اکسید روی Zinc Oxide یا ZnO یک ترکیب شیمیایی آلی و یک ماده معدنی است که به صورت طبیعی در کانی زینسیت Zincite یافت میشود. و با روشهای شیمیایی و حرارتی سنتر شده تا در صنایع مختلف مورد استفاده قرار بگیرد. اکسید روی به طور معمول به شکل پودر سفید، بدون بو و نامحلول در آب یافت میشود. این ماده هم به دلیل ویژگیهایی که با فرآیندهای مصنوعی بدست میآورد و هم خواصی که به عنوان ماده معدنی دارد، ماده پرفروش و کاربردی است که امروزه نیز بیشتر از قبل مورد توجه قرار گرفته است. Zno به عنوان فعال کننده ها در صنعت تولید لاستیک و تایر کاربرد دارد. در ادامه از این مقاله با اکسید روی، خصوصیات و کاربردهای آن به صورت دقیقی آشنا خواهید شد.
برای خرید اکسید روی به صورت عمده با گرید کیفی بالا با ما در ویراتیس در ارتباط باشید.
خواص فیزیکی و شیمیایی روی اکسید
| ویژگیها | مقدار / توضیحات |
|---|---|
| نام فارسی | اکسید روی یا روی اکسید |
| نام انگلیسی | Zinc Oxide |
| فرمول شیمیایی | ZnO |
| شماره CAS | 1314-13-2 |
| جرم مولکولی | 81.38 g/mol |
| ظاهر | پودر سفید یا مایل به زرد |
| بو | بیبو |
| چگالی | 5.606 g/cm³ در دمای اتاق |
| نقطه ذوب | حدود 1,975 °C |
| نقطه جوش | حدود 2,360 °C |
| ساختار بلوری | وورتسیت (Wurtzite) – ششگوش، و در فشار بالا: زیگ-بلند (Cubic) |
| حلالیت در آب | عملاً نامحلول (0.0004 g/100 ml در 20 °C) |
| حلالیت در اسیدها | محلول در اسیدهای قوی مثل HCl و H₂SO₄ |
| حلالیت در بازها | محلول در بازهای قوی (مثل NaOH) |
| رنگ شعله | سبز مایل به آبی |
| پایداری حرارتی | مقاوم تا دماهای بالا، ولی در دمای خیلی بالا به فلز روی و اکسیژن تجزیه میشود |
| ضریب شکست (n) | حدود 2.0 |
| رسانایی الکتریکی | نیمهرسانا (Band Gap ≈ 3.3 eV) |
| خواص نوری | جاذب و بازتابنده قوی اشعه UV |
| خواص شیمیایی | آمفوتریک (میتواند با اسید و باز واکنش دهد) |
| خاصیت دیگر | آنتیباکتریال، ضدقارچ، فتوکاتالیست، پیزوالکتریک و پایروالکتریک |
اکسید روی چیست و روشهای تولید
فرمول شیمیایی اکسید روی و یا روی اکسید ZnO است که به عنوان یک ماده معدنی پودری به رنگ سفید و نامحلول در آب مورد استفاده قرار میگیرد. این ماده با نامهای توتیا و زینک اکساید نیز در موارد مختلف شناخته میشود. با وجود اینکه منشا آن از طبیعت و سنتز کانی زینسیت بدست میآید، اما برای کاربرد در صنعت به روشهای شیمیایی و حرارتی به طور مصنوعی تولید و مورد استفاده قرار میگیرد. تولید اکسید روی به دو روش حرارتی مستقیم و غیر مستقیم و یک روش شیمیایی لیچینگ انجام میشود.
- در روش حرارتی مستقیم سنگی که حاوی عنصر روی است را در دمای ذوب آن ذوب میکنند. برای جذب بخار حاوی روی از این ماده ذوب شده از یک منبع کربنی استفاده میشود. این بخار جذب شده با افزایش دمای ورودی با عنصر اکسیژن هوا واکنش میدهد. سپس دما را کاهش داده تا محصول نهایی اکسید روی تهیه و بدست آورده شود.
- در روش حرارتی غیر مستقیم به جای سنگ حاوی روی، فلز روی را در بوته گرافیتی قرار داده و در دمای بالا ذوب میشود. در این مرحله مانند روش مستقیم، بخار ناشی از ذوب با اکسیژن هوا در دمای بالا واکنش میدهد و سپس در محفظه خنک کنند، سرد میشود تا محصول نهایی بدست بیاید.
- بر خلاف دو روش گفته شده که با صورت حرارتی عمل میکردند، روشی شیمیاییتر نیز برای تهیه اکسید روی وجود دارد. در این روش شیمیایی لیچینگ از محلول نمک و روی، رسوبات جامد کربنات روی حاصل میشود. این رسوبات کلسینه میشوند و محصول نهایی اکسید روی بدست میآید.
روش غیر مستقیم متداولترین روش تولید اکسید روی است که به علت خلوص مناسب محصول نهایی، برای صنایع نیز گزینه مناسبی خواهد بود. در روش مستقیم، محصول نهایی خلوص بالایی ندارد و ممکن است در صنایع خاصتر خطا ایجاد کند.
ویژگی های اکسید روی
- روی اکسید در آب و الکل نامحلول است.
- Zno در برابر اشعه uv مقاوم است و میتواند بدون نگرانی از آسیب، زیر نور خورشید باشد.
- پودر اکسید روی آنتی باکتریال است و در صنایع بهداشتی قابل مصرف است.
- از خصوصیات مهم اکسید روی، قابلیت چسبندگی و پوشش دهی بالاست که بسیار آن را کاربردی کرده است.
- ضریب شکست اکسید روی بالا است و محیط چگالتری برای عبور نور خواهد بود در نتیجه نور با سرعت کمتری از آن عبور خواهد کرد.
- روی اکسید نیمه رسانا است و ضریب ﮔﺎف اﻧﺮژی آن در ﺣﺪود 3/3(mev) در دمای 25 درجه سانتی گراد است. به همین دلیل به عنوان عایق الکتریکی نیز مورد استفاده قرار میگیرد.
- ماده Zno پایداری مکانیکی و مقاومت غیر خطی مطلوب و مناسبی دارد.
- زینک اکساید ضریب انبساط کم، ضریب هدایت حرارتی مناسب و ظرفیت حرارتی بالایی دارد.
سایت AZoM (A to Z of Materials) یکی از برجستهترین و معتبرترین انتشارات آنلاین در زمینهی علم مواد (Materials Science) به شمار میآید. این پلتفرم اطلاعات علمی قابل درک و واقعی برای متخصصان، پژوهشگران و علاقهمندان فعال در این حوزه را انتشار میدهد. AZoM در مقاله «اکسید روی – خواص، کاربردها و آینده ZnO» توضیحات کاملی درباره اکسید روی داده است.
ساختار و ویژگیهای روی اکسید
- اکسید روی یک ترکیب معدنی با فرمول شیمیایی ZnO است.
- بلور آن معمولا ساختاری ششضلعی دارد.
- دارای باندگپ مستقیم (۳.۳۷ eV) و انرژی پیوند بالا است که آن را برای کاربردهای الکترونیکی و نوری مناسب میکند.
- خواص فیزیکی: نقطه ذوب بالا (۱۹۷۵°C)، سختی حدود ۴.۵ در مقیاس موس و رسانایی گرمایی مناسب دارد.
کاربردهای صنعتی و علمی
- لاستیکسازی: تقویتکننده لاستیک و افزایش مقاومت به سایش.
- رنگ و پوششها: به عنوان پیگمنت سفید و جاذب اشعه فرابنفش (UV).
- داروسازی و محصولات آرایشی: در ضدآفتابها، پمادهای پوستی و کرمهای محافظ.
- الکترونیک: استفاده در واریستورها، دیودهای نوری (LED)، ترانزیستورهای فیلم نازک و حسگرهای گاز.
- سرامیک و شیشه: بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی لعابها.
مزایا و دلایل توجه به ZnO
- غیرسمی و زیستسازگار است.
- قابلیت استفاده بهصورت نانوذرات را دارد که خواص نوری و شیمیایی آن را تقویت میکند.
- به دلیل ویژگیهای نیمهرسانایی و فوتوکاتالیستی، در فناوریهای نوین مانند سلولهای خورشیدی و فتوکاتالیستها کاربرد فزاینده دارد.
چشمانداز آینده
- تحقیقات زیادی بر روی نانوذرات ZnO در جریان است.
- انتظار میرود کاربردهای آن در بیوتکنولوژی، انرژیهای تجدیدپذیر، پزشکی و الکترونیک پیشرفته گسترش پیدا کند.
کاربردهای اکسید روی
با توجه به ویژگیهای نام برده برای ماده معدنی زینک اکساید یا اکسید روی، مصارف متعددی در صنایع مختلف دارد. با توجه به نوع تولید اکسید روی و میزان خلوص آن، ترکیبات متعددی در زمینههای مختلف صنعتی از آن تهیه میشود تا بهترین بازدهی را در کارایی محصول نهایی آن صنعت داشته باشد. بخش عمده مصرف ZnO در این صنعت است، بهعنوان فعالکننده در فرآیند گوگرددهی و جهت تقویت دوام، پایداری حرارتی و مقاومت به سایش استفاده میشود.
اکسید روی در لاستیک سازی
حجم زیادی از اکسید روی تولیدی در صنعت لاستیک سازی استفاده میشود. در صنعت لاستیک سازی از اکسید روی و اسید استئاریک بهعنوان فعالکننده در فرآیند گوگرددهی و جهت تقویت دوام، پایداری حرارتی و مقاومت به سایش در هنگام جوشیدن مواد اولیه لاستیک استفاده میشود. به دلیل ویژگی آنتی اکسیدان بودن این ماده، مقاومت در برابر بروز قارچ در لاستیک را بالا میبرد. ضریب شکست و مقاومت در برابر اشعه خورشید نیز باعث عدم کوتاه شدن طول عمر لاستیک در برابر تابش مداوم نور میشود.
اکسید روی در شیشه سازی
این ماده در تولید شیشه نیز مورد استفاده قرار میگیرد. از جمله تاثیراتی که اکسید روی بر مواد تولید کننده شیشه میگذارد، کریستالی کردن مواد تشکیل دهنده و در موارد مورد نیاز، مات کننده آنها خواهد بود. همچنین باعت سختی بیشتر و مقاومت در برابر شکست لعاب میشود.
اکسید روی در سرامیک سازی
تحمل دما و ظرفیت حرارتی اکسید روی بالا است و همین امر به همراه ضریب انبساط پایین باعث کاربردی شدن این ماده در تولید لعاب و سرامیک در صنعت سرامیک سازی شده است. همچنین در فرایند مینا کاری نیز از این ماده استفاده میکنند.
اکسید روی در صنایع غذایی
از اکسید روی در صنایع غذایی و تولید مکملهای غذایی استفاده میشود. وجود مواد معدنی و مغذی که در این ماده وجود دارد موجب غنی سازی مکملها و خوراکیهایی که به عنوان میان وعده مصرف میشود، شده است. از این ماده به منظور غنی سازی غذاها از عنصر روی استفاده میشود. به علاوه لازم به ذکر است که ماده معدنی زینک اکساید به طور طبیعی نیز در برخی مواد غذایی نظیر پنیرها، ماهی، بادام درختی و … وجود دارد و این غذاها منابع مغذی برای بدن محسوب میشوند.
همچنین نانو ذرات اکسید روی از جمله موادی هستند که امروزه در صنعت بسته بندی نیز مورد استفاده قرار میگیرد. این نوع بسته بندی به دلیل عوارض محیط زیستی بسته بندیهای پلاستیکی، به عنوان مواد زیست تخریب پذیر امروزه مورد توجه صنعتگران واقع شده است.
اکسید روی در پلاستیک سازی
کاربرد و مزیت استفاده از اکسید روی در تولید پلاستیک بسیار چشمگیر است و به عنوان ماده اصلی و کاربردی در این صنعت به شمار میرود. وجود این ماده در مواد اولیه پلاستیک موجب افزایش مقاومت و تقویت پلاستیک، بهبود میزان سختی، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر اشعه uv میشود. همچنین از کاربردهای دیگر اکسید روی در این صنعت، استفاده به عنوان فیلر است. وجود زینک اکساید در مواد اولیه تولید پلاستیک موجب پر شدن و افزایش جرم آن برای جلوگیری از هدر رفتها به کار میرود.
اکسید روی در صنعت لوازم آرایشی و بهداشتی
کاربردهای مختلفی از اکسید روی در صنایع آرایشی و بهداشتی وجود دارد. ویژگی شکست نور و مقاومت آن در برابر اشعه ماورا بنفش باعث شده تا در ساخت ضدآفتابها مورد استفاده قرار بگیرد تا میزان محافظت آنها از پوست در برابر تابش آفتاب بیشتر باشد.
در اکثر مواد آرایشی با رنگ سفید، از اکسید روی به دلیل پیگمنت سفیدش استفاده میشود. از جمله موادی که حاوی اکسید روی هستند شامل رژلب، پنکک، کرم پودر و ضدآفتاب و سایر کرمهای سفید و پودری هستند.
اکسید روی در صنایع دارویی
خاصیت مقاومت اکسید روی در براب نور uv موجب شده تا از آن در تولید پمادهای ضد سوختگی و ضدآفتابها استفاده شود. همچنین به دلیل آنتی باکتریال بودنش، در تولید آنتی بیوتیک و ترمیم کنندهها مورد استفاده قرار میگیرد. مرطوب کنندهها، دئودورانتها، صابونها، قرص زینک، نوار جراحی، شیاف، چسب زخم و … همگی از جمله محصولات درمانی_مراقبتی میباشند که در تولید آنها اکسید روی به کار رفته است.
اکسید روی در رنگ سازی
زینک اکساید هم به عنوان پیگمنت سفید در تولیدات رنگی سفید و صدفی و در ساخت رنگها ترکیبی مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین به دلیل خاصیت ضریب شکست بالایی که دارد، موجب شفافیت و مقاومت رنگ به نور خورشید و اشعه uv میشود. به عنوان پر کننده در ترکیبات رنگی استفاده میشود که غلظت و جرم آنها را میزان مطلوب افزایش خواهد داد.
نانو اکسید روی
نانو اکسید روی (Nano Zinc Oxide یا ZnO NPs) یک نسخهای از اکسید روی است. اما در این نسخه اندازه ذرات در مقیاس نانو (۱ تا ۱۰۰ نانومتر) قرار دارد و خواص فیزیکی، شیمیایی و نوری آن نسبت به ذرات معمولی ZnO بهبود یافته است. نانو روی اکسید سطح ویژه بالایی داشته و برای تقویت مواد و افزایش دوام محصولات کاربرد دارد. در ادامه جدولی از مقایسه روی اکسید معمولی مورد استفاده در صنعت با نانو اکسید روی آورده شده است.
| ویژگی / مشخصات | اکسید روی معمولی (ZnO) | نانو اکسید روی (Nano ZnO) |
|---|---|---|
| اندازه ذرات | میکرومتری (چند میکرومتر) | نانومتری (۱–۱۰۰ نانومتر) |
| سطح ویژه | کم | بسیار زیاد، باعث واکنشپذیری بالاتر میشود |
| خواص نوری و UV | بازتاب و جذب UV متوسط | بازتاب و جذب UV قویتر، مناسب ضدآفتابها |
| خاصیت ضدباکتریایی / ضدقارچی | محدود | قویتر، کاربرد در محصولات پزشکی و بهداشتی |
| نیمهرسانایی | دارد، اما محدود در کاربردهای الکترونیک | بهتر و مناسب حسگرها، دیودهای نوری و ترانزیستور نانویی |
| پایداری حرارتی و شیمیایی | مقاوم به حرارت و محیط خورنده | مقاوم به حرارت، پایداری شیمیایی بالاتر |
| کاربرد در داروسازی و آرایشی | کرمها و ضدآفتابهای معمولی | ضدآفتابهای نانویی، کرمهای ترمیمکننده و ضدباکتریایی |
| صنعت لاستیک و سرامیک | تقویت لاستیک و سرامیک | افزایش دوام و استحکام بیشتر مواد |
| پوششها و رنگها | محافظ در برابر UV و رنگدانه | محافظت بهتر در برابر UV و دوام بالاتر |
| هزینه تولید | پایینتر | بالاتر به دلیل فرایندهای نانو و کنترل اندازه |
خرید مواد اولیه شیمیایی اکسید روی در ویراتیس با شماره تماس 02188107725 به صورت عمده
سوالات پرتکرار در مورد اکسید روی
سوالات پرتکرار زیر میتوانند اطلاعات کاملی درباره محصول اکسید روی و خواص و کاربردهایی که این محصول دارد، ارائه بدهند.
عوارض اکسید روی چیست؟
روی اکسید ایمن، غیرسمی و سازگار با محیط زیست است و بهعنوان ماده فعال در ضدآفتابها و کرمهای کودک استفاده میشود. اما تماس زیاد با پودر یا نانوذرات Zno میتواند باعث تحریک پوست، چشم یا دستگاه تنفسی شود.
اکسید روی در ضدآفتاب چه نقشی دارد؟
اشعه فرابنفش (UV) را بازتاب و جذب میکند و پوست را از آسیب نور خورشید محافظت میکند.
تفاوت ZnO با سایر اکسیدهای فلزی چیست؟
روی اکسید نیمهرسانا با پهنای باند مستقیم (~۳.۳ eV) است، خاصیت آمفوتریک دارد و قابلیت استفاده در محصولات آرایشی، پزشکی و صنعتی را بهطور همزمان دارد.
آیا روی اکسید در نانو ذرات هم تولید میشود؟
بله، نانو ذرات ZnO خواص نوری، الکترونیکی و ضدباکتریایی بهتری نسبت به ذرات معمولی دارند و در فناوریهای پیشرفته کاربرد دارند.
روی اکسید چگونه در صنعت لاستیک استفاده میشود؟
از این ماده به عنوان تقویتکننده و عامل وولکانیزاسیون استفاده شده و مقاومت لاستیک به سایش و حرارت را افزایش میدهد.
چه کشورهایی تولید کننده اکسید روی میباشند؟
چین، آمریکا، بلژیک، ژاپن، آلمان، هند و کره جنوبی از مهمترین کشورهای تولیدکننده اکسید روی در جهان هستند. ایران نیز تامین کننده این محصول در داخل کشور میباشد. این کشورها این ماده را برای کاربردهای صنعتی، دارویی، آرایشی، سرامیک و الکترونیکی تولید کرده و سهم عمده بازار جهانی ZnO را تامین میکنند.
اکسید روی مادهای چند منظوره با قابلیتهای صنعتی و علمی گسترده است و به علت خصوصیات برجستهای که دارد در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. شرکت ویراتیس وارد کننده و تامین کننده مواد اولیه شیمیایی از جمله روی اکسید Zno در کشور است. برای خرید، مشاوره رایگان و دریافت اطلاعات بیشتر در مورد محصول اکسید روی میتوانید با همکاران ما در ویراتیس در ارتباط باشید.
