碳化法制备氧化锌前躯体热力学分析及其产物表征

摘要

分析了碳化法制备氧化锌前躯体过程的热力学,研究了碳酸氢铵用量及其加入方式、硫酸锌溶液浓度和温度对前躯体的影响,并用差热-热重(TG-DTA-DTG)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对产物进行表征.结果表明,由热力学计算得到生成碱式碳酸锌[Zn5(CO3)2(OH)6]的吉布斯自由能最小,为-170.429 9 kJ/mol;采用碳酸氢铵和硫酸锌溶液并流加入,在碳酸氢铵和锌离子的物质的量比为2.4∶ 1、锌离子浓度为0.4 mol/L、反应温度为40 ℃的条件下,得到前躯体;通过TG-DTA-DTG,XRD分析,前躯体以碱式碳酸锌的形式存在,其分解温度在170～330 ℃,分解时直接放出二氧化碳和水得到活性氧化锌.SEM分析表明该前驱体为片状固体,平均粒径约为0.4 μm.