-1642中的主峰30.1°、34.9°、50.2°、59.7°和73.9°对应上。从TEM图可以看出，纳米二氧化锆透明分散液中ZrO2纳米粒子没有团聚呈均匀分散状态，粒径大小均一，10nm左右。
实施案例3
(1)乙醇锆凝胶的制备：首先配好浓度为0.1g/mL的ZrOCl2水溶液和25％氨水溶液，然后在搅拌的过程中将ZrOCl2溶液加入到氨水溶液中得到氢氧化锆凝胶，最后加入到无水乙醇中得到乙醇锆凝胶。
(2)纳米二氧化锆透明分散液的制备：将10g的乙醇锆凝胶加入到油酸：油胺：乙醇为1mL：10mL：10mL的混合溶液中和搅拌均匀，然后转移到高压反应釜内，250℃溶剂热反应48小时，得到纳米二氧化锆，然后溶于溶剂中得到纳米二氧化锆透明分散液。
本实施案例获得的纳米二氧化锆透明分散液的XRD图、TEM图，如图5、图6所示。结果显示，图5中纳米二氧化锆透明分散液中ZrO2，跟ZrO2标准卡片PDF#49-1642中的主峰30.1°、34.9°、50.2°、59.7°和73.9°对应上。从TEM图可以看出，纳米二氧化锆透明分散液中ZrO2纳米粒子没有团聚呈均匀分散状态，粒径大小均一，10nm左右。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种纳米二氧化锆透明分散液的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)乙醇锆凝胶的制备：首先配好ZrOCl2水溶液和氨水溶液；然后在搅拌的过程中将ZrOCl2溶液加入到氨水溶液中，然后将溶液抽滤得到氢氧化锆凝胶，最后加入到无水乙醇中搅拌得到乙醇锆凝胶；
(2)纳米二氧化锆的制备：加入步骤(1)得到的乙醇锆凝胶，油酸，油胺和乙醇混合搅拌，然后转移到高压反应釜内，溶剂热反应，得到纳米二氧化锆；
(3)纳米二氧化锆透明分散液的制备：将步骤(2)中得到纳米二氧化锆加入到溶剂中得到纳米二氧化锆透明分散液。
2.根据权利要求1所述的纳米二氧化锆透明分散液的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的ZrOCl2的浓度范围为0.01～3g/mL。
3.根据权利要求1所述的纳米二氧化锆透明分散液的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的氨水的体积分数范围为1％～25％。
4.根据权利要求1所述的纳米二氧化锆透明分散液的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的乙醇锆凝胶：油酸：油胺：乙醇＝(0.1～10)g：(1～50)mL：(0.1～10)mL：(0.1～10)mL。
5.根据权利要求1所述的纳米二氧化锆透明分散液的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的溶剂热的温度为150℃～250℃。
6.根据权利要求1所述的纳米二氧化锆透明分散液的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的溶剂热的反应时间为10～48小时。
7.根据权利要求1所述的纳米二氧化锆透明分散液的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述的溶剂为非极性溶剂或极性溶剂。
8.根据权利要求7所述的纳米二氧化锆透明分散液的制备方法，其特征在于：所述的非极性溶剂为苯、四氯化碳、氯仿、二氯乙烷和环己烷中的至少一种；
所述的极性溶剂为甲酸、乙酸、丙烯酸和油酸中的至少一种。
9.一种纳米二氧化锆透明分散液，其特征在于通过权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到。
10.权利要求9所述的纳米二氧化锆透明分散液在耐火材料，陶瓷增韧，固态燃料电池材料，传感器，光学涂层和耐摩擦光固化树脂材料领域中的应用。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109718738A (zh) * 2017-10-27 2019-05-07 中国石油化工股份有限公司 一种氧化锆球形吸附剂及其制备方法和应用
CN109850943A (zh) * 2019-02-22 2019-06-07 肇庆市辰业电子有限公司 一种纳米氧化锆悬浮液的制备方法
CN111205709A (zh) * 2020-01-17 2020-05-29 宁波新安涂料有限公司 一种水性隔热防腐涂料及其制备方法
JPWO2020196400A1 (zh) * 2019-03-27 2020-10-01
CN115044250A (zh) * 2022-06-15 2022-09-13 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 二氧化锆单体分散液及其制备方法、高折射墨水

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101547866A (zh) * 2006-12-01 2009-09-30 大日本涂料株式会社 氧化锆颗粒分散液、包含氧化锆颗粒的光固化性组合物以及固化膜
CN102031026A (zh) * 2009-09-28 2011-04-27 复旦大学 一种水性纳米氧化锆颗粒涂料及其涂膜的制备方法
CN102180516A (zh) * 2011-03-15 2011-09-14 宣城晶瑞新材料有限公司 高分散性纳米氧化锆的非水溶胶凝胶制备方法
CN102264645A (zh) * 2008-12-24 2011-11-30 堺化学工业株式会社 氧化锆分散液及其制造方法
CN103043718A (zh) * 2013-01-07 2013-04-17 北京理工大学 一种氧化锆量子点的制备方法
CN103588247A (zh) * 2013-11-05 2014-02-19 北京理工大学 一种新型溶剂热合成单分散高结晶度氧化锆量子点的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101547866A (zh) * 2006-12-01 2009-09-30 大日本涂料株式会社 氧化锆颗粒分散液、包含氧化锆颗粒的光固化性组合物以及固化膜
CN102264645A (zh) * 2008-12-24 2011-11-30 堺化学工业株式会社 氧化锆分散液及其制造方法
CN102031026A (zh) * 2009-09-28 2011-04-27 复旦大学 一种水性纳米氧化锆颗粒涂料及其涂膜的制备方法
CN102180516A (zh) * 2011-03-15 2011-09-14 宣城晶瑞新材料有限公司 高分散性纳米氧化锆的非水溶胶凝胶制备方法
CN103043718A (zh) * 2013-01-07 2013-04-17 北京理工大学 一种氧化锆量子点的制备方法
CN103588247A (zh) * 2013-11-05 2014-02-19 北京理工大学 一种新型溶剂热合成单分散高结晶度氧化锆量子点的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郑平等: "乙醇锆的合成及其在氧化锆、锆钛酸铅微粉溶胶-凝胶法制备中的应用", 《湖北教育学院学报》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109718738A (zh) * 2017-10-27 2019-05-07 中国石油化工股份有限公司 一种氧化锆球形吸附剂及其制备方法和应用
CN109718738B (zh) * 2017-10-27 2022-08-12 中国石油化工股份有限公司 一种氧化锆球形吸附剂及其制备方法和应用
CN109850943A (zh) * 2019-02-22 2019-06-07 肇庆市辰业电子有限公司 一种纳米氧化锆悬浮液的制备方法
CN109850943B (zh) * 2019-02-22 2021-11-05 肇庆市辰业电子有限公司 一种纳米氧化锆悬浮液的制备方法
JPWO2020196400A1 (zh) * 2019-03-27 2020-10-01
WO2020196400A1 (ja) * 2019-03-27 2020-10-01 国立大学法人東海国立大学機構 ジルコニア微粒子材料、ガス処理用触媒及びその製造方法
JP7188822B2 (ja) 2019-03-27 2022-12-13 国立大学法人東海国立大学機構 ジルコニア微粒子材料、ガス処理用触媒及びその製造方法
CN111205709A (zh) * 2020-01-17 2020-05-29 宁波新安涂料有限公司 一种水性隔热防腐涂料及其制备方法
CN115044250A (zh) * 2022-06-15 2022-09-13 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 二氧化锆单体分散液及其制备方法、高折射墨水

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