基本介紹
中文名稱：氧化鋅
英文名稱：Zinc oxide
中文别名：C.I.顔料白4；氧化鋅；鋅氧粉；鋅白；鋅白粉；鋅華；亞鉛華；預分散ZnO-80；母膠粒ZnO-80；藥膠ZnO-80；活性劑ZnO；環氧乙酰蓖麻油酸甲酯；中國白；鋅白銀；活性氧化鋅；一氧化鋅；氧化鋅摻雜銀；鋅白銀(色料名)；納米氧化鋅；水鋅礦；氧化鋅脫硫劑T304；氧化鋅脫硫劑T303；金屬氧化物；ZnO
英文别名：C.I. 77947； C.I. Pigment White 4； Zinc oxide [USAN]； zincoxideheavy； flowers of zinc； zinc white； zinc oxide，edible； active zinc oxide； zinkoxyd aktiv； zinci oxidum； activox； activox b； actox14； zine oxide； zine white； zincoxide； actox16； actox216； ai3-00277； akro-zincbar85； akro-zincbar90； amalox； azo22； azo-33； azo-55； azo-55tt； azo-66； azo-66tt
CAS： 1314-13-2
氧化鋅集中地
氧化鋅線下的生産廠家主要集中在山東（濰坊）、河北、江蘇、浙江等地，生産的氧化鋅以99.7%含量的為主，俗稱997（99.7）氧化鋅。
氧化鋅主要品牌
目前國内生産氧化鋅的品牌主要是：大連金石牌、白石牌、芭蕉牌、龍達牌、金旗牌、鎂鋅牌、海化金鐘等。
檢查
堿度：取該品1.0g，加新沸的熱水10ml，振搖5分鐘，放冷，濾過，濾液加酚酞指示液2滴，如顯粉紅色，加鹽酸滴定液（0.1mol/l）0.10ml，粉紅色應消失。
碳酸鹽與酸中不溶物：取本品2.0g，加水10ml混合後，加稀硫酸30ml，置水浴上加熱，不得發生氣泡；攪拌後，溶液應澄清。
熾灼失重：取該品約1.0g，精密稱定，在800℃熾灼至恒重，減失重量不得過1.0%。
鐵鹽：取該品0.40g，加稀鹽酸8ml、水15ml與硝酸2滴，煮沸5分鐘使溶解，放冷，加水适量使成50ml，混勻後，取出25ml，加水10ml，依法檢查（附錄Ⅷg），與标準鐵溶液1.0ml制成的對照液比較，不得更深（0.005%）。
鉛鹽：取該品2.0g，加水20ml攪勻後，加冰醋酸5ml，置水浴上加熱溶解後，放冷，濾過，濾液加鉻酸鉀指示液5滴，不得發生渾濁。
砷鹽：取該品1.0g，加鹽酸5ml與水23ml使溶解，依法檢查（附錄Ⅷj第一法），應符合規定（0.0002%）。
含量測定
取該品約0.1g，精密稱定，加稀鹽酸2ml使溶解，加水25ml，加0.025%甲基紅的乙醇溶液1滴，滴加氨試液到溶液顯微黃色，加水25ml、氨-氧化铵緩沖液（ph10.0）10ml與鉻黑t指示劑少許，用乙二胺四醋酸二鈉滴定液（0.05mol/l）滴定至溶液由紫色轉變為純藍色。每1ml乙二胺四醋酸二鈉滴定液（0.05mol/l）相當于4.069mg的zno。
理化常數
CAS編号：1314-13-2
EINECS号：215-222-5
InChI編碼：InChI=1/O.Zn/rOZn/c1-2
化學式：ZnO
分子量：81.39
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：0.16mg / 100 mL（30 °C）
能帶隙：3.3eV
标準摩爾生成焓：-348.0kJ / mol
标準摩爾熵：43.9J / (K · mol)
MSDS編号：ICSC 0208
EU分類：對環境有害（N）
警示性質标準詞：R50/53（對水生生物有劇毒，可能對水生環境造成長期的不良影響）
安全建議标準詞：S60（物質及容器必須按危險廢物放置）、S61（防止排向環境）
閃點：1436°C
基本性質
物理性質
氧化鋅晶體有三種結構：六邊纖鋅礦結構、立方閃鋅礦結構，以及比較罕見的氯化鈉式八面體結構。纖鋅礦結構在三者中穩定性最高，因而最常見。立方閃鋅礦結構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構。八面體結構則隻曾在100億帕斯卡的高壓條件下被觀察到。
纖鋅礦結構、閃鋅礦結構有中心對稱性，但都沒有軸對稱性。晶體的對稱性質使得纖鋅礦結構具有壓電效應和焦熱點效應，閃鋅礦結構具有壓電效應。
纖鋅礦結構的點群為6mm（國際符号表示），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。在半導體材料中，鋅、氧多以離子鍵結合，是其壓電性高的原因之一。
氧化鋅的硬度約為4.5，是一種相對較軟的材料。氧化鋅的彈性常數比氮化镓等III-V族族半導體材料要小。氧化鋅的熱穩定性和熱傳導性較好，而且沸點高，熱膨脹系數低，在陶瓷材料領域有用武之地。
在各種具有四面體結構的半導體材料中，氧化鋅有着最高的壓電張量。該特性使得氧化鋅成為機械電耦合重要的材料之一。
在室溫下，氧化鋅的能帶隙約為3.3eV，因此，純淨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、可承受功率高等優點。氧化鋅混入一定比例的氧化鎂或氧化镉，會使能帶隙在3-4eV之間變化。
即使沒有摻入任何其它物質，氧化鋅具有N型半導體的特征。N型半導體特征曾被認為與化合物原子的非整比性有關，而對純淨氧化鋅的研究則成為一個反例。使用鋁、镓、铟等第III主族元素或氯、碘等鹵素可以調節其N型半導體性能。而要将氧化鋅制成P型半導體則存在一定的難度。可用的添加劑包括锂、鈉、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。
化學性質
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使得礦石呈現黃色或紅色。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0.007%），使得物質顯現黃色。當溫度下降後晶體則恢複白色。
當溫度達1975°C時氧化鋅會分解産生鋅蒸氣和氧氣。單質碳可用于氧化鋅中鋅的還原，在高溫條件下發生反應：
·ZnO + C → Zn + CO
氧化鋅是一種兩性氧化物，難溶于水或乙醇，但可溶于大多數酸，例如鹽酸：
·ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H₂O
同時可以與強堿反應生成可溶性鋅酸鹽，例如與氫氧化鈉反應：
·ZnO + 2NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4]
氧化鋅在脂肪酸中可發生緩慢的反應，生成相應的羧酸鹽，如油酸鹽和硬脂酸鹽。氧化鋅可以與硫化氫發生反應，在工業生産中該反應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，常用于牙科手術。氧化鋅和磷酸反應生成的四水合磷酸鋅（Zn3(PO4)2·4H2O）也具有相同的性質。
氧化鋅與鎂粉、鋁粉、氯化橡膠、亞麻籽油接觸會發生劇烈反應，發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産生過氧化氫。
防曬機理
氧化鋅是一種重要而且使用廣泛的物理防曬劑，屏蔽紫外線的原理為吸收和散射。氧化鋅屬于N型半導體，價帶上的電子可以接受紫外線中的能量發生躍遷，這也是它們吸收紫外線的原理。而散射紫外線的功能就和材料的粒徑相關，當尺寸遠小于紫外線的波長時，粒子就可以将作用在其上的紫外線向各個方向散射，從而減小照射方向的紫外線強度。此外，如果這原料的粒徑過大，塗在皮膚上會出現不自然的白化現象。因此納米級微粒與通常尺寸相比有着顯着的優勢。
納米氧化鋅是穩定的化合物，可以提供廣譜的紫外保護（UVA和UVB），同時還有抗菌和抗炎的作用，幾乎在各國對防曬劑的評價中都是目前為止最安全有效的成分。但它們特别小的尺寸，使得它們有更高的化學活性，也可能被人體吸收，從而對人體和環境有着潛在的危害，因此對于納米級氧化鋅的使用還存在着很大的争議。比如歐盟在2004年的時候說納米氧化鋅會被吸收，而且可能會引起DNA損傷。澳大利亞在2006年一份綜述中稱不認為納米粒子在皮膚中有吸收。而美國DNA1999年批準氧化鋅的使用，但認為納米氧化鋅存在安全問題而不允許使用，而在2006年批準納米氧化鋅作為一個新的有效成分。
納米微粒最令人擔憂的地方就是它會釋放出自由基，這會增加氧化壓力，從而損傷體内的蛋白、酯類和DNA。钛産生的氫氧自由基可能會對DNA和細胞産生損傷，鋅産生氫氧自由基可能會損害皮膚中的DNA和細胞結構。另外，當你抹了防曬霜洗臉或是遊泳，又或者是使用帶防曬系數的唇膏，就存在着很大的可能将其中含有的納米級的防曬劑直接通過吃下去，這樣人體是可以直接吸收的。有研究表明腸子能夠吸收二氧化钛粒子的直徑在150-500nm（略高于納米水平，相當于微米粒子，這種尺寸的粒子防曬劑中也有使用），随後這些粒子還可以到達肝髒和脾髒。關于納米粒子是否能通過皮膚直接進入血液還存在争議。通過在動物和人手上的實驗表明，納米氧化鋅有1.5-2.3%的吸收。但也有人認為人手上的皮膚遠比嘴唇、眼睑、大腿内側、腋下等地方要厚實的多，而且如果皮膚破損處的吸收狀況也會不同，很快下結論這種粒子幾乎零吸收是過于草率的，缺乏更多的實驗證據。
應用領域
1、主要用于橡膠或電纜工業作補強劑和活性劑，也作白色膠的着色劑和填充劑，在氯丁橡膠中用作硫化劑等
2、在化肥工業中對原料氣作精脫硫用
3、主要用作白色顔料，橡膠硫化活性劑、有機合成催化劑、脫硫劑，用于靜電複印、制藥等
4、用于合成氨、石油、天然氣化工原料氣的脫硫
5、用作分析試劑、基準試劑、熒光劑和光敏材料的基質
6、用于靜電濕法複印、幹法轉印、激光傳真通訊、電子計算機的靜電記錄及靜電制版檔
7、用于塑料行業、防曬化妝品系列産品、特殊陶瓷制品、特種功能塗料以及紡織衛生加工等
8、廣泛用于合成氨、甲醇和制氫等工業原料氣、油的深度脫硫淨化過程
9、用作收斂藥，用于制軟膏或橡皮膏
10、用作白色顔料，用于印染、造紙、火柴及醫藥工業。在橡膠工業中用作天然橡膠、合成橡膠及乳膠的硫化活性劑、補強劑及着色劑。也用于顔料鋅鉻黃、醋酸鋅、碳酸鋅、氯化鋅等的制造。此外還用于電子激光材料、熒光粉、飼料添加劑、催化劑、磁性材料制造飼料添加劑在飼料加工中作鋅的補充劑。
11、無機白色顔料。着色力不及二氧化钛及立德粉。廣泛用于ABS樹脂、聚苯乙烯、環氧樹脂、酚醛樹脂、氨基樹脂和聚氯乙烯及油漆和油墨的着色。另外，在橡膠工業也可用作橡膠的硫化活性劑、補強劑和着色劑。還用于漆布、化妝品、搪瓷、紙張、皮革、火柴、電纜等的生産。也可用于印染、玻璃工業、醫藥工業等。也用作合成氨的脫硫劑。還用作電子激光材料、熒光粉、飼料添加劑、磁性材料制造等。
12、營養增補劑（鋅強化劑）。
13、氧化鋅是飼料營養強化劑。
14、主要用作橡膠或電纜的補強劑，以使橡膠具有良好的耐腐蝕性，抗撕裂性和彈性。也用作天然橡膠的硫化活化劑，白色橡膠的着色劑和填料，氯丁橡膠的硫化劑。顆粒細小者（粒徑0.1μm左右）可用作聚烯烴或聚氯乙烯等塑料的光穩定劑。
15、用于合成氨原料氣的脫硫。
16、用作油漆的顔料和橡膠的填充料，醫藥上用于制軟膏、鋅糊、橡皮膏等。
17、适用于在飼料加工中作鋅的補充劑。
18、主要用作白色顔料，橡膠硫化活性劑、補強劑，有機合成催化劑、脫硫劑。
19、用于合成氨、石油、天然氣化工原料氣的脫硫。
20、用作分析試劑、基準試劑、熒光劑和光敏材料的基質。
21、主要用于橡膠或電纜工業作補強劑和活性劑，也作白色膠的着色劑和填充劑，在氯丁橡膠中用作硫化劑等。
22、日本島根大學開發發光氧化鋅納米粒子。氧化鋅常被用于生産嬰兒爽身粉等産品，是一種無毒的無機物，人體不會對其産生排異反應，因而安全性高。此外，氧化鋅納米粒子的體積小，具有不妨礙細胞活動的優點。
毒理數據
大鼠腹腔注射LD50：240mg/kg。有毒。中毒者會出現食欲不佳、煩渴、疲倦等許多症狀，重者會出現肺間質水腫，肺泡上皮破壞。
吸入氧化鋅煙塵4～8h後，可出現金屬煙熱。
中毒者會出現食欲不佳、煩渴、疲倦、胸悶及壓痛、嗜睡、幹咳、并會出現體溫升高、瞳孔擴大、結膜及咽部、面部充血、糖尿，有時還出現肝大。重者出現肺間質水腫，肺泡上皮破壞。
制備方法
1、由碳酸鋅煅燒而得。ZnCO=ZnO+CO
2、由氫氧化鋅煅燒分解而得。
3、由粗氧化鋅冶煉成鋅，再經高溫空氣氧化而成。
4、由熔融鋅氧化而得。
5、采用的方法有經鋅錠為原料的間接法（也稱法國法），以鋅礦石為原料的直接法（也稱美國法）和濕法三種。
間接法。反應方程式：2Zn+O=2ZnO
操作方法：将電解法制得的鋅錠加熱至600～700℃熔融後，置于耐高溫坩埚内，使之1250～1300℃高溫下熔融氣化，導入熱空氣進行氧化，生成的氧化鋅經冷卻、旋風分離，将細粒子用布袋捕集，即制得氧化鋅成品。
直接法。反應方程式：
C+O=CO
CO+C=2CO
ZnO+CO=Zn（蒸氣）+CO
Zn（蒸氣）+CO+O=ZnO+CO
操作方法：将焙燒鋅礦粉（或含鋅物料）與無煙煤（或焦炭悄）、石灰石按1：0.5：0.05比例配制成球。在1300℃經還原冶煉，礦粉中氧化鋅被還原成鋅蒸氣，再通入空氣進行氧化，生成的氧化鋅經捕集，制得氧化鋅成品。
濕法。用鋅灰與硫酸反應生成硫酸鋅，再将其分别與碳酸鈉和氨水反應，以制得的碳酸鋅和氫氧化鋅為原料制氧化鋅。反應方程式如下：
Zn+HSO=ZnSO+H↑
ZnSO+NaCO=ZnCO↓+NaSO
ZnSO+2NH·HO=Zn（OH）↓+（NH）2SO
以碳酸鋅為原料，經水洗、幹燥、煅燒、粉碎制得産品氧化鋅。ZnCO→ZnO+CO↑
以氫氧化鋅為原料，經水洗沉澱、幹燥、煅燒、冷卻、粉碎制得産品氧化鋅。Zn（OH）→ZnO+HO
安全措施
呼吸系統防護：作業工人建議佩戴防塵口罩。
眼睛防護：必要時可采用安全面罩。
防護服：穿緊袖工作服，長筒膠鞋。
手防護：戴防護手套。
侵入途徑：吸入、食入。
健康危害：吸入氧化鋅煙塵引起鋅鑄造熱。其症狀有口内金屬味、口渴、咽幹、食欲不振、胸部發緊、幹咳、頭痛、頭暈、四肢酸痛、高熱惡寒。大量氧化鋅粉塵可阻塞皮脂腺管和引起皮膚丘疹、濕疹。
滅火方法：不燃。火聲周圍可用的滅火介質。
其它：工作現場嚴禁吸煙、進食和飲水。工作後，淋浴更衣。注意個人清潔衛生。
注意事項
洩漏處理
隔離洩漏污染區，周圍設警告标志，建議應急處理人員戴好口罩、護目鏡，穿工作服。小心掃起，避免揚塵，倒至空曠地方深埋。也可以用大量水沖洗，經稀釋的洗水放入廢水系統。如大量洩漏，收集回收或無害處理後廢棄。
皮膚接觸：用肥皂水及清水徹底沖洗。就醫。
眼睛接觸：拉開眼睑，用流動清水沖洗15分鐘。就醫。
吸入：脫離現場至空氣新鮮處。就醫。
食入：誤服者，口服牛奶、豆漿或蛋清，洗胃。就醫。
急性毒性：7950mg/kg（小鼠經口）
危險特性：與鎂、亞麻子油發生劇烈反應。與氯化橡膠的混合物加熱至215℃以上可能發生爆炸。受高熱分解，放出有毒的煙氣。
燃燒（分解）産物：自然分解産物未知。
運輸注意事項：起運時包裝要完整，裝載應穩妥。運輸過程中要确保容器不洩漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴禁與氧化劑等混裝混運。運輸途中應防曝曬、雨淋，防高溫。
儲存事宜
儲存于陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。應與氧化劑分開存放，切忌混儲。儲區應備有合适的材料收容洩漏物。
安全術語
S60：該物質及其容器須作為危險性廢料處置。（This material and its container must be disposed of as hazardous waste.）
S61：避免釋放至環境中。參考特别說明/安全數據說明書。（Avoid release to the environment. Refer to special instructions / safety data sheets.）
風險術語
R50/53：對水生生物有極高毒性，可能對水體環境産生長期不良影響。（Very toxic to aquatic organisms， may cause long-term adverse effects in the aquatic environment.）
法規信息
化學品分類和危險性公示通則（2009年05月21日發布）
，原化學工業部、國務院經貿辦《關于印發化學危險物品安全管理條例實施細則>的通知》（化勞發677号）
，勞動部、化學工業部關于頒發《工作場所安全使用化學品規定》的通知“勞部發（1996）423号”
等法規，針對化學危險品的安全使用、生産、儲存、運輸、裝卸等方面均作了相應規定。
相關實驗
實驗名稱：氧化鋅的測定。
應用範圍/：該方法采用滴定法測定氧化鋅的含量，該方法适用于氧化鋅。
實驗原理：供試品加稀鹽酸使溶解，加0.025%甲基紅的乙醇溶液及氨試液，加氨-氯化铵緩沖液（pH值10.0）與鉻黑T指示劑，用乙二胺四醋酸二鈉滴定液（含量0.05mol/L）滴定至溶液由紫色轉變為純藍色。讀出乙二胺四醋酸二鈉滴定液使用量，計算氧化鋅的含量。
實驗試劑：
1.水（新沸放置至室溫）。
2.乙二胺四醋酸二鈉滴定液（0.05mol/L）。
3.基準氧化鋅。
4.稀鹽酸。
5.甲基紅的乙醇溶液（0.025%）。
6.氨試液。
7.鉻黑T指示劑。
8.氨-氯化铵緩沖液（pH10.0）。
實驗制備：
1.乙二胺四醋酸二鈉滴定液（0.05mol/L）。
配制：取乙二胺四醋酸二鈉19g，加新沸過的冷水使成1000mL，搖勻。
标定：取于800℃灼燒至恒重的基準氧化鋅0.12g，精密稱定，加稀鹽酸3mL使溶解，加水25mL，加0.025%甲基紅的乙醇溶液1滴，滴加氨試液至溶液顯微黃色，加水25mL與氨-氯化铵緩沖液（pH10.0）10mL，再加鉻黑T指示劑少量，用該液滴定至溶液由紫色變為純藍色，并将滴定結果用空白試驗校正。每1mL乙二胺四醋酸二鈉滴定液（0.05mol/L）相當于4.069mg的氧化鋅。根據該液的消耗量與氧化鋅的取用量，算出該液的濃度。
貯藏：置玻璃塞瓶中，避免與橡皮塞、橡皮管等接觸。
2.稀鹽酸：取鹽酸234mL，加水稀釋至1000mL，即得。該液含HCl應為9.5-10.5%。
3.氨試液：取濃氨溶液400mL，加水使成1000mL，即得。
4.鉻黑T指示劑：取鉻黑T0.1g，加氯化納10g，研磨均勻，即得。
5.氨-氯化铵緩沖液（pH10.0）：取氯化铵5.4g，加水20mL溶解後，加濃氨溶液35mL，再加水稀釋至100mL，即得。
實驗步驟：精密稱取供試品約0.1g，加稀鹽酸2mL使溶解，加水為25mL，加0.025%甲基紅乙醇溶液1滴，滴加氨試液到溶液顯微黃色，加水25mL、氨-氯化铵緩沖液（pH值10.0）10mL與鉻黑T指示劑少許，用乙二胺四醋酸二鈉滴定液（0.05mol/L）滴定至溶液由紫色轉變為純藍色。記錄消耗乙二胺四醋酸二鈉滴定液的體積數（mL），每1mL乙二胺四醋酸二鈉滴定液（0.05mol/L）相當4.069mg的ZnO。
注1：“精密稱取”系指稱取重量應準确至所稱取重量的千分之一，“精密量取”系指量取體積的準确度應符合國家标準中對該體積移液管的精度要求。
國家标準
中國(TJ36-79)車間空氣中有害物質的最高容許濃度5mg/m3
相關信息
上遊産品
堿式碳酸鋅、氫氧化鋅、鋅、鋅焙砂、鋅錠
下遊産品
硫酸鋅、硝酸鋅、氯化鋅、磷酸二氫鋅、磷酸鋅、硼酸鋅、堿式碳酸鋅、碳酸鋅、氟矽酸鋅、溴化鋅、氟硼酸鋅、醋酸鋅、檸檬酸鋅
