磷酸锆应用领域及其应用优势

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一、磷酸锆简介磷酸锆,又名磷酸氢锆,化学式Zr(HPO4)2·H2O。是一种新型多功能介孔材料,是层状固体酸材料之一。磷酸锆有α和γ两种结构类型,白色粉末,不溶于水和有机溶剂,能耐较强的酸和一定的碱。具有较大的比表面积和表面电荷,是一种较强的固体酸,具备良好的离子交换特性。二、应用领域磷酸锆具有层状化合物的共性,化学稳定性高,既具有像离子树脂一样的离子交换性能,又具有像沸石一样的择形吸附和催化性能,具有较高的热稳定性和耐酸碱性,因此各种应用也层出不穷。目前,磷酸锆除医用透析领域的应用外,还有如下方面的应用也被实验室及生产实践过程所证实。1、医用肾透析方面:是一种新型吸附剂,其作为一种新型的透析耗材类材料,作用于血液透析环节。其主要作用是由于磷酸锆表面携带了Na+和H+离子,当磷酸锆遇到包含更活跃的的一价或者二价的阳离子例如K+、Ca2+或者Mg2+的溶液时,它会优先释放Na+和H+,作为交换吸附其他阳离子。然后将这些离子从血液中替换出来,从而调节血液中电荷平衡、酸碱度平衡等。2、伤口护理敷料方面:磷酸锆伤口复合敷料是一种用于治疗疮,伤口及其他皮肤损害的生物医用材料。在皮肤创伤重建或恢复时,敷料可以暂时起到皮肤屏障的部分作用,为创面愈合提供有利的微环境。此外,敷料还有控制伤口分泌物和气味,控制伤口感染,止血,减少或去除疤痕的形成,加快伤口的愈合速度等重要的作用。3、离子交换方面:其对三价铬等金属离子具有离子交换吸附功能,可应用在血液透析、净水器、废水处理等方面。4、催化剂方面:可以催化丙烯、乙烯(石油附产品的加工处理)、氧化石蜡、卟啉、酞箐等,不限于做酸性催化,还可做碱性催化。5、抗菌方面:可用作载银抗菌材料;可添加到塑料、橡胶、纤维、涂料、纸张、胶粘剂、陶瓷和玻璃制品中用作抗菌功能材料;以及银锌无机抗菌剂、稀土复合无机抗菌剂、抗菌纤维母粒、织物抗菌整理剂、羽绒抗菌除臭整理剂等;甚至可以经高温煅烧而生成的抗菌剂。已用在防静电鞋、导电鞋、抗菌内衣、袜子、手术服、敷料、鞋垫和化妆品等各类商品中。6、环保方面:磷酸锆对SO2和CO2等酸性气体具有较强的吸附性,可作为吸附剂添加到瓷砖、人造板、墙纸、涂料等材料中,用于去除装修所产生的甲醛和氨等有害气体;此外,还可利用其对胺、醇及吡啶等碱性有机化合物的强亲合性来去除这类物质,甚至可以吸附去除多氯联苯(PCBS),多环芳烃(PAHS)及杀虫剂(PCDFS)等有毒污染物。因此说它是一种用途很广的环境气体污染物吸附剂。7、电器方面:磷酸锆α-ZrP本质上是一个质子导体,可用作染料敏化太阳能电池凝胶电解质材料。8、低膨胀陶瓷材料:主要用作高温高压陶瓷头和陶瓷刀。9、电化学设备方面:可用作固相气体传感器、聚合物无机质子传导膜材料、全固相燃料电池、电致发光材料、分子电子设备、非线性光学材料、人工光合作用器件以及胶片的感光性组合物填料等。10、生物领域:在基因存贮方面作材料用。包括DNA,蛋白质等生物活性分子组成的纳米复合材料。三、应用优势以磷酸锆在肾透析、医用敷料、聚合物、催化剂以及抗菌领域的相关应用说明其优势。1、肾透析领域磷酸锆作为一种优质的透析吸附材料。它既具有像离子树脂一样的离子交换性能,又具有像沸石一样的择形吸附和催化性能,还具高的热稳定性和耐酸碱性。磷酸锆本身具有杀菌功能,并且可重复利用率很高,此点与传统透析材料相比可省去较为麻烦的消毒杀菌一步,在器材的维护上有很大的改进,同时它的高比表面积对于人体内废物的吸附具备更优良的效果,不仅可以吸附小分子微粒,对于蛋白质等大分子微粒也有较强的吸附功能。磷酸锆和传统透析材料比较2、伤口护理敷料领域磷酸锆复合敷料具有多层吸收、保湿、防浸渍功能,综合了吸附、保湿、防感染、减少疤痕形成、加快伤口愈合等作用于一身,具有更优的医用性能,且其更具成本优势。磷酸锆复合敷料与传统新型敷料对比3、聚合物领域聚合物磷酸锆纳米复合材料是聚合物层状纳米无机复合材料的重要分支。由于纳米α-磷酸锆(α-ZrP)具有良好的化学稳定性和热稳定性,良好的机械强度,高比表面积,表面活性中心多,在与聚合物复合时能产生强界面作用。添加了不同添加剂的硅橡胶复合材料的阻燃性能比较4、催化剂领域经实验室实验证实,磷酸锆及其衍生物催化剂在有机反应中的应用十分广泛,在脱缩反应,氧化反应,氧化脱氢反应,还原反应,加成反应,取代反应,异构化反应和聚合反应中均有应用。磷酸锆的催化性能不仅在于它本身的酸性,更重要的在于,其它客体(或者柱撑剂)嵌入后得到的复合材料,一方面,使其酸性具有可调变性、改善了孔道结构的几何特性和择形性能;另一方面,使其具有复合催化性能。因这类复合材料的应用和市场也将非常可观。以磷酸锆催化甘油制丙烯醛为例,见下表:磷酸锆催化甘油制丙烯醛5、抗菌领域以磷酸锆为载体的银系无机抗菌剂,是以层状磷酸锆为载体,银锌等多种金属离子为抗菌离子以及多种助剂制成的无机类抗菌剂。它具有安全性高和耐热性好,化学稳定性好的特性,可添加到各类树脂中,起到抗菌作用,可对各类细菌进行高效广谱的杀灭。磷酸锆和传统抗菌材料比较磷酸锆作为多功能层状结构添加剂,能为许多产品带来性能升级,为创新开发产品带来无限可能。

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