氢氧化锆的基本信息:
化学式为 Zr (OH)₄,两性氢氧化物,
CAS NO. 14475-63-9。
理化性质外观:白色无定形粉末。
溶解性:不溶于水和碱溶液,可溶于强酸和氢氟酸。
稳定性:加热至 500℃以上时,会分解生成二氧化锆和水。在空气中稳定,但在高温下能与一些气体发生反应。
氢氧化锆制备:
制备方法锆盐水解:这是最常见的制备方法。将可溶性的锆盐,如氧氯化锆(ZrOCl₂)、硝酸锆 [Zr (NO₃)₄] 等溶解在水中,然后加入沉淀剂,如氨水、氢氧化钠等碱性溶液,调节溶液的 pH 值,使锆离子发生水解反应,生成氢氧化锆沉淀。反应方程式为:Zr⁴⁺ + 4OH⁻ = Zr (OH)₄↓。沉淀经过过滤、洗涤、干燥等操作后,即可得到氢氧化锆产品。
应用领域催化剂:氢氧化锆具有较高的比表面积和良好的热稳定性,常被用作催化剂载体。它可以负载各种活性组分,如贵金属、过渡金属氧化物等,用于多种化学反应,如加氢反应、脱氢反应、异构化反应等。此外,氢氧化锆本身也具有一定的催化活性,可用于酯交换反应、缩合反应等。
陶瓷材料:在陶瓷工业中,氢氧化锆是制备高性能结构陶瓷和功能陶瓷的重要原料。它可以提高陶瓷的硬度、强度、耐磨性和耐高温性能。例如,在氮化硅陶瓷中加入适量的氢氧化锆,可以改善陶瓷的烧结性能,提高其致密度和机械性能。同时,氢氧化锆还可用于制备具有特殊功能的陶瓷,如压电陶瓷、热释电陶瓷等。
电子工业:在电子工业中,氢氧化锆可用于制备电子陶瓷电容器、压电元件、传感器等。它可以作为陶瓷介质材料,具有较高的介电常数和良好的绝缘性能,能够提高电子元件的性能和稳定性。此外,氢氧化锆还可用于制备半导体材料的前驱体,通过进一步的处理得到高性能的半导体薄膜,应用于集成电路、太阳能电池等领域。
环保领域:氢氧化锆对一些重金属离子和放射性元素具有良好的吸附性能,因此可用于处理工业废水和核废料。它可以通过离子交换和化学吸附等作用,将废水中的重金属离子(如铅、汞、镉等)和放射性核素(如铀、钚等)吸附到其表面,从而实现废水的净化和放射性物质的分离。
其他应用:在皮革工业中,氢氧化锆可用作皮革的鞣剂,能够提高皮革的耐水性、耐磨性和柔软度。在涂料工业中,氢氧化锆可以作为添加剂,用于提高涂料的耐腐蚀性、耐高温性和附着力。此外,氢氧化锆还可用于制备特种玻璃、耐火材料、防水材料等。