氢氧化锆(Zr (OH)?)是一种重要的锆化合物,以下是其主要性质、应用及相关信息的整理:
1. 基本性质
zirconium tetra
hydroxide
分子式:ZrO(OH)2
氢氧化锆 CAS. 14475-63-9



化学式:Zr (OH)?(通常以水合物形式存在,如 ZrO (OH)??nH?O)
外观:白色无定形粉末或胶状沉淀
溶解性:微溶于水,易溶于强酸(如盐酸、硝酸)和强碱溶液
热稳定性:高温下分解为二氧化锆(ZrO?)和水
2. 主要应用领域
(1)催化剂与吸附剂
催化载体:作为载体材料负载贵金属(如 Pt、Pd)或过渡金属(如 Cu、Ni),用于加氢、脱氢、氧化等反应(如 CO 氧化、甲烷重整)。
案例:用于合成气制甲醇的 Cu-ZnO-Zr (OH)?催化剂,氢氧化锆通过调变表面酸性和结构稳定性提升催化性能。
吸附剂:利用其高比表面积和羟基基团,吸附水体中的重金属离子(如 Pb2?、Cd2?)或放射性核素(如 U??),适用于水处理和核污染治理。
机制:羟基与金属离子形成配位键或离子交换。
(2)陶瓷与材料科学
氧化锆前驱体:通过煅烧氢氧化锆制备高纯二氧化锆陶瓷,用于结构陶瓷(如刀具、轴承)、电子陶瓷(如氧传感器)及生物陶瓷(如牙科植入体)。
优势:水合物形式易于加工,可通过溶胶 - 凝胶法或水热合成控制纳米级粉体尺寸。
涂层材料:与其他金属氧化物(如 TiO?、Al?O?)复合,形成耐高温、耐腐蚀的涂层(如航空发动机部件防护)。
(3)医药与生物工程
生物传感器:作为电极修饰材料,提高传感器对生物分子(如葡萄糖、DNA)的检测灵敏度。
(4)工业添加剂
防火材料:用于涂料、塑料等材料的阻燃剂,高温下释放水分并形成隔热层。
造纸工业:改善纸张的湿强度和耐水性,或作为颜料分散剂。
(5)核工业
核燃料包壳材料:作为锆合金(如 Zr-4 合金)的前驱体,用于核反应堆燃料元件的包壳,具有低中子吸收截面和抗腐蚀性能。
3. 制备方法
化学沉淀法:锆盐(如 ZrCl?、Zr (NO?)?)与强碱(如 NaOH、氨水)反应生成氢氧化锆沉淀,经洗涤、干燥制得。
控制 pH 和反应温度可调节产物粒径和结晶度。
水热合成法:在高温高压条件下,通过锆盐与碱溶液反应制备高纯度纳米级氢氧化锆。
4. 储存与安全
储存条件:密封保存于干燥通风处,避免与酸、碱接触。
安全风险:粉尘刺激呼吸道,操作时需佩戴防尘口罩和护目镜。
避免吸入或误食,对皮肤无显著腐蚀性,但长期接触需防护。
5. 研究前沿
纳米氢氧化锆:用于锂离子电池正极材料改性,提升导电性和循环稳定性。
环境修复:与磁性材料复合,制备可回收的吸附剂,用于重金属污染治理。