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氯化鋅
無機鹽工業(yè)的產(chǎn)品之一
基本信息
中文名
氯化鋅
英文名
ZincChlorid
e
別名
二氯化鋅
化學(xué)式
ZnCl?
相對分子質(zhì)量
136.29g/m
ol
CAS編號
7646-85-7
外觀
白色吸濕性晶體
熔點
290°C
密度
2.907g/cm3（25°C）
水溶性
易溶于丙酮和水
沸點
732°C
物質(zhì)結(jié)構(gòu)
氯化鋅是一種離子化合物，觀察到其會出現(xiàn)有同質(zhì)多晶現(xiàn)象。目前氯化鋅已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有四種不同的晶體結(jié)構(gòu)。其中氯化鋅的形成的一種六方密堆積結(jié)構(gòu)最為穩(wěn)定，在這種結(jié)構(gòu)中中，每個鋅離子都被4個氯離子包圍，四個氯離子成正四面體狀，并且將它熔融后再冷卻可以得到玻璃狀的物質(zhì)。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
氯化鋅是一種無機化合物，化學(xué)式為ZnCl?。通常為白色吸濕性晶體，具有四種晶體結(jié)構(gòu)，很容易發(fā)生潮解，沒有氣味，可以以白色顆粒形態(tài)分散在空氣中，其煙霧有刺鼻氣味，摩爾質(zhì)量為136.29g/mol，易溶于水和丙酮，不溶于液氨，在12.5°C時，在酒精中溶解度為100g/100cc，熔點為290°C，沸點為732°C，在25°C條件下，密度為2.907g/cm3，在10°C條件下，蒸汽壓為75kPa。
化學(xué)性質(zhì)
氯化鋅加熱時分解，水溶液為中等強酸，pH為4，在加熱條件下可以生成氯化氫和氧化鋅的有毒煙霧。
可以與強氧化劑和強堿急劇發(fā)生反應(yīng)，生成有毒和腐蝕性煙霧。
制備方法
實驗室制備方法
工業(yè)制備方法
工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的鋅灰中的鋅主要是以氧化鋅的形式存在的，故可以使用鹽酸浸取，使得鋅以離子形式存在，過濾掉濾渣后，向溶液中加入高錳酸鉀發(fā)生氧化反應(yīng)并過濾除去濾渣，以除掉其他重金屬雜質(zhì)，再向溶液中加入鋅粉進(jìn)一步除去其他金屬雜質(zhì)，過濾后即得氯化鋅溶液。該方法使得工業(yè)生產(chǎn)中鉛鋅煙灰可以得到更加充分的利用，使得生產(chǎn)成本大大降低。
氯化鋅溶液制備流程圖
應(yīng)用
化工領(lǐng)域
氯化鋅可以作為催化劑用于化學(xué)合成反應(yīng)。其可以用于催化鄰氨基苯甲酸、原甲酸酯和胺三種物質(zhì)合成3-取代-4(3H)-喹唑啉酮衍生物，傳統(tǒng)方法所使用的催化劑一般價格較為昂貴，并且還要使用有機溶劑作為反應(yīng)溶劑，而使用氯化鋅作為催化劑，其不僅價格低廉，并且反應(yīng)溫和，并且不需要使用有機溶劑就可以反應(yīng)。氯化鋅還可以用于催化合成含硅芳炔樹脂，該反應(yīng)以二乙炔基苯和雙(二甲氨基)二甲基硅烷為原料，氯化鋅作為催化劑可以避免生成產(chǎn)物不產(chǎn)生末端烯鍵，并且使得反應(yīng)更加穩(wěn)定簡便。
生物領(lǐng)域
鋅作為人體重要的微量元素之一，其不僅可以參與調(diào)節(jié)多種酶功能，還可以調(diào)控上千種轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)和功能。研究表明，鋅的濃度的高低可以影響細(xì)胞凋亡的水平，進(jìn)而可以減少氧化態(tài)所造成的細(xì)胞凋亡，達(dá)到保護(hù)細(xì)胞的作用。白內(nèi)障便是因為紫外線誘導(dǎo)晶狀體上皮細(xì)胞凋亡而形成的一種疾病，通過大鼠實驗可以表明，高糖水平能夠引發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng)，進(jìn)而引起細(xì)胞凋亡，通過調(diào)控氯化鋅的水平，可以有效遏制這種細(xì)胞凋亡，對于由于紫外線引發(fā)的HLECB-3細(xì)胞凋亡，氯化鋅可以通過抑制HLECB-3細(xì)胞中的caspase-12的表達(dá)，從而抑制其線粒體內(nèi)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激凋亡通路，進(jìn)而減少HLECB-3的凋亡。
農(nóng)業(yè)領(lǐng)域
秸稈預(yù)處理
氯化鋅熔鹽水合物溶液（ZnCl?·4H?O）協(xié)同稀硫酸作為一種無機熔鹽水合物對對小麥秸稈進(jìn)行預(yù)處理，從而制備果糖。傳統(tǒng)處理秸稈制備果糖的方法具有條件苛刻、預(yù)處理時間過長和步驟復(fù)雜等缺點，而使用氯化鋅水合物不僅成本更低，且不易揮發(fā)，可以通過將氯化鋅溶于去離子水中制得氯化鋅熔鹽水合物溶液，進(jìn)而和脫蠟小麥秸稈粉末混合均勻后水浴加熱，并攪拌加入硫酸溶液，最后使用酶水解即可，而通過這種預(yù)處理最終木糖得率可以高達(dá)90.85%。
飼料添加劑
以氯化鋅和氧化鋅作為原料，生產(chǎn)一種新型的飼料添加劑—堿式氯化鋅。鋅作為一種動物生長所必需的微量元素，在動物生長過程中往往以添加劑的形式加入，但傳統(tǒng)的添加劑往往不易被動物消化，并且還容易污染環(huán)境，所以可以利用氯化鋅和氧化鋅來制作一種新的飼料添加劑，其他飼料添加劑容易殘留一些氧化劑，而堿式氯化鋅避免了氧化劑的殘留，使得其性質(zhì)更加穩(wěn)定，并且這種添加劑具有不溶于水、易溶于酸性溶液和吸水性低的特點，使得其更容易被動物吸收，減少了飼料中其他營養(yǎng)物質(zhì)的損失。
改良樹木根系
氯化鋅溶液可以用來改善櫸樹在幼苗培養(yǎng)時的根系形態(tài)，并具有一定促生作用。通過使用不同濃度氯化鋅溶液對櫸樹幼苗進(jìn)行處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)氯化鋅溶液可以增加櫸樹幼苗一級側(cè)根數(shù)、根系的總長等，還可以增加其木質(zhì)部結(jié)構(gòu)，并提高其抗逆性。但氯化鋅濃度過高時可以增加植物體內(nèi)的丙二醇含量，從而對植物具有輕微的重金屬脅迫作用，當(dāng)氯化鋅濃度為120g/L對櫸樹幼苗根部的形態(tài)和生長達(dá)到最佳效果。
工業(yè)領(lǐng)域
助鍍劑
氯化鋅可以作為一種助鍍劑而應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。在工業(yè)上常常利用溶劑法使用助鍍劑達(dá)到批量熱浸鍍鋅的目的，而氯化鋅可單獨作為一種助鍍劑使用，也可以和氯化銨聯(lián)合使用，但當(dāng)單獨使用氯化鋅作為助鍍劑使用時，由于氯化鋅易溶于水和吸濕的特點，其往往會在助鍍工件的表面生成一些白色塊狀物，使得助鍍工件的表面鍍膜不夠均勻，而和氯化銨聯(lián)合使用則不會出現(xiàn)這種情況，最終助鍍工件的表面膜覆蓋也較為均勻，所以一般不單獨使用氯化鋅作為助鍍劑使用。
電池原料
液體氯化鋅是一種用于電池生產(chǎn)的重要原料，可以通過利用冶煉廠生產(chǎn)中所產(chǎn)生的含酸廢液來生產(chǎn)液體氯化鋅，這樣可以大大減少環(huán)境污染的同時，使得資源可以回收利用，可以使用這些含酸廢液浸出在冶煉過程中所產(chǎn)生的次氧化鋅，二者可以反應(yīng)生成粗制氯化鋅，隨后首先對這些粗制氯化鋅使用過氧化氫和氯化鐵除去部分雜質(zhì)，再使用鋅單質(zhì)置換掉其他金屬離子，最后通過加入雙氧水和氯化鋇進(jìn)一步除去其他雜質(zhì)后，蒸發(fā)濃縮即得液體氯化鋅。
吸附劑
氯化鋅溶液因為其良好的吸附作用，可以用來處理毛竹，以便其制成竹地板制品等。將毛竹置于氯化鋅溶液中進(jìn)行超聲波-熱處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在高溫條件下半纖維素可以水解產(chǎn)生醋酸，從而和氯化鋅溶液形成酸性環(huán)境，使得纖維分解為納米纖絲化纖維，使得有機物更少吸附。同時，氯化鋅溶液還可以使毛竹發(fā)生溶脹、水解等反應(yīng)，使得毛竹顏色加深，從而完成毛竹的碳化處理，使得其更加穩(wěn)定。
發(fā)光二極管
研究表明，當(dāng)改良藍(lán)光量子點發(fā)光二極管時，使用金屬鹵化物配體尺寸較小時相較于使用長鏈有機配體，其所受到的空間位阻效應(yīng)將容易克服，使得可以達(dá)到更多量子點表面配位的位點，并且當(dāng)使用氯化物時，其在醇溶劑中的溶解性更好，所以可以使用氯化鋅修飾B-QDs薄膜，這使得QDs的部分長鏈油酸配體會被無機配體氯化鋅取代，減少了當(dāng)QDs表態(tài)轉(zhuǎn)換時其油酸配體脫落的缺陷，進(jìn)而使得B-QDs薄膜的溶液熒光量子效率得到提高。另外，無機配體氯化鋅的配位還可以改善器件的電子和空穴注入平衡，使得藍(lán)光量子點發(fā)光二極管壽命得到延長。
環(huán)境領(lǐng)域
活性劑
氯化鋅可以作為一種活化劑來用于制備活性炭吸附環(huán)境污染。活性炭的獲得通常是使用生物質(zhì)原料來制備，氯化鋅可以作為一種活化劑來處理夏威夷果殼，即將夏威夷果殼清洗干燥、粉碎過篩后與氯化鋅混合，在活化溫度條件下氯化鋅可以進(jìn)入果殼內(nèi)部，通過活化作用使得果殼內(nèi)部發(fā)生催化脫羥基的反應(yīng)，從而達(dá)到果殼脫水的目的，另外，氯化鋅還可以幫助果殼形成多孔碳結(jié)構(gòu)，殘留在果殼表面的氯化鋅，也會腐蝕果殼表面，從而形成孔隙，使得最終制成的活性炭擁有更強的吸附能力和更大的比表面積。此外，氯化鋅也可以作為活化劑用于柚子皮和大棗核制備活性炭，并且使用氯化鋅處理后，可以使柚子皮制備的活性炭擁有更廣泛的pH和溫度適應(yīng)范圍，而對于大棗核制備活性炭時使用氯化鋅，這可以使用煅法制備，使得制備活性炭的工藝更加簡單，也使得制備的活性炭更加穩(wěn)定。
改性劑
氯化鋅和硫聯(lián)合使用作為一種改性劑，可以用于制備生物炭穩(wěn)定土壤中的汞污染。氯化鋅和硫單質(zhì)用于改性玉米秸稈，從而制備生物炭，單獨使用氯化鋅作為改性劑，氯化鋅可以在生物炭上生成活性位點，常用于除掉煙氣中的汞污染，而與硫單質(zhì)聯(lián)合使用后，可以結(jié)合硫單質(zhì)改性生物炭的優(yōu)點，使得生物炭的吸附能力更強，更利于修復(fù)土壤中的汞污染。
制備濾膜
氯化鋅可以作為溶劑制備聚丙烯腈過濾膜，采用氯化鋅水溶液，置于三口燒瓶中并攪拌加入丙烯腈、過硫酸銨和亞硫酸氫鈉水溶液，經(jīng)反應(yīng)及后續(xù)實驗操作后即得PAN過濾膜，研究表明，經(jīng)氯化鋅溶液制備的PAN過濾膜，其表面更加平整光滑，并且其結(jié)構(gòu)分布均勻并且致密，具有一定的韌性，且其對相對分子質(zhì)量較大的染料具有更好的攔截效果，具有更好的抗污染性能，并且在制備過程中也避免了使用有機溶劑污染環(huán)境的問題。
安全事宜
毒性作用
該物質(zhì)對水生生物有極高毒性。當(dāng)人體暴露于濃度為40mg/cum的氯化鋅氣溶膠，可以聞到到金屬味。當(dāng)濃度在80mg/cum時，人體在2分鐘后會出現(xiàn)輕微惡心和咳嗽的癥狀，當(dāng)濃度為120mg/cum時，人體的鼻子、喉嚨和胸部會受到刺激，當(dāng)濃度為4800mg/cum，人體接觸30分鐘后可以導(dǎo)致肺部疾病。動物實驗表明，氯化鋅的80%水溶液在兔、豚鼠和小鼠試驗中具有嚴(yán)重刺激性，可以誘發(fā)表皮增生和潰瘍，小鼠和大鼠口服LD??分別為1260和1100mg/kg。
健康危害
氯化鋅不具有致癌性，短期接觸該物質(zhì)，會對眼睛和皮膚具有腐蝕性，會使眼睛和皮膚發(fā)紅、疼痛，甚至嚴(yán)重?zé)齻?。其氣溶膠可以嚴(yán)重刺激呼吸道，會引起咳嗽、喉嚨痛，并伴有灼燒感、呼吸困難、呼吸短促，其癥狀可能推遲表現(xiàn)出來。食入有腐蝕性，引起咽喉疼痛，咽喉和胸腔伴有有灼燒感、惡心、嘔吐等，嚴(yán)重可引起休克或虛脫。吸入可能導(dǎo)致肺水腫，吸入高濃度可吸入顆粒物（例如煙氣），可能導(dǎo)致急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）、肺纖維化和死亡。
環(huán)境危害
鋅離子雖然是一種重要的化工原料，但在工業(yè)中往往會產(chǎn)生大量的廢水流入河道中，再加上農(nóng)業(yè)中關(guān)于氯化鋅的應(yīng)用也會經(jīng)雨水排入河道，造成了很大的水體污染，這些鋅離子在水體中可以通過生物富集作用聚集在生物體內(nèi)，而魚類作為水體中的食物鏈頂端生物，從而大量富集鋅離子，氯化鋅會對松江鱸魚的腎細(xì)胞造成細(xì)胞毒性并抑制其生長，其在24小時的半致死濃度為308.41μmol/L，同時，過量氯化鋅還會抑制其SOD酶活性，并引起鱸魚細(xì)胞的細(xì)胞核出現(xiàn)微核和DNA斷裂現(xiàn)象，進(jìn)而使其造成遺傳損傷。
通過使用氯化鋅對泥鰍細(xì)胞處理也可以表明，當(dāng)鋅離子在人體濃度過高時，其可以產(chǎn)生大量自由基，而這些活性自由基會攻擊ＤＮＡ鏈，從而使其發(fā)生斷裂，造成細(xì)胞損傷。鋅的濃度還會影響DNA聚合酶和RNA聚合酶的活性，從而引起細(xì)胞膜的脂質(zhì)雙分子層的生理穩(wěn)態(tài)，從而導(dǎo)致細(xì)胞功能障礙。并且，當(dāng)鋅濃度過高時對細(xì)胞對于鐵、銅、鈣等元素的吸收和代謝還有一定的影響。
預(yù)防和急救措施
氯化鋅接觸時應(yīng)佩戴防護(hù)手套，并注意防止粉塵或煙氣擴(kuò)散和局部排氣通風(fēng)或呼吸防護(hù)，當(dāng)樣品為粉末時，一定要戴安全護(hù)目鏡或眼睛防護(hù)并應(yīng)當(dāng)結(jié)合呼吸防護(hù)，且工作時不得進(jìn)食，飲水或吸煙，進(jìn)食前應(yīng)注意洗手。若不慎吸入，應(yīng)注意病人呼吸新鮮空氣，保持半直立體位，必要時進(jìn)行人工呼吸，并送往醫(yī)院。皮膚或眼睛接觸，應(yīng)立即用大量水沖洗或淋浴至少15分鐘。若發(fā)生誤食，一定不要進(jìn)行催吐，應(yīng)立即飲用一或兩杯水并送往就醫(yī)。
消防安全
氯化鋅本身不可燃，在火焰中釋放出刺激性或有毒煙霧（或氣體），周圍環(huán)境著火時，可使用任何可得到的滅火劑進(jìn)行滅火。
安全標(biāo)志
氯化鋅具有腐蝕性和刺激性，會造成嚴(yán)重的皮膚灼傷和眼睛損傷，同時具有環(huán)境危害性，對水生生物有劇毒。
存儲
氯化鋅應(yīng)儲存在40°C以下，最好在15至30°C之間，防止產(chǎn)品凍結(jié)。同時，產(chǎn)品應(yīng)與強堿、食品和飼料分開存放，保持環(huán)境密閉干燥。且應(yīng)儲存在沒有排水管或下水道的場所。
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作者
