氧化锌

氧化锌是一种无机化合物与式 的Zn Ò。ZnO是白色粉末，不溶于水。在许多材料和产品中用作添加剂，包括化妆品、食品补充剂、橡胶、塑料、陶瓷、玻璃、水泥、润滑剂、油漆、软膏、粘合剂、密封剂、颜料、食品、电池、铁氧体、阻燃剂以及急救磁带。尽管它作为矿物锌矿自然存在，但大多数氧化锌是人工合成的。

纯ZnO是白色粉末，但在自然界中它以稀有的矿物锌矿存在，通常含有锰和其他杂质，这些杂质赋予黄色至红色。

结晶的氧化锌是热致变色的，在空气中加热时会从白色变为黄色，冷却后会恢复为白色。这种颜色变化是由高温下环境中少量氧气流失所致，形成非化学计量的Zn _{1 + x} O，在800°C时x = 0.00007。

对于工业用途，通过三个主要过程每年可生产10 ⁵吨ZnO：

在间接或法式工艺中，金属锌在石墨坩埚中熔化并在高于907°C（通常在1000°C左右）的温度下蒸发。锌蒸气与空气中的氧气反应生成ZnO，并伴随其温度下降和明亮的发光。氧化锌颗粒被输送到冷却管道中并收集在袋式除尘器中。这种间接方法在1844年由勒克莱尔（法国）推广，因此通常称为法国过程。它的产品通常由平均大小为0.1到几微米的团聚氧化锌颗粒组成。按重量计，世界上大多数氧化锌是通过法国工艺制造的。

直接或美国过程始于各种受污染的锌复合材料，例如锌矿石或冶炼厂副产品。通过与碳源（如无烟煤）一起加热来还原锌前体（碳热还原），以产生锌蒸气，然后像间接工艺一样将其氧化。由于原材料的纯度较低，因此与间接工艺相比，最终产品在直接工艺中的质量也较低。

少量的工业生产涉及湿化学工艺，该工艺从锌盐的水溶液开始，从中沉淀出碳酸锌或氢氧化锌。然后将固体沉淀物在约800°C的温度下煅烧。

存在许多用于科学研究和利基应用的生产ZnO的专门方法。这些方法可以按所得的ZnO形式（本体、薄膜、纳米线）、温度、过程类型进行分类。或解决方案的增长和其他参数进行分类。

大单晶（多立方厘米）可以通过气体输送（气相沉积），生长水热合成或熔体生长。然而，由于ZnO的蒸气压高，从熔体中生长是有问题的。气体传输的生长难以控制，因此首选水热法。薄膜可以通过制造的化学气相沉积、金属有机气相外延、电沉积、脉冲激光沉积、溅射、溶胶-凝胶合成、原子层沉积、喷雾热解等。

普通的白色粉末状氧化锌可以在实验室中通过用锌阳极电解碳酸氢钠溶液来生产。产生氢氧化锌和氢气。加热时，氢氧化锌分解成氧化锌。

氧化锌粉的用途很多，主要的摘要如下。大多数应用利用氧化物作为其他锌化合物的前体的反应性。对于材料科学应用，氧化锌具有高折射率、高导热性、粘结性、抗菌和紫外线防护特性。因此，它被添加到材料和产品中，包括塑料、陶瓷、玻璃、水泥、橡胶、润滑剂、油漆、软膏、粘合剂、密封剂、混凝土制造、颜料、食品、电池、铁氧体、阻燃剂等。

ZnO的使用量中有50％至60％用于橡胶工业。氧化锌与硬脂酸一起用于橡胶的硫化ZnO添加剂还可以保护橡胶免受真菌和紫外线的伤害。

陶瓷工业消耗大量的氧化锌，特别是在陶瓷釉料和玻璃料组合物中。ZnO的较高的热容量，导热率和高温稳定性以及较低的膨胀系数是陶瓷生产中的理想特性。ZnO影响釉料，搪瓷和陶瓷配方的熔点和光学性能。氧化锌是一种低膨胀的二次助熔剂，它通过降低粘度随温度的变化而提高了釉料的弹性，并有助于防止开裂和发抖。通过用ZnO代替BaO和PbO、热容会降低、导热系数会增加。少量锌可改善光亮表面的发展。但是，从中到大量 它会产生哑光和结晶的表面。关于颜色，锌具有复杂的影响。

氧化锌与约0.5％的氧化铁（III）（Fe ₂ O ₃）的混合物称为炉甘石，用于炉甘石洗剂中。锌矿和半晶石这两种矿物在历史上被称为炉甘石。当与混合丁子香酚，一配体，氧化锌丁香酚形成，其具有应用程序作为一个恢复性和口腔修复在牙科。

反映出ZnO的基本特性，氧化物的细颗粒具有除臭和抗菌的特性，因此将其添加到棉织物、橡胶、口腔护理产品和食品包装等材料中。与散装材料相比，细颗粒增强的抗菌作用不仅限于ZnO，而且对于其他材料（如银）也可以观察到。该性质是由于细颗粒的表面积增加所致。

氧化锌用于漱口水产品和牙膏中，被认为是一种抗菌剂，旨在防止牙菌斑和牙垢的形成，并通过减少口腔中的挥发性气体和挥发性硫化合物（VSC）来控制口臭。除氧化锌或锌盐外，这些产品还通常含有其他活性成分，例如氯化十六烷基吡啶鎓、木糖醇、扁柏酚、香精油和植物提取物。 

氧化锌被广泛用于治疗各种皮肤疾病，包括特应性皮炎、接触性皮炎，因湿疹引起的瘙痒、尿布疹和痤疮。氧化锌也经常添加到防晒霜中。

它在产品，如使用婴儿爽身粉和护肤霜来治疗尿布皮疹、炉甘石霜、抗头皮屑 洗发水和防腐油膏。它也是胶带中的一种成分，运动员用作绷带以防止在锻炼过程中软组织受损。

氧化锌可用于软膏、乳霜和乳液中，以防止紫外线引起的晒伤和其他皮肤伤害。它是最宽光谱的UVA和UVB吸收剂，已被美国食品和药物管理局（FDA）批准用作防晒霜，并且完全光稳定。当用作防晒霜的成分时，氧化锌可阻挡UVA（320-400 nm）和UVB（280-320 nm）紫外线。氧化锌和其他最常见的物理防晒，二氧化钛，被认为是无刺激性、过敏性反应和非粉刺。但是，氧化锌中的锌会被皮肤吸收一些。

许多防晒霜使用氧化锌的纳米颗粒（以及二氧化钛的纳米颗粒），因为这样的小颗粒不会散射光，因此不会呈现白色。纳米颗粒不会比常规尺寸的氧化锌颗粒吸收更多的皮肤，并且只会吸收到皮肤的最外层，而不会吸收到体内。

氧化锌纳米颗粒能够增强的抗菌活性环丙沙星。研究表明，平均粒径在20〜45nm的纳米ZnO在体外可以增强环丙沙星对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌 的抗菌活性。这种纳米材料的增强效果取决于所有测试菌株的浓度。此效果可能是由于两个原因。首先，氧化锌纳米粒子会干扰NorA蛋白，后者被开发用于赋予细菌抗性并具有介导外排的泵浦活性。细胞中的亲水性氟喹诺酮类药物。其次，氧化锌纳米颗粒会干扰Omf蛋白，Omf蛋白是导致喹诺酮类抗生素渗透到细胞中的原因。

氧化锌是香烟过滤嘴的一种成分。由浸渍有氧化锌和氧化铁的木炭组成的过滤嘴可从烟草烟雾中去除大量的氰化氢（HCN）和硫化氢（H ₂ S），而不会影响其味道。

氧化锌被添加到包括早餐谷物在内的许多食品中，作为锌的来源，锌是一种必需的营养素。某些预包装食品也包含痕量的ZnO，即使其并非旨在作为营养物也是如此。