納米氧化鋅是一種高性能無機功能材料，主要應用在防曬化妝品、抗菌紡織面料、新能源鋰電池正極材料、光催化劑等行業(yè)。近年來隨著新能源儲能產(chǎn)業(yè)和高端日化產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，市場對純度高、分散性好、粒徑均勻的納米氧化鋅粉末需求持續(xù)增長，傳統(tǒng)干法制備容易出現(xiàn)粒徑不均問題，濕法干燥容易團聚，產(chǎn)業(yè)正在向精細化可控制備方向發(fā)展。

納米氧化鋅的前驅(qū)體一般是濕法制備的氫氧化鋅懸濁液，或者氧化鋅膠體分散液，本身粒徑小、表面能極高，普通烘箱干燥之后很容易硬團聚，后續(xù)粉碎也很難打散，直接影響產(chǎn)品的紫外線屏蔽、抗菌催化這些性能；而且不同應用場景對粉末的松密度、粒徑分布要求不一樣，工藝調(diào)整難度大，小試階段很難快速得到穩(wěn)定的合格粉末。

案例1：日化級防曬用納米氧化鋅小試開發(fā)

某功能性化妝品企業(yè)要開發(fā)一款全波段物理防曬配方，需要粒徑在20-50nm之間、分散性好的納米氧化鋅粉末，要求粉末松密度適中，后續(xù)和油相混合的時候不容易結(jié)塊，之前用烘箱干燥前驅(qū)體膠體，出來全是硬塊，粉碎后粒徑都到幾百nm了，不符合要求，所以找過來做小試工藝開發(fā)。這次用的是納米氧化鋅膠體前驅(qū)液，固含量12%，沒有添加壁材，我們選了那艾實驗室小型噴霧干燥機NAI-LSD，配標準二流體霧化器，霧化壓力0.15MPa，進風溫度設到160℃，出風溫度穩(wěn)定在78℃左右，溶劑用的就是去離子水，進料流量控制在12mL/min。整個過程很順暢，沒有出現(xiàn)粘壁掛料的情況，出來的粉末流動性好，測了一下平均粒徑32nm，比烘箱干燥小了一半多，分散性合格，收率達到89.2%，比預期還高兩個點，完全符合日化防曬的粒徑要求。

案例2：抗菌紡織用納米氧化鋅微膠囊中試制備

某紡織助劑企業(yè)要做耐久型抗菌整理劑，需要把納米氧化鋅包埋成微膠囊，這樣加到面料里不容易流失，還能延長抗菌時效，之前小試已經(jīng)跑通了，要放大做公斤級中試，為量產(chǎn)做準備。這次物料是納米氧化鋅分散液，芯材是納米氧化鋅，壁材用的是明膠+阿拉伯膠1:1復配，固含量18%，因為要處理量更大，我們選了那艾離心式噴霧干燥機NAI-CSD5，離心霧化轉(zhuǎn)速設定15000rpm，進風溫度140℃，出風溫度穩(wěn)定在65℃，溶劑是去離子水，進料流量調(diào)整到8L/h。一開始我們擔心粘壁，把出風溫度往上提了5℃，結(jié)果發(fā)現(xiàn)粉末活性稍微下降，后來又調(diào)回65℃，在塔內(nèi)壁做了防粘處理，基本沒有多余粘料。最終做出來的納米氧化鋅微膠囊平均粒徑12μm，包埋率達到91.7%，納米氧化鋅活性保留率94.3%，收率86.5%，微膠囊在整理液里分散均勻，做出來的面料水洗50次后抗菌率還能保持90%以上，符合客戶的中試要求。

案例3：光催化用高純納米氧化鋅有機溶劑噴霧干燥

某新能源研究團隊要做負載型光催化劑，需要高純度無雜質(zhì)的納米氧化鋅粉末，前驅(qū)體是醋酸鋅的乙醇溶液，用溶膠凝膠法合成的，有機溶劑體系怕燃爆，普通噴霧干燥機不能用，而且要求干燥后不殘留雜質(zhì)，不能影響催化活性。我們選了那艾有機溶劑噴霧干燥機NAI-CLSD，帶惰性氣體保護，整個系統(tǒng)氧含量控制在3%以下，霧化方式用二流體霧化，霧化壓力0.2MPa，物料是醋酸鋅乙醇溶液，固含量10%，沒有壁材，進風溫度120℃，出風溫度穩(wěn)定在52℃，溶劑是無水乙醇，進料流量10mL/min。剛開始試的時候乙醇回收率不夠，我們調(diào)整了冷凝系統(tǒng)的溫度，降到5℃之后，乙醇回收率達到96%以上，安全性完全沒問題，最終得到的納米氧化鋅粉末煅燒之后純度達到99.9%，比表面積達到56m2/g，收率82.3%，做光催化降解實驗的時候，降解效率比傳統(tǒng)烘箱干燥的樣品高18%，完全滿足實驗要求。

這三個不同方向的納米氧化鋅制備案例，其實核心都是針對納米材料易團聚、不同場景要求不同的痛點來調(diào)整工藝，用那艾噴霧干燥設備匹配對應參數(shù)就能解決問題：日化小試用小型實驗室設備就能快速出樣，參數(shù)好調(diào)整，成本低；中試放大用對應霧化方式的中試設備，離心霧化處理高固含量物料更順暢，出粉粒度均勻；有機溶劑體系就用防爆帶冷凝回收的有機溶劑專用設備，安全性和回收率都有保障。實際做工藝的時候，進風出風溫度一定要根據(jù)產(chǎn)品的要求調(diào)整，不是溫度越高越好，溫度太高容易破壞表面性質(zhì)，溫度太低出風上不去，粉料會粘壁影響收率，只要摸準物料特性匹配對設備參數(shù)，就能穩(wěn)定得到符合要求的納米氧化鋅粉末，不管是小試開發(fā)還是中試放大，噴霧干燥都是納米氧化鋅制備非常高效的工藝方案。