cas編號：1314-13-2 　　化學(xué)式：zno 　　分子量：81.37 　　外觀：白色固體 　　相對密度：5.606　　熔點：1975 °c（分解） 　　沸點：2360 °c 　　在水中溶解度：0.16 mg / 100 ml（30 °c）　　能帶隙：3.3ev 　　標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓：-348.0 kj / mol 　　標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵：43.9 j / (k · mol)　　msds編號：icsc 0208 　　eu分類：對環(huán)境有害（n）　　警示性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)詞：r50/53（對水生生物有劇毒，可能對水生環(huán)境造成長期的不良影響）　　安全建議標(biāo)準(zhǔn)詞：s60（物質(zhì)及容器必須按危險廢物放置）、s61（防止排向環(huán)境） 　　閃點：1436 °c　　氧化鋅主要以白色粉末或紅鋅礦石的形式存在。紅鋅礦中含有的少量錳元素等雜質(zhì)使得礦石呈現(xiàn)黃色或紅色。氧化鋅晶體受熱時，會有少量氧原子溢出（800°c時溢出氧原子占總數(shù)0.007%），使得物質(zhì)顯現(xiàn)黃色。當(dāng)溫度下降后晶體則恢復(fù)白色。 　　當(dāng)溫度達1975°c時氧化鋅會分解產(chǎn)生鋅蒸氣和氧氣。單質(zhì)碳可用于氧化鋅中鋅的還原，在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)： 　　·　zno + c → zn + co　　氧化鋅是一種兩性氧化物，難溶于水或乙醇，但可溶于大多數(shù)酸，例如鹽酸： 　　·　zno + 2hcl → zncl2 + h2o　　同時可以與強堿反應(yīng)生成可溶性鋅酸鹽，例如與氫氧化鈉反應(yīng)： 　　·　zno + 2naoh + h2o → na2[zn(oh)4]　　氧化鋅在脂肪酸中可發(fā)生緩慢的反應(yīng)，生成相應(yīng)的羧酸鹽，如油酸鹽和硬脂酸鹽。氧化鋅可以與硫化氫發(fā)生反應(yīng)，在工業(yè)生產(chǎn)中該反應(yīng)常用來除去混合氣體中的硫化氫：　　·　zno + h2s → zns + h2o　　氧化鋅與濃氯化鋅水溶液混合時生成堿式氯化鋅，具有類似水泥的硬化性質(zhì)，常用于牙科手術(shù)。氧化鋅和磷酸反應(yīng)生成的四水合磷酸鋅（zn3(po4)2·4h2o）也具有相同的性質(zhì)?！　⊙趸\與鎂粉、鋁粉、氯化橡膠、亞麻籽油接觸會發(fā)生劇烈反應(yīng)，發(fā)生起火或爆炸的危險。含有氧化鋅的軟膏與水混合暴露在紫外線光下則可產(chǎn)生過氧化氫。

晶體結(jié)構(gòu)

氧化鋅晶體有三種結(jié)構(gòu)：六邊纖鋅礦結(jié)構(gòu)、立方閃鋅礦結(jié)構(gòu)，以及比較罕見的氯化鈉式八面體結(jié)構(gòu)。纖鋅礦結(jié)構(gòu)在三者中穩(wěn)定性Zui高，因而Zui常見。立方閃鋅礦結(jié)構(gòu)可由逐漸在表面生成氧化鋅的方式獲得。在兩種晶體中，每個鋅或氧原子都與相鄰原子組成以其為中心的正四面體結(jié)構(gòu)。八面體結(jié)構(gòu)則只曾在100億帕斯卡的高壓條件下被觀察到。　　纖鋅礦結(jié)構(gòu)、閃鋅礦結(jié)構(gòu)有中心對稱性，但都沒有軸對稱性。晶體的對稱性質(zhì)使得纖鋅礦結(jié)構(gòu)具有壓電效應(yīng)和焦熱點效應(yīng)，閃鋅礦結(jié)構(gòu)具有壓電效應(yīng)。　　纖鋅礦結(jié)構(gòu)的點群為6mm（國際符號表示），空間群是p63mc。晶格常量中，a = 3.25 埃，c = 5.2埃；c/a比率約為1.60，接近1.633的理想六邊形比例。在半導(dǎo)體材料中，鋅、氧多以離子鍵結(jié)合，是其壓電性高的原因之一。

力學(xué)性能

　　氧化鋅的硬度約為4.5，是一種相對較軟的材料。氧化鋅的彈性常數(shù)比氮化鎵等iii-v族族半導(dǎo)體材料要小。氧化鋅的熱穩(wěn)定性和熱傳導(dǎo)性較好，而且沸點高，熱膨脹系數(shù)低，在陶瓷材料領(lǐng)域有用武之地?！　≡诟鞣N具有四面體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料中，氧化鋅有著Zui高的壓電張量。該特性使得氧化鋅成為機械電耦合重要的材料之一。

電學(xué)性質(zhì)

　　在室溫下，氧化鋅的能帶隙約為3.3ev，因此，純凈的氧化鋅是無色透明的。高能帶隙為氧化鋅帶來擊穿電壓高、維持電場能力強、電子噪聲小、可承受功率高等優(yōu)點。氧化鋅混入一定比例的氧化鎂或氧化鎘，會使能帶隙在3-4ev之間變化。　　即使沒有摻入任何其它物質(zhì)，氧化鋅具有n型半導(dǎo)體的特征。n型半導(dǎo)體特征曾被認為與化合物原子的非整比性有關(guān)，而對純凈氧化鋅的研究則成為一個反例。使用鋁、鎵、銦等第iii主族元素或氯、碘等鹵素可以調(diào)節(jié)其n型半導(dǎo)體性能。而要將氧化鋅制成p型半導(dǎo)體則存在一定的難度?？捎玫奶砑觿┌ㄤ嚒⒓{、鉀等堿金屬元素，氮、磷、砷等第v主族元素，銅、銀等金屬，但都需要在特殊條件下才具有效用。　　自然界的紅鋅礦中存在氧化鋅，但純度不高。工業(yè)生產(chǎn)中使用的氧化鋅通常以燃燒鋅或焙燒閃鋅礦的方式取得。全球氧化鋅的年產(chǎn)量在1000萬噸左右，[1]有以下幾種生產(chǎn)方法。

間接法

　　間接法的原材料是經(jīng)過冶煉得到的金屬鋅錠或鋅渣。鋅在石墨坩堝內(nèi)于1000°c的高溫下轉(zhuǎn)換為鋅蒸汽，隨后被鼓入的空氣氧化生成氧化鋅，并在冷卻管后收集得氧化鋅顆粒。間接法是于1844年由法國科學(xué)家勒克萊爾（leclaire）推廣的，因此又稱為法國法。間接法生產(chǎn)氧化鋅的工藝技術(shù)簡單，成本受原料的影響較大?！　￠g接法生產(chǎn)的氧化鋅顆粒直徑在米左右，純度在99.5%-99.7%之間。按總產(chǎn)量計算，間接法是生產(chǎn)氧化鋅Zui主要的方法。間接法生產(chǎn)的氧化鋅可用于橡膠、壓敏電阻、油漆等產(chǎn)業(yè)。鋅錠或鋅渣的重金屬含量直接影響產(chǎn)物的重金屬雜質(zhì)含量，重金屬含量低的產(chǎn)品，還可用于家畜飼料、藥品、醫(yī)療保健等產(chǎn)業(yè)。

直接法

　　直接法以各種含鋅礦物或雜物為原料。氧化鋅在與焦炭加熱反應(yīng)時，被還原成金屬鋅被蒸汽，同時再被空氣中的氧氣氧化為氧化鋅，以除去大部分雜質(zhì)。直接法獲得的氧化鋅顆粒粗，產(chǎn)品純度在75%-95%之間，一般用于要求較低的橡膠、陶瓷行業(yè)。

濕化學(xué)法

　　濕化學(xué)法大體可分為兩類：酸法與氨法。二者分別使用酸或堿與原料反應(yīng)，而后制備碳酸鋅或氫氧化鋅沉淀。經(jīng)過過濾、洗滌、烘干和800°c的煅燒后，Zui終得到粒徑在1~100納米的高純度輕質(zhì)氧化鋅。　　酸法通常是將含鋅原料與硫酸反應(yīng)，得到含有重金屬離子的非純凈的硫酸鋅溶液。然后經(jīng)過氧化除雜、還原除雜，以及多次沉淀，除去大量的鐵、錳、銅、鉛、鎘、砷等離子，得到純凈的硫酸鋅溶液。將此溶液與純堿中和，得到固體的堿式碳酸鋅。堿式碳酸鋅經(jīng)洗滌、烘干及煅燒，得到輕質(zhì)氧化鋅。酸法生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量較高。　　氨法通常是用氨水及碳銨與含鋅原料反應(yīng)，得到鋅氨絡(luò)合物，然后除雜，得到合格的鋅氨絡(luò)合溶液，然后經(jīng)過蒸氨，使鋅氨絡(luò)合物轉(zhuǎn)換為堿式碳酸鋅。Zui后經(jīng)烘干、煅燒而得到輕質(zhì)氧化鋅。氨法的成本相對較低。

水熱合成法

　　水熱合成法是指在密閉的反應(yīng)器（高壓釜）中，通過將反應(yīng)體系水溶液加熱至臨界溫度，從而產(chǎn)生高壓環(huán)境并進行無機合成的一種生產(chǎn)方法。該方法獲得的氧化鋅晶粒半徑小，且結(jié)晶完好。將水熱法與模板技術(shù)相結(jié)合，則能獲得不同形態(tài)、不同尺寸的納米氧化鋅粉體。該方法目前還僅停留在試驗階段，尚存在工藝設(shè)備復(fù)雜、成本較高的問題，但也被認為是一種很有產(chǎn)業(yè)化潛力的方法。

噴霧熱分解法

　　噴霧熱解法是將金屬鹽溶液以霧狀噴入高溫氣氛中，通過溶劑的蒸發(fā)及隨后的金屬鹽熱分解，直接獲得納米氧化物粉體；或者是將溶液噴入高溫氣氛中干燥，然后經(jīng)熱處理形成粉體的生產(chǎn)方法。該法制備的納米粉體純度高，分散性好，粒徑分布均勻，化學(xué)活性好，并且工藝操作簡單，易于控制，設(shè)備造價低廉，是Zui具產(chǎn)業(yè)化潛力的納米級別氧化鋅粉體的制備方法之一。

橡膠制造

　　工業(yè)生產(chǎn)的氧化鋅有50%流向橡膠工業(yè)。氧化鋅和硬脂酸作為橡膠硫化的重要反應(yīng)物，是橡膠制造的原料之一。氧化鋅和硬脂酸的混合加強了橡膠的硬化度。氧化鋅也是汽車輪胎的重要添加劑。除了硫化作用，氧化鋅能大大提高橡膠的熱傳導(dǎo)性能，從而有助于輪胎的散熱，保證行車安全。氧化鋅添加劑同時也阻止了霉菌生物或紫外線對橡膠的侵蝕。

硅酸鹽工業(yè)

　　氧化鋅是水泥的一種添加劑，能縮減水泥的硬化時間，并提高水泥的防水性能。在玻璃、陶瓷的制作中，氧化鋅可用作助熔劑，降低玻璃和陶瓷的燒結(jié)溫度?！　√砑愉X、鎵和氮的氧化鋅的透明度達90%，可用作玻璃涂料，讓可見光通過的同時反射紅外線。涂料可涂在窗戶玻璃的內(nèi)或外，以達到保溫或隔熱的效果。

醫(yī)藥衛(wèi)生

　　氧化鋅具有除臭、抗菌的功能，因而常被添加入棉織物、橡膠、食品包裝等。在食品中添加的氧化鋅不僅具有一定的防腐作用，更能作為鋅源為人體補充必需的鋅元素?！　⊙趸\可用于改良皮膚健康狀況，如嬰兒爽身粉、尿布疹藥膏、鋅膏、抗頭屑洗發(fā)水和防腐藥劑?；煊屑s0.5%氧化鐵的氧化鋅被稱為爐甘石，制造用于治療急性瘙癢性皮膚病的爐甘石洗劑。一些運動繃帶也摻入了氧化鋅，防止運動員在運動中發(fā)生軟組織損傷?！　⊙趸\吸收波長280-400nm的紫外線的能力格外強，因此常應(yīng)用于各種防曬霜產(chǎn)品中，以防止曬傷和其他由紫外線引起的皮膚病?！　∫匝趸\為原料的丁香油氧化鋅粘固粉可用作補牙材料或窩洞封閉材料，而氧化鋅常作為丁香油氧化鋅粘固粉的簡稱?！　⊙趸\是香煙過濾嘴的一種添加物，混合氧化鋅和氧化鐵的木炭過濾嘴能夠除去煙霧中的大量氰化氫和硫化氫，而不會影響其香味。

著色材料

氧化鋅在顏料中稱為鋅白，[2]其透明度介于立德粉和二氧化鈦之間。中國白是一種特殊的鋅白，是畫家繪畫的一種顏料。鋅白相對于傳統(tǒng)的白鉛，在陽光下能保持，它不會受含硫空氣的污染，而且無毒、價廉。　　含有氧化鋅的油漆是傳統(tǒng)的金屬防腐涂料，對鍍鋅鐵效果尤佳。相比有機涂料，氧化鋅的著色力和遮蓋力強，而且能夠防霉菌、防紫外線輻射，具有更好的防腐效果。

電子領(lǐng)域

　　氧化鋅在常溫下的能帶隙很高，因此常用來制造激光二極管和發(fā)光二極管。而相對于能帶隙同樣很高的氮化鎵，氧化鋅具有更大的激子結(jié)合能（室溫下約60mev），因而發(fā)光亮度更高。此外，氧化鋅在高能射線和濕化學(xué)腐蝕下的穩(wěn)定性也是其被廣泛應(yīng)用的重要原因?！　接袖X元素的氧化鋅被用作透明電極，該復(fù)合材料的成本和毒性比傳統(tǒng)的氧化銦錫要小得多。氧化鋅已經(jīng)在太陽能電池和液晶顯示屏上得到應(yīng)用。　　氧化鋅也可以用來制造透明薄膜晶體管（ttft），由于其屬于場效應(yīng)管，元件并不需要pn結(jié)，從而避免了氧化鋅難以制成p型半導(dǎo)體的問題。

納米氧化鋅的應(yīng)用

　　納米氧化鋅由于顆粒半徑小，比表面積大，與普通氧化鋅材料相比顯示出許多新異的物理、化學(xué)特性，從而具有普通氧化鋅材料無法比擬的特殊性能和新用途。納米氧化鋅在航天、電子、冶金、化學(xué)、生物和環(huán)保等領(lǐng)域中展示了十分廣闊、誘人的應(yīng)用前景?！　±?，納米氧化鋅粉體在吸收紫外線的同時，還可透過85%以上的可見光。因此，納米氧化鋅可以用作汽車玻璃和建筑玻璃的添加劑，以屏蔽具有潛在危害的紫外線。市場上已有添加納米氧化鋅的防紫外線眼鏡片出售。由于納米氧化鋅是一種良好的光催化劑，有光線照射時，在水和空氣中就能自動分解出自由移動的帶負電荷的電子，同時留下帶正電荷的空穴，從而激活空氣中的氧使之變?yōu)榛钚匝?，能殺滅大多?shù)病菌和病毒殺死。因此，添加納米氧化鋅的玻璃、陶瓷制品可具有自潔性能。燒制陶瓷時，使用納米氧化鋅的用量可降至普通氧化鋅用量的1/2到1/3，卻具有更高的強度和硬度，更低的燒結(jié)溫度，以及更光亮的表面。納米氧化鋅粉體還有“隨角變色效應(yīng)”的光學(xué)特性，即涂色物體的顏色可隨著觀察者視線角度的變化而隨之變化。將納米氧化鋅粉體用于汽車涂料中的面料，可生產(chǎn)出“變色龍”汽車，車在運動過程中，能給予觀察者以變幻不同的艷麗色彩感?！　〖{米氧化鋅制成的薄膜具有壓敏性（主要表現(xiàn)在非線性伏安特征上)。氧化鋅壓敏材料受高于自身壓敏電壓的外加電壓作用時，即進入擊穿電壓區(qū)，此時電壓的微小變化即會引起電流的迅速增大。這一特征使氧化鋅壓敏材料在各種電路的過流保護方面得到廣泛應(yīng)用。隨著集成電路的快速發(fā)展，人們對壓敏電阻也越來越低壓化和小功率化，壓敏電壓小于5v的壓敏電阻變得越來越重要。氧化鋅壓敏電阻的壓敏性質(zhì)來自其晶界效應(yīng)（與界面數(shù)有關(guān)，界面數(shù)越多，壓敏電壓越大，反之越?。?。增大氧化鋅晶體的粒徑或減少氧化鋅材料的厚度，都是降低其壓敏電壓的有效途徑?！　〖{米級別大小的氧化鋅棒狀顆粒被用于制造測定空氣成分的傳感器?？諝庵械奶囟ǔ煞峙c傳感器上的各種納米材料接觸，并產(chǎn)生對應(yīng)的電信號。納米氧化鋅對酒精、丙酮等有機蒸汽以及含某些元素摻雜之后對有害氣體具有較高的敏感性。在健康檢測、監(jiān)測人的血液酒精濃度以及監(jiān)測大氣中的酒精濃度等方面有頻繁的應(yīng)用。　　人類很早便學(xué)會了使用氧化鋅作涂料或外用醫(yī)藥，但人類發(fā)現(xiàn)氧化鋅的歷史很難追溯。　　在古印度醫(yī)學(xué)著作《查卡拉本集》中記載了一種后被認定是氧化鋅的藥物，用來治療眼疾和外傷。公元1世紀(jì)，希臘醫(yī)生迪奧斯科里季斯也曾提到用氧化鋅做藥膏。阿維森納于1025年完成的《回回藥方》中將氧化鋅描述為治療各種皮膚疾病，包括皮膚癌的藥品。現(xiàn)今，人們不再用氧化鋅治皮膚癌，但仍廣泛用于其它普通皮膚病癥?！　×_馬人早在公元前200年便學(xué)會用銅和含氧化鋅的鋅礦石反應(yīng)制作黃銅。氧化鋅在豎爐中化作鋅蒸汽，滾進煙道發(fā)生反應(yīng)。迪奧斯科里季斯同樣對此有所介紹。　　公元12世紀(jì)起，印度人認識了鋅和鋅礦，并開始用原始的方式冶鋅。冶鋅技術(shù)在17世紀(jì)傳入中國。1743年，英國布里斯托爾建立了歐洲第一個鋅冶煉工廠。[3]　　氧化鋅在古代和近代的另一主要用途是涂料，稱為鋅白。1834年，鋅白首次成為水彩顏料，但鋅白難溶于油。不過很快問題就由新的氧化鋅生產(chǎn)工藝解決。1845年，勒克萊爾開始在巴黎大規(guī)模生產(chǎn)鋅白油畫顏料，到1850年，鋅白在整個歐洲流行開來。鋅白的純凈度很高，以至于在19世紀(jì)末，一些藝術(shù)家在畫上涂滿鋅白作為底色，然而這些畫作經(jīng)過百年后都出現(xiàn)了裂紋。　　在20世紀(jì)后半葉，氧化鋅多用在了橡膠工業(yè)。在20世紀(jì)70年代，氧化鋅的第二大用途是復(fù)印紙?zhí)砑觿?，但?1世紀(jì)氧化鋅作復(fù)印紙?zhí)砑觿┑淖龇ㄒ呀?jīng)被淘汰。同時，晶粒微小的氧化鋅開始在納米材料領(lǐng)域擴展應(yīng)用范圍。　　氧化鋅可添入食品中以防腐或補充鋅元素，但是產(chǎn)品要求嚴(yán)格，尤要控制有害重金屬元素含量?！　⊙趸\本身是無毒的，但可吸入的氧化鋅顆粒是有害的。冶鋅工業(yè)、黃銅制備、鍍鋅工作中都有可能產(chǎn)生氧化鋅的煙。為防止煙霧，鍍鋅的鐵不能夠直接焊接，需要首先除去表面的鋅膜。