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氯化鋅
無機鹽工業(yè)的產品之一
基本信息
中文名
氯化鋅
英文名
ZincChlorid
e
別名
二氯化鋅
化學式
ZnCl?
相對分子質量
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
物質結構
氯化鋅是一種離子化合物，觀察到其會出現有同質多晶現象。目前氯化鋅已經發(fā)現有四種不同的晶體結構。其中氯化鋅的形成的一種六方密堆積結構最為穩(wěn)定，在這種結構中中，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。
理化性質
物理性質
氯化鋅是一種無機化合物，化學式為ZnCl?。通常為白色吸濕性晶體，具有四種晶體結構，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。
化學性質
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，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)生產產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)生氧化反應并過濾除去濾渣，以除掉其他重金屬雜質，再向溶液中加入鋅粉進一步除去其他金屬雜質，過濾后即得氯化鋅溶液。該方法使得工業(yè)生產中鉛鋅煙灰可以得到更加充分的利用，使得生產成本大大降低。
氯化鋅溶液制備流程圖
應用
化工領域
氯化鋅可以作為催化劑用于化學合成反應。其可以用于催化鄰氨基苯甲酸、原甲酸酯和胺三種物質合成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溶劑，而使用氯化鋅作為催化劑，其不僅價格低廉，并且反應溫和，并且不需要使用有機溶劑就可以反應。氯化鋅還可以用于催化合成含硅芳炔樹脂，該反應以二乙炔基苯和雙(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物不產生末端烯鍵，并且使得反應更加穩(wěn)定簡便。
生物領域
鋅作為人體重要的微量元素之一，其不僅可以參與調節(jié)多種酶功能，還可以調控上千種轉錄因子的結構和功能。研究表明，鋅的濃度的高低可以影響細胞凋亡的水平，進而可以減少氧化態(tài)所造成的細胞凋亡，達到保護細胞的作用。白內障便是因為紫外線誘導晶狀體上皮細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)氧化應激反應，進而引起細胞凋亡，通過調控氯化鋅的水平，可以有效遏制這種細胞凋亡，對于由于紫外線引發(fā)的HLECB-3細胞凋亡，氯化鋅可以通過抑制HLECB-3細胞中的caspase-12的表達，從而抑制其線粒體內的內質網應激凋亡通路，進而減少HLECB-3的凋亡。
農業(yè)領域
秸稈預處理
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行預處理，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、預處理時間過長和步驟復雜等缺點，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，而通過這種預處理最終木糖得率可以高達90.85%。
飼料添加劑
以氯化鋅和氧化鋅作為原料，生產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行處理，結果發(fā)現氯化鋅溶液可以增加櫸樹幼苗一級側根數、根系的總長等，還可以增加其木質部結構，并提高其抗逆性。但氯化鋅濃度過高時可以增加植物體內的丙二醇含量，從而對植物具有輕微的重金屬脅迫作用，當氯化鋅濃度為120g/L對櫸樹幼苗根部的形態(tài)和生長達到最佳效果。
工業(yè)領域
助鍍劑
氯化鋅可以作為一種助鍍劑而應用于工業(yè)領域。在工業(yè)上常常利用溶劑法使用助鍍劑達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，也可以和氯化銨聯合使用，但當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，而和氯化銨聯合使用則不會出現這種情況，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的重要原料，可以通過利用冶煉廠生產中所產生的含酸廢液來生產液體氯化鋅，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生的次氧化鋅，二者可以反應生成粗制氯化鋅，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，再使用鋅單質置換掉其他金屬離子，最后通過加入雙氧水和氯化鋇進一步除去其他雜質后，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行超聲波-熱處理，結果發(fā)現，在高溫條件下半纖維素可以水解產生醋酸，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，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，當改良藍光量子點發(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將容易克服，使得可以達到更多量子點表面配位的位點，并且當使用氯化物時，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QDs表態(tài)轉換時其油酸配體脫落的缺陷，進而使得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，使得藍光量子點發(fā)光二極管壽命得到延長。
環(huán)境領域
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入果殼內部，通過活化作用使得果殼內部發(fā)生催化脫羥基的反應，從而達到果殼脫水的目的，另外，氯化鋅還可以幫助果殼形成多孔碳結構，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，而與硫單質聯合使用后，可以結合硫單質改性生物炭的優(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，經反應及后續(xù)實驗操作后即得PAN過濾膜，研究表明，經氯化鋅溶液制備的PAN過濾膜，其表面更加平整光滑，并且其結構分布均勻并且致密，具有一定的韌性，且其對相對分子質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
該物質對水生生物有極高毒性。當人體暴露于濃度為40mg/cum的氯化鋅氣溶膠，可以聞到到金屬味。當濃度在80mg/cum時，人體在2分鐘后會出現輕微惡心和咳嗽的癥狀，當濃度為120mg/cum時，人體的鼻子、喉嚨和胸部會受到刺激，當濃度為4800mg/cum，人體接觸30分鐘后可以導致肺部疾病。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，會對眼睛和皮膚具有腐蝕性，會使眼睛和皮膚發(fā)紅、疼痛，甚至嚴重燒傷。其氣溶膠可以嚴重刺激呼吸道，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，嚴重可引起休克或虛脫。吸入可能導致肺水腫，吸入高濃度可吸入顆粒物（例如煙氣），可能導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)中往往會產生大量的廢水流入河道中，再加上農業(yè)中關于氯化鋅的應用也會經雨水排入河道，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，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胞造成細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，并引起鱸魚細胞的細胞核出現微核和DNA斷裂現象，進而使其造成遺傳損傷。
通過使用氯化鋅對泥鰍細胞處理也可以表明，當鋅離子在人體濃度過高時，其可以產生大量自由基，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，從而引起細胞膜的脂質雙分子層的生理穩(wěn)態(tài)，從而導致細胞功能障礙。并且，當鋅濃度過高時對細胞對于鐵、銅、鈣等元素的吸收和代謝還有一定的影響。
預防和急救措施
氯化鋅接觸時應佩戴防護手套，并注意防止粉塵或煙氣擴散和局部排氣通風或呼吸防護，當樣品為粉末時，一定要戴安全護目鏡或眼睛防護并應當結合呼吸防護，且工作時不得進食，飲水或吸煙，進食前應注意洗手。若不慎吸入，應注意病人呼吸新鮮空氣，保持半直立體位，必要時進行人工呼吸，并送往醫(yī)院。皮膚或眼睛接觸，應立即用大量水沖洗或淋浴至少15分鐘。若發(fā)生誤食，一定不要進行催吐，應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行滅火。
安全標志
氯化鋅具有腐蝕性和刺激性，會造成嚴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
氯化鋅應儲存在40°C以下，最好在15至30°C之間，防止產品凍結。同時，產品應與強堿、食品和飼料分開存放，保持環(huán)境密閉干燥。且應儲存在沒有排水管或下水道的場所。
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