物質(zhì)顏色的由來。
物質(zhì)的顏色是它反射的結(jié)果。白光是一種混合光,由各種顏色的光按一定比例混合而成。如果一種物質(zhì)在白光環(huán)境中呈黃色(如納米氧化鋅),那是因為它吸收了部分或所有藍光。材料的顏色是由選擇性吸收不同波長的光產(chǎn)生的。
不同顏色的光有不同的波長,不同的物質(zhì)會吸收不同波長的色光。物質(zhì)只能選擇性地吸收分子振動能、旋轉(zhuǎn)能和電子運動能之和的輻射光。換句話說,即使是相同的物質(zhì),如果它能處于不同的能量水平,它的顏色也會不同。例如,氧化鋅,無論是普通形式還是納米形式,在高溫下都是黃色的,當(dāng)溫度下降時,顏色會褪色。這是因為氧化鋅分子能量和電子能量在不同的溫度下不同,因此對各種色光的吸收也不同。
粗粒氧化鋅與納米氧化鋅的結(jié)構(gòu)差異,以及由此產(chǎn)生的分子內(nèi)能差異。
粗顆粒的直接或間接氧化鋅是離子晶體。一般來說,鋅原子和氧原子是離子鍵。由于其顆粒相對較大,每個顆粒中的氧原子和鋅原子的數(shù)量相等,兩個原子的數(shù)量相等(ZnO為1:1)。對于納米氧化鋅,其顆粒非常小,無鍵原子在顆粒表面大大增加。可以說,納米氧化鋅是一種理想的晶體,具有無限的理想晶體表面,其表面會出現(xiàn)無序的晶間結(jié)構(gòu)和晶體缺陷。這種不同表面和中心部分的原子的存在使它們與其他物質(zhì)有強烈的反應(yīng),即我們通常所說的活性。
結(jié)果表明,納米氧化鋅中至少有三種氧,即晶格氧(位于顆粒中)、表面吸附氧和羥基氧(OH)。此外,顆粒中鋅的含量大于氧,而不是1:1。它與普通氧化鋅有很大不同。納米氧化鋅表面有氧空缺,懸掛鍵多,容易與其他原子發(fā)生反應(yīng),這也是納米氧化鋅作為橡膠和催化劑的基本原理。
由于納米氧化鋅不同于普通氧化鋅。它使粒子和電子能量在粒子中的變化能級不同,因此它們的顏色也不同。常規(guī)氧化鋅為白色,納米氧化鋅為黃色。
納米氧化鋅的顏色隨時間和環(huán)境濕度而變化。
對于納米氧化鋅,由于其顆粒表面有吸附氧和羥基氧,這兩種氧的數(shù)量會隨著時間的推移而變化,如水的吸附和空氣中氧的再吸附和剝離。由于不同的氧量不同,不可避免地會導(dǎo)致中分子和電子能級的變化,對光的吸收也不同,從而使納米氧化鋅變淺。
納米氧化鋅的顏色與純度有關(guān)。
純納米氧化鋅,其顏色為純黃色,顏色十分鮮艷。
納米氧化鋅含有鐵、錳、銅、鎘等雜質(zhì),有不同程度的影響。氧化鋅在微黃中有土色的感覺,因為鐵、錳、銅、鎘等氧化物都是有色物質(zhì)?;旌虾螅瑤追N色光混合,呈現(xiàn)土白色。隨著時間的推移,納米氧化鋅(或活性氧化鋅、輕氧化鋅)的顏色變化會被土壤顏色覆蓋,顏色變化很??;當(dāng)納米氧化鋅含有高雜質(zhì)時,顏色會變得非常深,更不用說隨著時間的推移觀察顏色的變化了。
正如所述,物質(zhì)的顏色是由選擇性地吸收外部光線引起的。因此,當(dāng)我們比較氧化鋅的顏色時,最好更準(zhǔn)確地觀察室外光線。選擇不同的環(huán)境進行比較會得到不同的比較結(jié)果,這也反映了光反射的興趣。
另一種關(guān)于納米氧化鋅顏色的解釋。
納米氧化鋅是由堿性碳酸鋅煅燒而成。由于堿性碳酸鋅是純白色的,如果在制備過程中不能完全分解,納米氧化鋅將呈白色。此外,在南方、北方或潮濕雨天和干燥天氣生產(chǎn)也會影響顏色。由于納米氧化鋅能與濕空氣和二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生堿性碳酸鋅,因此在煅燒過程中發(fā)生反應(yīng)。這一變化對產(chǎn)品質(zhì)量的影響尚不確定,因為堿性碳酸鋅本身也起催化作用,適用于脫硫劑和橡膠工業(yè);堿性碳酸鋅和氧化鋅功能相同。它也是一種飼料添加劑。飼料行業(yè)關(guān)注的主要問題是重金屬含量是否符合規(guī)范要求。