碱式碳酸锌、氧化锌和硫化锌的表面络合性质研究

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1、 分类号：0 6 1 3 密级：公开 涛J 匆Z 驴 单位代码：1 0 4 2 7 学号：2 0 0 9 0 1 0 2 7 5 硕士学位论文 碱式碳酸锌、氧化锌和硫化锌的表面络合性质研究 研究生姓名 王蒙 导师姓名 学科、专业 申请学位级别 孙中溪 无机化学 理学硕士 答辩时间2 0 1 2 年6 月1 日 T h e S t u d y o fS u r f a c e C o m p l e x a t i o n w i t hZ i n c C a r b o n a t e ， Z i n cO x i d ea n dZ i n cS u l f i d e W a n gM e

2、 n g U n d e rt h eS u p e r v i s i o no f P r o f S u nZ h o n g x i AT h e s i sS u b m i t t e dt ot h e U n i v e r s i t yo f J i n a n I nP a r t i a lF u l f i l m e n to ft h eR e q u i r e m e n t s F o rt h e D e g r e e o fM a s t e ro f E n g i n e e r i n g U n i v e r s i t y o fJ i n

3、 a n J i n a n ，S h a n d o n g ，P R C h i n a J u n1 ，2 0 1 2 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立 进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：盗日期：巡 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解济南大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被 查

4、阅和借鉴；本人授权济南大学可以将学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和 汇编本学位论文。 口公开口保密(年，解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 型盏 导师签名：日期：丝! 兰：墨! 墨 济南大学硕士学位论文 目录 摘要V A b s t r a c t V I I 第一章绪论1 1 1 氧化锌、碱式碳酸锌的性质及用途1 1 1 1 锌及氧化锌的性质及用途l 1 1 - 2Z n O Z n S 结构的性质及用途3 1 1 3 碱式碳酸锌的性质及用途3 1 2 氧化锌矿物的浮选现状与工艺4 1 2 1 氧化锌类矿物的浮选现状4 1 2 2

5、硫化一胺法5 1 2 3 硫化一黄药法6 1 3 黄原酸盐的介绍7 1 3 1 黄原酸盐的性质7 1 3 2 黄原酸盐的用途8 1 4 表面络合理论的研究现状9 1 4 1 表面络合理论简介9 1 4 2 表面络合模式9 1 5 本课题研究的目的及意义1 0 1 6 本课题研究的研究内容和创新之处1 l 第二章样品的制备及表征1 3 2 1 引言1 3 2 2 实验部分1 3 2 2 1 试剂与仪器1 3 2 2 2 黄药和样品的制备1 4 2 2 3 样品的表征1 5 2 3 结果与讨论1 6 碱式碳酸锌、氧化锌和硫化锌的表面络合性质研究 2 3 1Z n 。C 0 。( 0 H ) 。及Z

6、 n 。C 0 。( O H ) 。Z n S 样品的表征1 6 2 3 2Z n O 、Z n O Z n S 和Z n S 的表征1 9 2 4 本章小结2 2 第三章Z n 。C 0 。( 0 H ) 。、Z n 。C 0 。( O H ) 。Z n S 、Z n O 、Z n O Z n S 和Z n S 的表面酸碱性质研 究2 3 3 1 引言2 3 3 2 实验部分2 3 3 2 1 试剂与仪器2 3 3 2 2 溶液的配制2 3 3 2 3 酸碱滴定实验2 4 3 2 4Z e t a 电位实验2 5 3 2 5 表面酸碱理论2 5 3 2 6 用计算机软件M e d u s a

7、 模拟Z n 。C 0 。( O H ) 。、Z n O 和Z n S 的滴定区间2 6 3 3 结果与讨论2 7 3 3 1H N O 。溶液和N a O H 溶液的标定结果2 7 3 3 2Z e t a 电位结果2 9 3 3 3 样品的酸碱滴定结果3 l 3 3 4 表面酸碱常数的计算结果3 3 3 4 本章小结3 4 第四章z n 。C 0 。( 0 H ) 。、z n 。C 0 。( O H ) 。Z n S 、Z n O 、Z n O Z n S 和Z n S 吸附黄药的性质3 5 4 1 引言3 5 4 2 实验部分3 5 4 2 1 试剂与仪器3 5 4 2 2 实验方法3

8、5 4 3 结果与讨论3 7 4 3 1z n 4 c 0 3 ( o H ) e 、z n 4 c 0 3 ( O H ) 。Z n S 、Z n O 、Z n O Z n S 和Z n S 吸附不同浓度辛 基黄药的实验结果3 7 4 3 2Z n ；C 0 。( O H ) 。、Z n 。C 0 。( 0 H ) 。Z n S 、Z n O 、Z n O Z n S 和Z n S 吸附辛基黄药的 动力学模拟3 9 T T 济南大学硕士学位论文 4 3 3Z n 。C 0 。( o H ) 。、Z n 。C O 。( O H ) 。Z n S 、Z n O 、Z n O Z n S 和Z n

9、 S 在不同p H 值下吸 附黄药的实验结果和w i n S G W 模拟曲线4 2 4 3 4Z n 。C O 。( O H ) 。、Z n 。C 0 。( O H ) 。Z n S 、Z n O 、Z n O Z n S 和Z n S 在不同p H 值下 吸附黄药的组分分布4 5 4 4 本章小结4 6 第五章结论4 9 参考文献5 1 致谢5 7 附录5 9 I I I 碱式碳酸锌、氧化锌和硫化锌的表面络合性质研究 济南大学硕士学位论文 摘要 随着工业的发展和锌矿的应用范围不断增加，矿产资源的日趋枯竭成为了最 严峻的问题之一，因此，如何提高氧化锌矿和碳酸锌矿的浮选效率一直是选矿界 的难题

10、。很多因素影响氧化矿物的浮选，包括矿物的表面电位和可溶性、各种无 机组分的浓度和种类、捕收剂的性质、p H 值、离子强度和温度等。经过研究结 果表明：其中捕收剂浓度、矿浆的p H 值和矿浆电位这三个参数，对于浮选有着 非常重要的影响。 本文采用水热法成功合成了Z n 4 C 0 3 ( O H ) 6 和Z n O ，在常温下合成了Z n S ，并 用黄药成功的对Z n 4 C 0 3 ( O H ) 6 和Z n O 进行了表面硫化。用X 射线粉末衍射 ( X R D ) 、红外( I R ) 、N 2 吸附脱附和接触角等常规表征方法对所制备的五种样 品进行了表征，结果表明样品Z n 4 C

11、 0 3 ( O H ) 6 、Z n 4 C 0 3 ( O H ) d Z n S 、Z n O 、Z n O Z n S 和Z n S 都是纳米级颗粒，Z n 4 C 0 3 ( O H ) 6 的分解温度是2 8 0 。C 左右，接触角显示表 面硫化后的Z n 4 C 0 3 ( o i - 1 ) 6 和Z n O 比硫化前更疏水，更有利于矿物的浮选。 在探究样品的酸碱性质中发现，Z n 4 C 0 3 ( O H ) 6 和Z n 4 C 0 3 ( O H ) 6 Z n S 的缓冲区 间是p H = 7 5 1 0 5 ，Z n O 和Z n O Z n S 的缓冲区间是p H

12、 = 8 5 1 0 5 ，Z n S 的缓冲区 间是p H = 3 5 1 0 5 。依据表面配合理论恒电容模式，用计算机软件w i n S G W 计算 得出Z n 4 C 0 3 ( O H ) 6 、Z n 4 C O a ( O H ) 6 Z n S 、Z n O 和Z n O Z n S 的酸碱平衡常数，通过 比较可以看出样品硫化前后的得失质子能力的差异。 Z r l 4 C 0 3 ( O H ) 6 、Z n 4 C 0 3 ( O H ) 6 Z n S 、Z n O 、Z n O Z n S 和Z n S 对捕收剂黄原酸 盐( 以下简称黄药) 吸附的强弱是浮选的关键。实验

13、发现随着黄药残余浓度的增 加，Z m C O s ( O H ) 6 、Z n 4 C 0 3 ( O H ) 6 Z n S 、Z n O 、Z n O Z n S 和Z n S 对黄药的吸附量 都在不断增加。通过计算得到Z n 4 C 0 3 ( O H ) 6 、Z m C 0 3 ( O H ) 6 Z n S 、Z n O 、Z n O Z n S 和Z n S 每平方纳米吸附黄药的个数是理论单层吸附量2 5 个黄药分子的几倍甚至 几十倍，证明Z n 4 C 0 3 ( O H ) 6 、Z n 4 C 0 3 ( O H ) 6 Z n S 、Z n O 、Z n O Z n S

14、和Z n S 吸附黄 药属于多层吸附，五种样品吸附黄药的等温线全部符合B E T 吸附等温线。探究 溶液的p H 值对捕收剂黄药吸附的影响时发现，随着p H 值的增大，五种样品对 辛基黄药的吸附率逐渐降低，用w i n S G W 软件计算的络合常数分别是： 暑Z n O H + X 一兰Z n O H X l o gK = 3 7 7 ， 5 1 3 ，4 4 3 ，4 5 1 ，3 7 5 ， - Z n O H 分别代表Z r t 4 C 0 3 ( O H ) 6 、Z n 4 C O a ( O H ) 6 Z n S 、Z n O 、Z n O Z n S 和Z n S ， V 碱

15、式碳酸锌、氧化锌和硫化锌的表面络合性质研究 X 。代表辛基黄药。络合常数表明表面硫化的碱式碳酸锌与辛基黄药的络合能力最 强，其次是Z n O Z n S 和Z n O ，最弱的是Z n 4 C 0 3 ( O H ) 6 和Z n S 。一 本课题的亮点在于将表面络合研究应用到氧化锌矿和碳酸锌矿的表面硫化 浮选体系中，借助计算机软件w i n S G W 测定计算Z n 4 C 0 3 ( 0 1 - - I ) 6 、Z n 4 C 0 3 ( O H ) 6 Z n S 、Z n O 、z n O Z n S 和Z n S 的表面酸碱平衡常数和吸附黄药的络合平衡常数， 为探究在浮选体系中氧

16、化锌矿和碳酸锌矿物硫化前后表面组分分布和硫化浮选 机理提供依据，同时也为金属氧化锌矿物材料和碳酸锌矿物材料的表面改性提供 必要的理论依据。 关键词：碱式碳酸锌；氧化锌；表面硫化；黄原酸盐；表面络合； V I A b s t r a c t W i t ht h ed e v e l o p m e n to f i n d u s t r ya n dt h ea p p l i c a t i o nr a n g eo ft h ez i n cm i n e r a l m i n e r a lr e s o u r c e si s r a p i d l ye x h a u s

17、t e d ，w h i c hb e c o m e so n eo ft h em o s ts e r i o u s p r o b l e mw em u s tf a c e T h e r e f o r e ，h o wt oi m p r o v ef l o t a t i o n e f f i c i e n c yo ft h ez i n c o x l d em i n e r a la n dz i n cc a r b o n a t em i n e r a li s ac h a l l e n g e T h ef l o t a t i o n p r

18、 o c e s so f o x i d em i n e r a li si n f l u e n c e db y m a n yf a c t o r s ，f o re x a m p l e ，t h er e d o xp o t e n t i a la 1 1 d s o l u b l i l i t y i nt h e m i n e r a l s u s p e n s i o n ，t h ec o n c e n t r a t i o na n d t y p e s o fi n o r g a n j c c o m p o n e n t s ，t h

19、 ep r o p e r t o e so fc o l l e c t o r ，s o l u t i o np H ，i o n i c s t r e n g t ha n dt e m p e r a t u r e T h er e s u l t ss h o wt h a tt h et h r e e p a r a m e t e r si e c o l l e c t o rc o n c e n t r a f i o n ，p u I pp Hv a l u e a n d p u l pp o t e n t i a l ，h a v ev e r yi m p

20、 o r t a n t i m p a c t so n f l o t a t i o n I nt h i s a r t i c l e ，z i n cc a r b o n a t ea n dZ n Ow e r e s u c c e s s f u l l ys y n t h e s i s e db vt h e s o l u t i o nc h e m i c a lm e t h o d ，t h eZ n Sw e r e s y n t h e s i s e da tn o r m a lt e m p e r a t u r e z i n c c a r

21、 b o n a t ea n dZ n Ow e r e s u c c e s s f u l l ys u r f a c es u l f i d i z e du s i n gx a n t h a t e T h ef i v ek i l l d s o f s a m p l e sw e r ec h a r a c t e r i z e du s i n gas e r i e so fa d v a n c e dt e c h n i q u e s i n c l u d i n gX R D F T - I Ra n a l y s i s ，N 2 a d s

22、 o r p t i o n d e s o r p t i o n ( B E T ) a n dc o n t a c ta n g l em e a s u 】他m e n t S n l e r e s u l t ss h o wt h a t t h e s a m p l e s o fz i n c c a r b o n a t e ，z i n cc a r b o n a t e 如rs u r f a c e s u l f I p h i d i z a t i o no fZ n Oi sn a n op a r t i c l e ，t h e d e c o m

23、 p o s i t i o nt e m p e r a t u r eo fz i n c c a r b o n a t ei s2 8 0 ，t h ec o n t a c ta n g l e ss h o w t h a tz i n cc a r b o n a t ea n dZ n O a f t e rs 曲c e s u l f l p h i d i z a t i o na r em o r eh y d r o p h o b i c ，w h i c hi sf e v o r a b et ot h em i n e r a lf l o t a t i o

24、n W ef o u n di ne x p l o r i n gt h ea c i d - b a s e p r o p e r t i e so fs a m p l e s ，t h a tt h eb u f f e rr a l l g e o fz i n cc a r b o n a t ea n dz i n cc a r b o n a t ea f t e rs u r f a c e s u l f i d i z a t i o ni sb e t w e e np H = 7 5 1 0 5 ，8 5 _ 1 0 5f o rZ n Oa n dZ n O Z

25、n Sa n d3 5 1 0 5 f o rZ n S A c c o r d i n gt ot h e c o n s t a n t c a p a c i t a n c em o d e l ( C C M ) o fs u r f a c ec o m p l e x a t i o nm o d e l ，w eu s e dt h e c o m p u t e rs o R w a r eW i n S G Wc a l c u l a t e dt h ea c i d b a s e e q u i l i b r i u mc o n s t a n to fz i

26、n c c a r b o n a t e ，z i n cc a r b o n a t ea f t e rs u r f a c e s u l f i d i z a t i o n ，Z n O ，Z n O Z n Sa n dZ n S ，b y c o m p a r i n g t h e e q u i l i b r i u mc o n s t a n t s ，w ec a ns e et h ed i v e r s i t yb e t w e e ns u r f a c e sb e f o r e a n da f t e rs u l f l d i z

27、a t i o n T h ea d s o r p t i o n a b i l i t y o fm i n e r a l st ox a n t h a t ei s t h e k e yf a c t o rf o rm i n e r a l f l o t a t i o n T h er e s u l t ss h o wt h a tt h e a d s o r p t i o nq u a n t i t yo fx a n t h a t eo nz i n cc a r b o n a t e b e f o r ea n da f t e rs u l f i

28、 d i z a t i o n Z n O ，Z n O Z n Sa n dZ n Sf o ra r ea l li n c r e a s i n g 、忻m i n c r e a s i n gr e s i d u a lc o n c e n t r a t i o no fx a n t h a t e T h en u m b e r so fx a n t h a t ea d s o r b e da r e p r o v e dt ob e l o n gt oam u l t i l a y e ra d s o r p t i o ni s o t h e r

29、mi n s t e a do fam o n o l a y e r t y p e w h i c hf o l l o w sB E T a b s o r p t i o ni s o t h e r m s W ef o u n dw h e ne x p l o r i n gt h ei n f l u e n c eo f V I I 碱式碳酸锌、氧化锌和硫化锌的表面络合性质研究 t h es o l u t i o np Hv a l u eo nm i n e r a la d s o r b e dx a n t h a t e ，a l o n gw i t hi n

30、c r e a s i n gs o l u t i o n p H _ v a t u e , _ t h eo c t y l x a n t h a t ea d s o r p t i o n o ft h ef i v es a m p l e sa l lg r a d u a l l yr e d u c e d W e u s et h eW i n S G Ws o f t w a r ec a l c u l a t e dt h ee q u i l i b r i u mc o n s t a n t so fr e l e v a n tx a n t h a t e

31、 c o m p l e x a t i o n t ob er e s p e c t i v e l ya sf o l l w s E Z n O H + X 一兰Z n O H X l o gK = 3 7 7 ， 5 1 3 ，4 4 3 ，4 5 1 ，3 7 5 ， H e r e = - Z n O H r e s p e c t i v e l yr e p r e s e n t s z i n cc a r b o n a t e ，z i n cc a r b o n a t e - a f t e rs u r f a c e s u l f i d e d ，Z n

32、 O ，Z n O Z n Sa n dZ n Sa n dX r e p r e s e n t so c t y lx a n t h a t e T h er e s u l l t ss h o w t h a ta m o n gt h e s es a m p l e st h ec o m p l e x a t i o no r d e ro fx a n t h a t eo nt h em i n e r a ls u r f a c ei s Z n 4 C O s ( O H ) 6 Z n S Z n O Z n S Z n O Z n 4 C 0 3 ( O H )

33、 6 Z n S T h ei n n o v a t i o no ft h i ss t u d yi st oi n t r o d u c et h es u r f a c ec o m p l e x a t i o nt h e o r yt o t h es u r f a c es u l p h i d i z a t i o no fz i n co x i d ea n dz i n cc a r b o n a t em i n e r a ls y s t e ma n d u s i n g t h e c o m p u t e r s o f t w a r

34、eW i n S G Wt oc a l c u l a t et h es u r f a c ea c i d - b a s e e q u i l i b r i u m c o n s t a n ta n ds u r f a c e c o m p l e x a t i o ne q u i l i b r i u m c o n s t a n to fo c t y lx a n t h a t ea tt h e m i n e r a ls u r f a c e s T h er e s u l t sm a yn o to n l yp r o v i d eat

35、h e o r e t i c a lb a s i sf o rs t u d y i n gt h e s u r f a c es p e c i a t i o n ，b u ta l s of o rt h es u r f a c em o d i f i c a t i o no fz i n co x i d ea n dc a r b o n a t e m i I l e r a lm a t e r i a l K e y W o r d s ：z i n cc a r b o n a t e ；z i n co x i d e ；s u r f a c es u l f

36、 u r a t i o n ；x a n t h a t e ；s u r f a c e c o m p l e x a t i o n 济南大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 氧化锌、碱式碳酸锌的性质及用途 1 1 1 锌及氧化锌的性质及用途 锌是一种白色金属。它的密度是7 1 4 克立方厘米，熔点不是很高为4 1 9 5 。在室温下，性较脆；1 0 0 1 5 0 时，变软；超过2 0 0 后，又变脆。 锌的化学性质很活泼，在常温下，暴露在空气中锌的表面会生成一层薄而致 密的碱式碳酸锌膜，这层薄膜保护着里面的锌金属不生锈。根据这个道理，人们 用锌来保护铁。锌金属还具有良好的耐磨性、压

37、延性和抗腐性，能和许多金属组 合成性能优良的合金。最主要有锌与铜、铅、锡等组合制成的黄铜广泛应用于制 造业；锌与镁、铝、铜等组合制成压铸合金广泛应用于铸造各种精密铸件；根据 锌金属的抗腐性，可以在钢铁及各种铸铁表面镀锌，可以在喷涂材料中加锌抗腐 蚀；锌加工材料是制造电池的主要材料。锌消费的近5 0 用于防腐蚀镀层，1 5 用于生产铸造合金，约1 5 用于生产黄铜，其余的则用于颜料生产、锌的化工及 轧制锌板等。 锌金属除了应用在工业生产上，锌元素还是生物体不可缺少的元素之一，它 是植物生长的必需元素，是动物多种蛋白质的核心组成部分，在生命活动过程中 起着交换能量和转运物质的作用。 锌的氧化物氧化

38、锌是一种两性化合物，无气味，熔点是1 9 7 5 ，相对密度 是5 6 0 6 ，溶于酸、氢氧化钠和氯化铵溶液，不溶于水和乙醇。Z n O 是宽禁带直 接带隙半导体，具有纤维锌矿晶体结构，室温下能带带隙是3 3 7e V ，激子束缚 能高达6 0m V ，可以显示出近紫外发射，透明导电性和压电性能等，在橡胶、陶 瓷、涂料、化工、电子、光学、生物、日化、医药等很多领域具有重要的应用【1 1 1 】。 例如：Z n O 广泛用于白色颜料，俗称锌白，它区别于其他颜料最大的优 点是遇到H 2 S 气体不变黑，因为反应生成的Z n S 也是白色的。Z n O 的另一个优 点是在加热时，Z n O 由白色

39、逐步变为柠檬黄色，冷却后又恢复成白色，利用这一 特性，把Z n O 加入温度计或掺入油漆中，做成变色温度计或变色油漆。 氧化锌还可以用作图像记录材料，如利用其导电性能作电热记录纸，利 用半导体性能作放电击穿记录纸，利用光导性质用于电子摄影等。它的优点是画 碱式碳酸锌、氧化锌和硫化锌的表面络合性质研冤 面质量好，没有三废公害，可以快速记录，还能吸附色素进行彩色复印，酸蚀后 具有亲水性可用于胶片印刷等【1 2 1 。 此外，Z n O 还广泛应用于化妆品中，它具有无毒、无味，不变质、不分 解、稳定性好，对皮肤有收敛、保护、防晒、防皱和消炎等功效；Z n O 还可用于 医药领域，药品中常常添加Z n

40、 O 作为辅助治疗【1 3 】。还可以用氧化锌光催化降解 有机物，治理环境污染。 近年来，纳米级的氧化物由于其尺寸微小，比表面积急剧增加等特殊性质， 越来越受到科研工作者的青睐，纳米Z n O 也不例外。纳米级的Z n O 会产生一系 列特殊的物理效应，如表面效应、量子限域效应、宏观量子隧道效应等【1 4 1 ，这些 特殊的物理效应使Z n O 在催化、光学、磁性和力学等方面展现出许多特殊的功 能。纳米级的Z n O 在紫外探测器、发光二极管、激光二极管、陶瓷行业等领域 发挥出了极大的潜力，己成为材料领域的前沿研究 1 4 - 1 8 。 例如：Z n O 纳米粒子能散射和吸收紫外线。当有紫外

41、线照射时，水和空 气中的氧气能分解出带负电的电子( e 。) ，留下了带正电的空穴( 矿) 。这种带正电的 空穴可以将空气中龅氧活化成活性氧，活性氧有很强的化学活性，能氧化与大多 数的有机，从而可以把多种的病菌和病毒杀死。 Z n O - - y Z n O ( e - , h + ) H 2 0 + h + _ 鼢H + H + 0 2 + e j0 2 一 ( 1 1 ) ( 1 2 ) ( 1 3 ) 0 2 一+ H + - - - yH 0 2 囤( 1 4 ) 玻璃添加了纳米Z n O 后便可具有抗紫外线、耐磨、除臭和抗菌等新型功 效，广泛用于建筑用玻璃和汽车玻璃。 纳米Z n O

42、 有颗粒小、质软等优点，因此纳米Z n O 在陶瓷行业中可以不 用磨碎直接使用，并使陶瓷制品的烧结温度降低到4 0 0 6 0 0 。C ，烧完的成品光亮 如镜。加入了纳米Z n O 既减少了生产工序、降低了能耗，又提高了产品的质量。 制成陶瓷制品还具有抗菌除臭和分解有机物的自洁作用，可以广泛用于制室内地 板砖、墙壁、桌石及浴缸等等。 2 济雨大学硕士学位论文 氧化锌在我们生活中几乎无处不在，所以我们研究氧化锌的表面酸碱和络合 性质是十分必要的，为氧化锌的应用提供理论依据。 1 1 2 Z n O Z n S 结构的性质及用途 目前，Z n O Z n S 的核壳结构以其优良的性质已陆续有所研

43、究报道，尤其是在 发光性质方面。因为Z n O 本身存在缺陷和氧空缺，所以发光性质不是十分良好， 而Z n O Z n S 的核壳结构则大大提高了纳米体系的荧光量子产率和稳定性，同时 通过改变壳层的参量，调整了体系荧光辐射的范m t l 9 】。因此，核壳纳米结构已 经被证明是一种有效的改变材料特性的手段，广泛应用于微电子、光电子和光学 器件等方面。 W a n gZ h u o 等【2 0 】用水热法合成出了Z n O Z n S 纳米复合物，制出了Z n S 包裹 Z n O 的核壳的包覆结构，研究结果表明，Z n O Z n S 纳米复合物的发光效率比纯 的Z n O 有很大提高。 Z

44、h a n g 叭等 2 1 】也用水热法制备出了Z n O Z n S 的纳米核壳结构，结果显示， Z n O Z n S 纳米复合物的紫外发射光强度大大增强了但黄光发射光强度减弱了。 艾飞【2 2 】等用N a 2 S 合成了Z n O Z n S 核壳结构，它的荧光发光性质与Z n O 相 比在波长为3 5 6 n m 和3 7 61 1 1 1 1 出现了新的紫外光发光带，紫光和蓝光发光强度明 显增强，但绿光发光带减弱。绿光带减弱的原因是由于S 原子的引入，填补了 Z n O 表面氧空位的位置，使氧空位的密度大大降低，绿光发光带也因此减弱【2 3 】 冯仕阱】等通过硫代乙酰胺( 蚺)

45、辅助硫化法将Z n O 纳米杆转化为Z n O Z n S 核壳结构的纳米杆。结果发现，同Z n O 纳米杆相比，Z n O Z n S 核壳纳米杆的带 边发射峰强度增强且峰位蓝移，这是因为Z n S 壳层和Z n O 核芯构成了半导体异 质结构，一方面Z n S 的壳层钝化Z n O 的表面缺陷，大大增加激子复合跃迁几率； 另一方面在异质结中形成Z n O x S l x 复合结构，致使带边发射出现峰位蓝移。 Z n O Z n S 核壳结构的其他方面的应用还有待挖掘，所以我们有必要研究 Z n O z n S 核壳结构的本身固有性质以推动其应用的研究。 1 1 3 碱式碳酸锌的性质及用途

46、碱式碳酸锌( Z m C 0 3 ( O H ) 6 ) 为白色细微无定形粉末状固体，无臭、无味， 相对密度为4 4 2 4 4 5 ，易溶于水和醇，微溶于氨，还能溶于稀酸和氢氧化钠溶液 碱式碳酸锌、氧化锌和硫化锌的表面络合性质研冗 中。能与较浓的双氧水作用，放出二氧化碳，生成过氧化物。其分子式是一种不 定式，在X 衍射条件下，能显示出晶体结构Z n s ( C 0 3 ) 2 ( O H ) 6 2 Z n C 0 3 3 Z n ( O H h 英文名是Z i n c c a r b o n a t e h y d r o x i d eh y d r o z i n c i t e 和Z

47、 n 4 C 0 3 ( O H ) 6 H 2 0 【Z n C 0 3 3 Z n ( O H ) 2 H 2 0 】英文名是Z i n cc a r b o n a t eh y d r o x i d eh y d r a t e 【2 5 】。 碱式碳酸锌在工业上可以用做轻型收敛剂，配制炉甘石洗剂，还可用于皮肤 保护剂、动物饲料添加剂、生产人造丝、化肥行业的脱硫剂、催化剂的主要原料， 也可广泛应用在油漆、橡胶制品其它化工产品中。在橡胶工艺中，由于碳酸锌的 含锌量低，它与氧化锌的作用相似就是可以活化促进剂加快硫化速度。但碳酸锌 优于氧化锌的一方面是透明度好，没有增白现象，可以用于制造硫

48、黄硫化的半透 明橡胶制品。碱式碳酸锌在高温、高碱度条件下生成的样品具有粒度细、比表面 较大、吸附性能强的优点，因此应用于石油钻井工艺中。碱式碳酸锌很容易与 H S 。反应生成更稳定的不溶性Z n S ，而且碱式碳酸锌加入泥浆后不会影响泥浆的 性能，因而可以有效的消除H S 。带来的的污染和腐蚀，可以用作含H S 。油气井的 缓蚀剂和除硫剂。 碳酸锌的表面硫化后的性质目前为止很少有人探究。 1 2 氧化锌矿物的浮选现状与工艺 1 。2 1 氧化锌类矿物的浮选现状 我国的锌矿资源十分丰富，总储量排在世界前列，我们已经查明的就有7 7 0 多处锌矿床，锌金属矿的保有储量为9 0 0 0 多万吨，工业

49、上储量达3 2 0 0 多万吨。 氧化锌是一类重要的含锌矿物，它是锌的次生矿，我国矿产资源的特点是储量丰 富、分布集中、贫矿多、富矿少。主要分布在云贵高原、甘肃省、辽宁省、广西 省等地，其次，青海省和内蒙古省等地也有一定量的氧化锌矿床分布。它们大部 分都是铅锌共生的矿床。据调查，在世界己发现的铅锌矿床中，云南兰坪氧化铅 锌矿储量名列第四【2 6 | ，也是我国目前为止发现最大的铅锌矿床。最常见的具有应 用价值的氧化锌的矿物有菱锌矿( Z n C 0 3 ) 、异极矿 Z n 4 S i 2 0 7 ( O H ) H 2 0 、水锌 矿 3 Z n ( O H ) 2 2 Z n C 0 3 、红锌矿( Z n O ) 和硅锌矿( Z n S i 0 3 ) 等。它们广泛用于有色 金属工业，约占1 0 种常用有色金属生产和消费总量的3 0 以上【2 7 1 。 工业上用的绝大多数铅锌金属都是从硫化矿中冶炼出来的，只有很少的一部 分是从氧化矿中提取的。因为金属氧化矿物与金属硫化物相比溶解度较高，浮选 4 济南大学硕士学位论文 效率远不如相应的硫化矿。随着硫化矿物得不断开采，硫化矿物的日益枯竭，因 此氧化矿的开发和利用日益引起我们的重视，而如何提高氧化锌矿的浮选效率一 直是选矿界的难题【2 8 1 。目前