[发明专利]一种改性氧化锌及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种改性氧化锌，其特征在于：所述改性氧化锌包括氧化锌内核、第一包覆层、第二包覆层；所述第一包覆层包覆在氧化锌内核上；所述第二包覆层包覆在第一包覆层上；所述第一包覆层的材质为C、第二包覆层的材质为钛的亚氧化态化合物；其中，钛的亚氧化态化合物包括Ti₄O₇、Ti₅O₉、Ti₆O₁₁、Ti₇O₁₃中的至少一种；所述碳和钛的亚氧化态化合物的质量之和占所述改性氧化锌质量的4～30％，且Ti₄O₇的质量少于或等于27.4％、Ti₅O₉的质量为0.16～22.5％、Ti₆O₁₁的质量少于或等于12％、Ti₇O₁₃的质量少于或等于6％、碳的质量为1～7％；

所述改性氧化锌通过下述步骤制备：

步骤一：将氧化锌粉末均匀分散到含有酚和阳离子表面活性剂的溶液中，边搅拌边加入碱溶液，搅拌后加入醛，反应得到产物A，将产物A过滤、洗涤，真空干燥，得到酚醛树脂包覆的氧化锌；

步骤二：将酚醛树脂包覆氧化锌材料分散到含有钛酸酯的醇溶液中，加入交联剂进行钛凝胶的包覆，得到产物B，将产物B过滤、洗涤，真空干燥后，得到待热处理粉体；

步骤三：在惰性气氛条件下，将步骤二所得待热处理粉体置于烧结炉内，加热到760～880℃，并保温，反应完成后，随炉降温，得到所述改性氧化锌。

2.根据权利要求1所述的一种改性氧化锌；其特征在于：步骤一所得酚醛树脂包覆的氧化锌中，酚醛树脂的层厚为7～50nm。

3.根据权利要求1所述的一种改性氧化锌；其特征在于：步骤一中，将氧化锌粉末均匀分散含有酚和阳离子表面活性剂的溶液中，边搅拌边加入碱溶液，调节pH值至9.5～12后，继续搅拌20～60min，然后于20～40℃下加入醛反应6～20h，接着升温至70～92℃继续反应2～6h，得到产物A；将产物A过滤洗涤，真空干燥，得到酚醛树脂包覆的氧化锌；所述溶液的溶剂由水和乙醇按体积比，水:乙醇＝3～1:1组成；所述溶液溶剂和氧化锌的液固质量比为100～300:1；所述阳离子表面活性剂的质量为氧化锌质量的0.3～5倍。

4.根据权利要求1所述的一种改性氧化锌；其特征在于：

步骤一中，所述氧化锌粉末的粒径为0.5～5μm；

所述酚包括苯酚、间苯二酚中的至少一种；所述醛包括甲醛、戊二醛中的至少一种；所述碱溶液包括氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液、氨水中的至少一种；所述阳离子表面活性剂包括含氮的伯胺、仲胺、叔胺、季铵盐及其它含氮的有机衍生物中的至少一种；

所述含有酚和阳离子表面活性剂的溶液中，酚的浓度为2.6～9mmol/L；阳离子表面活性剂的浓度为10～46mmol/L；

所用醛与所用酚的摩尔比为1～3:1。

5.根据权利要求1所述的一种改性氧化锌；其特征在于：步骤二中，将酚醛树脂包覆氧化锌材料添加到含有钛酸酯的醇溶液中，搅拌分散20～60min，加入交联剂，于60～85℃温度下反应5～10h后，将产物过滤洗涤，并真空干燥；所述醇选自乙醇、正丙醇、异丙醇中的至少一种；所述钛酸酯选自钛酸四乙酯、钛酸正丙醇、钛酸异丙醇、钛酸四丁酯中的至少一种；所述交联剂包含乙二胺、乙烯亚胺中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种改性氧化锌；其特征在于：步骤三中，将步骤二中真空干燥后的产物在惰性气氛下，以1～3℃/min的升温速率加热到760～880℃，保温0.2～4h，碳热反应完成后，随炉降温，得到改性氧化锌。

7.一种如权利要求1所述改性氧化锌的应用，其特征在于：包括将其用做锌空气二次电池的锌负极材料。