氧化鋅（英文：鋅 氧化物）化學式ZnO，是一種無機化合物，由鋅和氧組成。氧化鋅是一種白色固體，密度為5.606 g/cm3，熔點為1975°C，沸點為2360°C，氧化鋅具有閃鋅礦結構，其中每個鋅離子都被六個氧離子包圍，而每個氧離子則被四個鋅離子包圍，總體呈現六方晶體結構。氧化鋅是一種反磁性物質，即不會被磁化。常用于制造橡膠、塑料、涂料和陶瓷等材料，以及電子產品和太陽能電池板等領域。氧化鋅還是一種重要的防曬劑，因為它能夠吸收紫外線輻射。氧化鋅是一種相對安全的化合物。
發現歷史
人類很早便學會了使用氧化鋅作涂料或外用醫藥，但人類發現氧化鋅的歷史已經很難追溯。羅馬人早在公元前200年便學會用銅和含氧化鋅的鋅礦石反應制作黃銅。氧化鋅在豎爐中化作鋅蒸汽，滾進煙道發生反應。19世紀，氧化鋅最初被用作補強劑被摻入橡膠中，從一百 多年氧化鋅在橡膠中的應用史來看，不存在 什么絕對的傳統用量，而是隨時間推移出現漸減的趨勢。 這一方面跟用途不同有關，同時也反映了人們對氧化鋅在硫化歷程中機理的認識逐步加深。
理化性質
物理性質
氧化鋅，具有較高的電導率，是一種直接帶隙的寬禁帶半導體(3.6eV)，具有較大的激子束縛能(60meV)，由于其晶格中存在填隙鋅離子的本征缺陷因而表現出良好的n型半導特性，其電導率可以通過摻雜其他材料來調節，氧化鋅具有常溫發光、紫外吸收、生物殺菌、擊穿電壓及儲鋰容量高等優良特性。氧化鋅是一種不透明的材料，在紫外線區域有較高的反射率，但是通過摻鋁后，可以變成透明材料。熱膨脹系數比較低，因此在高溫環境下具有較好的穩定性。
化學性質
反應性：氧化鋅在常溫下相對穩定，但在高溫下會與大多數非金屬元素反應，產生相應的氯化物等化合物。
酸堿性：氧化鋅是一種兩性氧化物，可以與酸或堿反應生成鹽和水。
氧化性：氧化鋅具有一定的氧化性，可以氧化一些易受氧化的物質。
電解：氧化鋅可以被還原為金屬鋅，例如在電還原過程中。
制備方法
工業法
間接法（法國法）
間接法，又稱法國法(French Process)，是用金屬鋅錠為原料生產氧化鋅，熔鋅溫度為600一700℃，鋅蒸發溫度1250一1300℃，將鋅蒸汽通入空氣進行氧化，得到氧化鋅。
直接法
將鋅粉或鋅合金加熱至高溫（800~1000°C）下與空氣或氧氣反應，即可制得氧化鋅。
直接工藝涉及通過用煤（如無煙煤）加熱來還原鋅礦石，然后在同一反應器中氧化鋅蒸氣，在一個生產周期中進行。該工藝由美國塞繆爾·韋瑟里爾 (Samuel Wetherill) 開發，并在熔爐中進行，其中第一層由煤床組成，由先前裝料的剩余熱量點燃。在該床之上是第二層，其形式為與煤混合的鋅礦石。鼓風從下方送入，以向兩層輸送熱量并攜帶一氧化碳用于鋅還原。?
化學法
將鋅鹽與堿性物質（如氫氧化鈉、碳酸鈉等）反應，即可制得氧化鋅準備鋅鹽溶液。常用的鋅鹽有氯化鋅、硫酸鋅等。將氫氧化鈉或氨水滴加到鋅鹽溶液中，使其達到堿性。這一步反應產生氫氧化鋅沉淀。沉淀沉淀物，并將其用水洗滌干凈。通過高溫烘干或其他方法將氫氧化鋅轉化為氧化鋅。最后，通過不同的方法（如粉碎或壓縮）將氧化鋅制成所需的形狀或顆粒大小。常用的化學法包括還有碳酸氫銨法、硝酸鹽法等。
實驗室制法
水熱法
將氫氧化鋅懸浮液加入反應釜中，經過一定的水熱反應后即可制得氧化鋅。準備鋅鹽和水或其他溶劑。將鋅鹽和溶劑混合并加熱至高溫，使反應物在高溫和高壓的條件下發生反應，產生氧化鋅晶體。
氣相沉積法
在高溫高壓氣氛下，將鋅蒸發成蒸氣，通過化學反應使其沉積在基底上，制備氧化鋅薄膜等。
溶膠凝膠法
通過將鋅鹽或其它化合物溶解于溶劑中，加入適當的沉淀劑，生成氧化鋅溶膠，通過凝膠化反應制備出氧化鋅。
微乳液法
氧化鋅也是通過在乳液體系中沉淀獲得的，其中乙酸鋅用作ZnO前驅體，氫氧化鉀或氫氧化鈉作為沉淀劑。作為有機相的環己和非離子表面活性劑混合物也用于制備乳液。通過對ZnO沉淀過程進行修改，例如改變沉淀劑、基材組成和基材投加速率，獲得了一些有趣的ZnO顆粒結構。
應用領域
橡膠工業
全球每年生產氧化鋅約 10?5噸，其中大部分被橡膠工業消耗，用于制造各種不同的交聯橡膠產品。典型的純硅橡膠的導熱系數比較低；可以通過添加ZnO導熱粉體，提高硅橡膠的導熱性，同時保持其高電阻。即使在相對較低的填充含量下，納米級填料的加入也能實現高導熱性。然而，由于納米粒子表面與聚合物之間的相互作用較弱，ZnO 納米粒子傾向于聚集在一起，在聚合物基體中形成大尺寸的粒子，影響橡膠力學性能。
紡織工業
防水和自清潔紡織品有前途用于軍事應用和日常應用的商業領域，自清潔和防水紡織品有助于防止衣服上出現污漬，并且可以保護身體免受陽光中有害的紫外線部分的傷害，而且納米結構的 ZnO 涂層與其本體對應物相比更透氣且作為紫外線阻斷劑更有效 。
醫藥和化妝品工業
氧化鋅用于牙科，主要用作牙膏的成分，也用于臨時填充物，ZnO 還用于各種類型的營養產品和膳食補充劑，用于提供必需的膳食鋅。在防曬霜使用有 ZnO納米顆粒，它們含有粘稠的制劑，不易擦入皮膚并且在美容上沒有吸引力。由于它們能夠吸收 紫外光輻射，這些產品開始用于面霜。氧化鋅還可以作為糊劑，用于牙齒修復。
催化工業
氧化鋅在催化工業中可作為有機合成催化劑、脫硫劑，通過在催化劑表面發生的氧化或還原反應，在光強度以下產生電子-空穴對。在光催化劑存在的情況下，有機污染物可以通過光生空穴直接氧化，或通過與特征反應基團 (ROS) 反應間接氧化。常用的催化劑包括ZnO，可以在紫外光強度以下表現出光催化活性。ZnO 穩定性較差，對光腐蝕的敏感性較低。然而，氧化鋅提供更好的穩定性，它提供更好的結晶度和更小的缺陷。通過添加其他組分可以進一步提高 ZnO 的光催化活性，并且可以擴展氧化鋅的可見光譜范圍。
電子工業
氧化鋅是一種重要的新型半導體，在電子和電工領域有廣泛的應用。其在室溫下的寬能帶 (3.37 eV) 和高鍵能 (60 meV) 意味著氧化鋅可用于光電和電子設備，發射表面聲波的器件、場發射器、傳感器、紫外激光器和太陽能電池。
ZnO還表現出發光現象（主要是光致發光——在暴露于電磁輻射下發光）。氧化鋅也用于氣體傳感器。氧化鋅在電子產品中最重要的應用之一是生產變阻器。這些電阻具有非線性電流電壓特性，當電場達到特定定義值時，電流密度會迅速增加。除其他用途外，它們還用作避雷器，以保護高壓線路，以及在電氣設備中提供對大氣和網絡電壓浪涌的保護。這些應用需要高致密性的材料，因為只有這樣的材料才能保證由其制成的元件特性的穩定性和可重復性。氧化鋅納米棒材料本身是非線性的，利用氧化鋅的壓電特性，可以設計識別彎曲半徑和角度的非線性壓電傳感器。
其他應用
在建筑行業中，新型水泥會考慮添加納米氧化鋅，納米氧化鋅有利于提高水泥基材料的抗壓強度及防污性能。納米氧化鋅在食品中的應用進展納米氧化鋅對常見細菌的殺滅效果已有較多報道，但是由于單獨使用納米氧化鋅的效率較低，因此一些科研工作中將其他技術與納米氧化鋅結合使用，提高了對細菌的殺菌效率。同時，鋅也是生物必需微量元素，在食品中，氧化鋅作為鋅的重要來源被應用于食品添加劑，早餐谷物食品以及飼料中。
安全事宜
在使用氧化鋅時，需要注意以下安全防范措施：
氧化鋅本身無害，但是，接觸皮膚時要避免直接接觸，如必須接觸，應穿戴適當的防護服和手套等防護裝備，避免吸入氧化鋅粉塵和氣體，如必須吸入，應佩戴防護口罩。
存放時要避免與酸類物質接觸，以免發生化學反應，在操作過程中要保持通風良好，確保室內空氣流通，避免氧化鋅粉塵和氣體積聚。
參考資料 >
Zinc Oxide | OZn - PubChem.pubchem.2023-03-05