 |
Kẽm oxit là một hợp chất vô cơ với công thức ZnO. ZnO tổng hợp chủ yếu được sử dụng như một loại bột màu trắng là không hòa tan trong nước, hoặc tự nhiên như khoáng sản zincite . Bột được sử dụng rộng rãi như một chất phụ gia trong rất nhiều vật liệu và các sản phẩm bao gồm cả nhựa, gốm sứ, thủy tinh, xi măng, cao su (ví dụ, lốp xe), dầu nhờn [2] , sơn, thuốc mỡ, chất kết dính, chất bịt kín, bột màu, thực phẩm (nguồn của Zn chất dinh dưỡng ), pin, ferrites, chống cháy, và các băng viện trợ đầu tiên.
Trong khoa học vật liệu , ZnO là một chất bán dẫn rộng khe của chất bán dẫn nhóm II -VI (kể từ khi oxy được phân loại như là một phần tử của VIA nhóm (nhóm 6 chính, bây giờ gọi là 16) của bảng tuần hoàn và kẽm , một quá trình chuyển đổi kim loại, như là một thành viên (lần thứ 2 B) IIB, nhóm, bây giờ 12). Doping nguồn gốc của chất bán dẫn (do vị trí tuyển dụng oxy) là n-type. Chất bán dẫn này có các đặc tính thuận lợi, bao gồm cả minh bạch tốt, tính di động electron cao , bandgap rộng , và phát quang mạnh ở nhiệt độ phòng . Những tài sản được sử dụng trong các ứng dụng mới nổi cho các điện cực trong suốt trong màn hình tinh thể lỏng , tiết kiệm năng lượng nhiệt, bảo vệ cửa sổ, và các thiết bị điện tử như các bóng bán dẫn màng mỏng và điốt phát sáng .
[ sửa ] Hóa chất thuộc tính ZnO xảy ra như bột trắng được gọi là kẽm trắng hoặc là khoáng sản zincite . Khoáng sản thông thường có chứa tạp chất mangan và trao một màu vàng sang màu đỏ. [3] oxit kẽm tinh thể là thermochromic , thay đổi từ màu trắng sang màu vàng khi đun nóng trong không khí quay trở lại màu trắng trên làm mát. [4] thay đổi màu sắc được gây ra bởi một mất mát nhỏ của oxy cho môi trường ở nhiệt độ cao để tạo thành Zn không cân bằng hóa học 1 + x O, ở 800 ° C, x = 0,00007. [4]
Kẽm oxit là oxit lưỡng tính . Nó gần như không hòa tan trong nước và rượu, nhưng nó là hòa tan trong bị xuống cấp bởi hầu hết các axit , chẳng hạn như hydrochloric acid: [5] [6]
- ZnO + 2 HCl → ZnCl 2 + H 2 O
Căn cứ cũng làm suy giảm vững chắc để cung cấp cho zincates hòa tan:
- ZnO + 2 NaOH + H 2 O → Na 2 [Zn (OH) 4]
ZnO phản ứng chậm với các axit béo trong các loại dầu để sản xuất các cacboxylat tương ứng , chẳng hạn như oleate hoặc stearat . ZnO tạo thành các sản phẩm như xi măng, khi trộn với một dung dịch mạnh mẽ của kẽm clorua và đây là những mô tả tốt nhất như clorua hydroxy kẽm. [7] xi măng này được sử dụng trong nha khoa. [8]
ZnO cũng tạo thành các sản phẩm như xi măng khi được điều trị bằng acid phosphoric , tài liệu liên quan được sử dụng trong nha khoa. [8] Một thành phần chính của xi măng phosphate kẽm được sản xuất bằng phản ứng này là hopeite , Zn 3 (PO 4) 2 · 4H 2 O. [ 9]
ZnO phân hủy thành hơi kẽm và oxy chỉ khoảng 1975 ° C, phản ánh sự ổn định đáng kể của nó. Hệ thống sưởi ấm với carbon chuyển đổi các oxit kim loại, có nhiều biến động hơn oxide. [10]
- ZnO + C → Zn + CO
Kẽm oxit có thể phản ứng mãnh liệt với bột nhôm và magiê , với cao su clo và dầu hạt lanh trên lửa sưởi ấm gây ra và nguy cơ cháy nổ. [11] [12]
Nó phản ứng với khí hydrogen sulfide để cung cấp cho các sulfide . Phản ứng này được sử dụng thương mại trong việc loại bỏ H 2 S bằng cách sử dụng bột ZnO (ví dụ, là chất khử mùi).
- ZnO + H 2 S → ZnS + H 2 O
Khi thuốc mỡ có chứa ZnO và nước được nấu chảy và tiếp xúc với tia cực tím ánh sáng, hydrogen peroxide được sản xuất. [6]
 Đơn vị zincblende di động [ sửa ] Cơ cấu tổ chức Kẽm oxit kết tinh trong hai hình thức , hình lục giác wurtzite và zincblende khối . Cơ cấu wurtzite là ổn định nhất ở điều kiện môi trường xung quanh và do đó phổ biến nhất. Các hình thức zincblende có thể được ổn định bằng cách phát triển ZnO trên đế có cấu trúc mạng tinh thể khối. Trong cả hai trường hợp, các trung tâm kẽm và oxit tứ diện , hình học đặc trưng nhất cho Zn (II).
Ngoài các chất đa hình wurtzite và zincblende, ZnO có thể được kết tinh trong các motif rocksalt ở áp suất tương đối cao khoảng 10 GPa. [13]
Chất đa hình lục giác và zincblende không có đối xứng đảo ngược (phản ánh của một tinh thể liên quan đến bất kỳ điểm nào không biến nó thành chính nó). Này và các thuộc tính mạng tinh thể đối xứng khác dẫn đến hiện tượng áp điện của của ZnO lục giác và zincblende, và pyroelectricity lục giác ZnO.
Các cấu trúc hình lục giác có một nhóm điểm 6 mm Hermann-Mauguin ( ký hiệu ) hoặc C 6V ( Schoenflies ký hiệu ), và nhóm không gian là P6 3 mc hoặc C 6V 4. Các hằng số mạng tinh thể là a = 3,25 Å và c = 5,2 Å, tỷ lệ của họ c / a ~ 1,60 gần với giá trị lý tưởng cho các tế bào lục giác c / a = 1,633 [14] Như trong hầu hết các nhóm II-VI vật liệu, liên kết ZnO là phần lớn ion (Zn 2 + O 2 -) với bán kính tương ứng 0,074 nm cho Zn 2 + và 0,140 nm cho O 2 -. Tài sản này chiếm ưu đãi cho sự hình thành của wurtzite chứ không phải là cấu trúc cây chấm nước kẽm, [15] cũng như mạnh mẽ hiện tượng áp điện của ZnO. Do Zn-O trái phiếu cực, kẽm và oxy máy bay điện. Để duy trì tính trung lập điện, những chiếc máy bay tái tạo lại ở cấp độ nguyên tử trong hầu hết các vật liệu tương đối, nhưng không phải trong ZnO bề mặt của nó là nguyên tử phẳng, ổn định và triển lãm không có xây dựng lại. Điều này bất thường của ZnO không được giải thích đầy đủ. [16]
ZnO là một vật liệu tương đối mềm với độ cứng gần đúng của 4,5 trên quy mô Mohs . [2] hằng số đàn hồi của nó là nhỏ hơn so với những người có liên quan III-V chất bán dẫn, chẳng hạn như GaN . Công suất nhiệt cao và dẫn nhiệt, mở rộng nhiệt thấp và nhiệt độ nóng chảy cao của ZnO mang lại lợi ích cho gốm sứ. [17] giai đoạn ổn định nhất ZnO của là wurtzite, ZnO trưng bày 1 rất dài sống quang phonon E2 (thấp) với một đời cao như 133 ps tại 10 K [18]
Trong số các chất bán dẫn tetrahedrally ngoại quan, đã được nói rằng ZnO có tensor cao nhất áp điện, hoặc ít nhất là một so sánh của GaN và ALN . [19] tài sản này làm cho nó một vật liệu công nghệ quan trọng cho các ứng dụng piezoelectrical nhiều , đòi hỏi một lượng lớn ghép điện.
ZnO có khoảng cách tương đối lớn trực tiếp ban nhạc ~ 3,3 eV ở nhiệt độ phòng. Ưu điểm liên kết với một khoảng cách ban nhạc lớn bao gồm điện áp sự cố cao hơn, khả năng để duy trì các lĩnh vực điện lớn, tiếng ồn điện tử thấp hơn , và hoạt động ở nhiệt độ cao và năng lượng cao. Bandgap của ZnO có thể tiếp tục được điều chỉnh để eV 3-4 ~ bởi hợp kim của nó với oxit magiê hoặc cadmium oxide . [13]
Hầu hết ZnO có n-loại nhân vật, ngay cả trong trường hợp không cố ý doping . Nonstoichiometry thường là nguồn gốc của n-loại nhân vật, nhưng chủ đề vẫn còn gây tranh cãi. [20] Một lời giải thích khác đã được đề xuất, dựa trên các tính toán l&yacut |
|
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét
hoachatvnn@gmail.com