一种高产率纳米氧化锌的制备方法技术领域

《一种高产率纳米氧化锌的制备方法》属于纳米材料领域，具体涉及一种高产率纳米氧化锌的制备方法。

一种高产率纳米氧化锌的制备方法技术方案

《一种高产率纳米氧化锌的制备方法》包括以下操作步骤：

（1）将尿素研磨成平均粒径为400-500目，然后加入至去离子水中，采用超声处理；

（2）再向其中加入硝酸锌，混合搅拌均匀后，向其中加入反应添加剂和混合油，其中反应添加剂由以下重量份的组分制成：三氟化硼三乙醇胺络合物14-18份、苄基三甲基碘化铵10-15份、分散剂6-9份，其中混合油由以下重量份的组分制成：蓖麻油20-25份、苯基三甲基硅烷3-6份、甲基含氢硅油10-15份；

（3）将步骤（2）制得的混合物加热至80-90℃，保温4-5小时，降至室温后，离心分离得到白色纳米氧化锌前驱物；

（4）将白色纳米氧化锌前驱物采用乙醇溶液清洗，再用去离子水清洗，然后烘干处理，再进行高温煅烧，制得纳米氧化锌。

其中，三氟化硼三乙醇胺络合物购于天元化研所，为T313型键合剂，苄基三甲基碘化铵购于武汉远成共创科技有限公司，分散剂购于山东泰和水处理科技股份有限公司。 具体地，上述步骤（1）中超声处理的时间为25分钟，超声波的频率为30-35千赫。具体地，上述步骤（1）中尿素与去离子水的质量比为1:20-30。具体地，上述步骤（2）中硝酸锌与尿素的质量比为9-15:1，所述添加剂与尿素的质量比为1:15-20，所述混合油与去离子水的体积比为1:30-35。具体地，步骤（2）中的分散剂为TH-904分散剂或羧酸-磺酸盐共聚物TH-2000中的任意一种。具体地，上述步骤（4）中乙醇溶液的体积分数为80%，采用乙醇清洗两次，去离子水清洗两次。具体地，上述步骤（4）中煅烧的烘干的方式为：采用90-110℃烘干处理50-70分钟。具体地，上述步骤（4）中煅烧的温度为380-400℃，煅烧的时间为100-150分钟。

一种高产率纳米氧化锌的制备方法改善效果

《一种高产率纳米氧化锌的制备方法》提供的高产率纳米氧化锌的制备方法，是对2017年5月以前的技术方案提出的改进，有效的提升了原料的利用率，提升了纳米氧化锌的产率，并且制得的纳米氧化锌的粒径更小，品质更好。步骤（1）中，将尿素磨碎，使其粒径更小，并采用超声处理，使得尿素在去离子水中分布的更为均匀，并且还能提升尿素分子的表面活性，进而加快了尿素的分解速度和提升了尿素的利用率，2017年5月以前的技术中，对尿素不采用磨碎和超声波处理，认为这些做法会导致成本增加，本发明克服了此种技术偏见，虽然采用磨碎处理增加了设备的投入费用，但是从长久来看，极大地提升了尿素的利用率，进而降低了生产成本；混合油的添加，可有效防止尿素水热分解时，二氧化碳的溢出，能使得二氧化碳气体尽可能的与水结合形成碳酸根离子，进而形成尽可能多的碳酸锌沉淀，进一步的提升了尿素的利用率，并且混合油的添加，还可使得生成的氧化锌前驱物沉淀在离心时，尽可能多的从溶液中被离心出来，增强了离心的效果；添加剂中的三氟化硼三乙醇胺络合物与苄基三甲基碘化铵协同作用后，可有效的增强锌离子和碳酸根离子、氢氧根离子的结合率，极大地提升了原料的利用率。

纳米氧化锌作为一种优良的光催化剂，可用于抗菌消毒、屏蔽紫外线等。截至2017年5月，中国外对于纳米氧化锌研究得非常广泛，但是由于纳米材料的特殊性，在制备方面还有很多不足之处。如化学制备法在纳米粒子的规模化生产方面具有一定的优势，但产品中易混入杂质、粒子易团聚、生产过程中存在着污染等一系列问题尚待解决；物理制备方法中的机械球磨法得到的产品不能完全达到纳米级；激光聚集原子沉积法的工业化还存在问题；化学物理合成法中的喷雾法容易在雾化的雾滴干燥、水解或热解时形成空心。截至2017年5月，有通过以尿素和硝酸锌为原料制备纳米氧化锌的方法，但是此种方法，尿素和硝酸锌的利用率较低，氧化锌的产率最高仅为85%，造成了原料的浪费，并且纳米氧化锌的平均粒径较大，为45纳米，品质较差，为了节约生产成本和提升纳米氧化锌的品质，急需对这种纳米氧化锌的制备方法提出改进。

1.《一种高产率纳米氧化锌的制备方法》特征在于，包括以下操作步骤：

（1）将尿素研磨成平均粒径为400-500目，然后加入至去离子水中，采用超声处理；

（2）再向其中加入硝酸锌，混合搅拌均匀后，向其中加入反应添加剂和混合油，其中反应添加剂由以下重量份的组分制成：三氟化硼三乙醇胺络合物14-18份、苄基三甲基碘化铵10-15份、分散剂6-9份，其中混合油由以下重量份的组分制成：蓖麻油20-25份、苯基三甲基硅烷3-6份、甲基含氢硅油10-15份；

（3）将步骤（2）制得的混合物加热至80-90℃，保温4-5小时，降至室温后，离心分离得到白色纳米氧化锌前驱物；

（4）将白色纳米氧化锌前驱物采用乙醇溶液清洗，再用去离子水清洗，然后烘干处理，再进行高温煅烧，制得纳米氧化锌。

2.根据权利要求1中所述的一种高产率纳米氧化锌的制备方法，其特征在于，步骤（1）中超声处理的时间为25分钟，超声波的频率为30-35千赫。

3.根据权利要求1中所述的一种高产率纳米氧化锌的制备方法，其特征在于，步骤（1）中尿素与去离子水的质量比为1:20-30。

4.根据权利要求1中所述的一种高产率纳米氧化锌的制备方法，其特征在于，步骤（2）中硝酸锌与尿素的质量比为9-15:1，所述添加剂与尿素的质量比为1:15-20，所述混合油与去离子水的体积比为1:30-35。

5.根据权利要求1中所述的一种高产率纳米氧化锌的制备方法，其特征在于，步骤（2）中的分散剂为TH-904分散剂或羧酸-磺酸盐共聚物TH-2000中的任意一种。

6.根据权利要求1中所述的一种高产率纳米氧化锌的制备方法，其特征在于，步骤（4）中乙醇溶液的体积分数为80%，采用乙醇清洗两次，去离子水清洗两次。

7.根据权利要求1中所述的一种高产率纳米氧化锌的制备方法，其特征在于，步骤（4）中煅烧的烘干的方式为：采用90-110℃烘干处理50-70分钟。

8.根据权利要求1中所述的一种高产率纳米氧化锌的制备方法，其特征在于，步骤（4）中煅烧的温度为380-400℃，煅烧的时间为100-150分钟。

• 实施例1

《一种高产率纳米氧化锌的制备方法》包括以下操作步骤：（1）将尿素研磨成平均粒径为400目，然后加入至去离子水中，采用超声处理；（2）再向其中加入硝酸锌，混合搅拌均匀后，向其中加入反应添加剂和混合油，其中反应添加剂由以下重量份的组分制成：三氟化硼三乙醇胺络合物14份、苄基三甲基碘化铵10份、分散剂6份，其中混合油由以下重量份的组分制成：蓖麻油20份、苯基三甲基硅烷3份、甲基含氢硅油10份；（3）将步骤（2）制得的混合物加热至80℃，保温4小时，降至室温后，离心分离得到白色纳米氧化锌前驱物；（4）将白色纳米氧化锌前驱物采用乙醇溶液清洗，再用去离子水清洗，然后烘干处理，再进行高温煅烧，制得纳米氧化锌。具体地，上述步骤（1）中超声处理的时间为25分钟，超声波的频率为30千赫。具体地，上述步骤（1）中尿素与去离子水的质量比为1:20。具体地，上述步骤（2）中硝酸锌与尿素的质量比为9:1，所述添加剂与尿素的质量比为1:15-20，所述混合油与去离子水的体积比为1:30。具体地，步骤（2）中的分散剂为TH-904分散剂。具体地，上述步骤（4）中乙醇溶液的体积分数为80%，采用乙醇清洗两次，去离子水清洗两次。具体地，上述步骤（4）中煅烧的烘干的方式为：采用90℃烘干处理50分钟。具体地，上述步骤（4）中煅烧的温度为380℃，煅烧的时间为100分钟。

• 实施例2

《一种高产率纳米氧化锌的制备方法》包括以下操作步骤：（1）将尿素研磨成平均粒径为450目，然后加入至去离子水中，采用超声处理；（2）再向其中加入硝酸锌，混合搅拌均匀后，向其中加入反应添加剂和混合油，其中反应添加剂由以下重量份的组分制成：三氟化硼三乙醇胺络合物16份、苄基三甲基碘化铵13份、分散剂8份，其中混合油由以下重量份的组分制成：蓖麻油23份、苯基三甲基硅烷5份、甲基含氢硅油13份；（3）将步骤（2）制得的混合物加热至85℃，保温4.5小时，降至室温后，离心分离得到白色纳米氧化锌前驱物；（4）将白色纳米氧化锌前驱物采用乙醇溶液清洗，再用去离子水清洗，然后烘干处理，再进行高温煅烧，制得纳米氧化锌。具体地，上述步骤（1）中超声处理的时间为25分钟，超声波的频率为33千赫。具体地，上述步骤（1）中尿素与去离子水的质量比为1:25。具体地，上述步骤（2）中硝酸锌与尿素的质量比为13:1，所述添加剂与尿素的质量比为1:17，所述混合油与去离子水的体积比为1:33。具体地，步骤（2）中的分散剂为TH-904分散剂。具体地，上述步骤（4）中乙醇溶液的体积分数为80%，采用乙醇清洗两次，去离子水清洗两次。具体地，上述步骤（4）中煅烧的烘干的方式为：采用100℃烘干处理60分钟。具体地，上述步骤（4）中煅烧的温度为390℃，煅烧的时间为130分钟。

• 实施例3

《一种高产率纳米氧化锌的制备方法》包括以下操作步骤：（1）将尿素研磨成平均粒径为500目，然后加入至去离子水中，采用超声处理；（2）再向其中加入硝酸锌，混合搅拌均匀后，向其中加入反应添加剂和混合油，其中反应添加剂由以下重量份的组分制成：三氟化硼三乙醇胺络合物18份、苄基三甲基碘化铵15份、分散剂9份，其中混合油由以下重量份的组分制成：蓖麻油25份、苯基三甲基硅烷6份、甲基含氢硅油15份；（3）将步骤（2）制得的混合物加热至90℃，保温5小时，降至室温后，离心分离得到白色纳米氧化锌前驱物；（4）将白色纳米氧化锌前驱物采用乙醇溶液清洗，再用去离子水清洗，然后烘干处理，再进行高温煅烧，制得纳米氧化锌。具体地，上述步骤（1）中超声处理的时间为25分钟，超声波的频率为35千赫。具体地，上述步骤（1）中尿素与去离子水的质量比为1:30。具体地，上述步骤（2）中硝酸锌与尿素的质量比为15:1，所述添加剂与尿素的质量比为1:15-20，所述混合油与去离子水的体积比为1:35。具体地，步骤（2）中的分散剂为羧酸-磺酸盐共聚物TH-2000。具体地，上述步骤（4）中乙醇溶液的体积分数为80%，采用乙醇清洗两次，去离子水清洗两次。具体地，上述步骤（4）中煅烧的烘干的方式为：采用110℃烘干处理70分钟。具体地，上述步骤（4）中煅烧的温度为400℃，煅烧的时间为150分钟。

• 对比例1

尿素不经过磨碎和超声波处理，其余步骤与实施例1完全相同。

• 对比例2

不添加混合油，其余步骤与实施例2完全相同。

• 对比例3

不添加添加剂，其余步骤与实施例3完全相同。

分别用各实施例和对比例中提供的方法各进行10批次纳米氧化锌的制备试验，按照物料平衡关系式，计算出尿素的平均转化率、硝酸锌的平均转化率以及纳米氧化锌的产率，并测得纳米氧化锌的平均粒径大小，试验结果如表1所示：

2020年7月17日，《一种高产率纳米氧化锌的制备方法》获得安徽省第七届专利奖优秀奖。 2100433B

一种测井方法专利目的

为了克服专利背景中的随钻电阻率测井技术所存在的一个或多个缺陷，《一种测井方法》提供了一种新的随钻测井方法，该方法在钻井过程中不但能够实时测量钻井前向地层电阻率变化，还能够分辨钻进过程中前方不同的电阻率层界面特征。

一种测井方法技术方案

根据专利目的的一个方面，提供了一种测井方法，其包括：（a）均质测量点选取步骤，在该步骤中，使测井装置选取两个连续测量点来进行至少两次连续测量；（b）根据所述两个连续测量点处的测量结果来确定所选取的所述两个连续测量点是否均能作为均质地层可选点；如果是，则（c）根据两个所述均质地层可选点来确定与所测目的层的地层电阻率相对应的所述测井装置的感应信号的幅度比基值和相位差基值；（d）根据所述幅度比基值和相位差基值来确定与所测目的层的地层电阻率相对应的幅度比标准值和相位差标准值；（e）根据所述幅度比标准值和相位差标准值来设定所述所测目的层的出层阈值；（f）继续选取下一个测量点进行至少两次测量；（g）判断在当前测量点处、测井装置的一对接收线圈之间的感应电动势的幅度比变化量和/或相位差变化量是否大于所述出层阈值；（h）如果步骤（g）的判断结果为是，则判定测井装置轴向前方出现低阻地层。

相比较径向深度探测而言，根据该发明的前向深度探测具有下列重要意义：首先，根据该发明的前向深度探测可有效地控制钻井工程造斜段轨迹；公知的水平段测量地层通常是先假定水平层状分布，当开始造斜时，电阻率测井装置与这些水平层状地层近乎垂直，因而径向探测响应只能反映某个层面的测量地层的电阻率变化情况，而前向探测响应却具有多个前向探测深度，其可反映不同的钻井深度上的测量地层的电阻率变化，可以有效识别层边界和油水触面，调整造斜弧度使之准确平滑，进而保证造斜段钻井质量。其次，当钻井进入复杂的大斜度井或水平井段时，根据该发明的前向深度探测可对钻井前端地层进行不同深度的前向探测，其比径向探测方法更直接和准确，可预先判断薄油层、复杂褶皱及互夹层，从而有效绕开断层以及沿高dip储层长距离钻进，获得最高油气有效钻遇率。

一种测井方法改善效果

根据该发明的测井方法可以在钻井过程中实时地测量地层的电阻率变化率的变化特征，实时分辨地层界面及油水界面，捕捉进入油气储集层的最佳时机，并且在高地层倾角及各向异性地层水平井中，能够较长距离地预测钻头前方地质信息并及时调整井眼轨迹，控制钻具穿行在油藏最佳位置，从而获得最大触油面，非常适合于在石油工程中进行地质导向。