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氯化锌
无机盐工业的产品之一
基本信息
中文名
氯化锌
英文名
ZincChlorid
e
别名
二氯化锌
化学式
ZnCl₂
相对分子质量
136.29g/m
ol
CAS编号
7646-85-7
外观
白色吸湿性晶体
熔点
290°C
密度
2.907g/cm³（25°C）
水溶性
易溶于丙酮和水
沸点
732°C
物质结构
氯化锌是一种离子化合物，观察到其会出现有同质多晶现象。目前氯化锌已经发现有四种不同的晶体结构。其中氯化锌的形成的一种六方密堆积结构最为稳定，在这种结构中中，每个锌离子都被4个氯离子包围，四个氯离子成正四面体状，并且将它熔融后再冷却可以得到玻璃状的物质。
理化性质
物理性质
氯化锌是一种无机化合物，化学式为ZnCl₂。通常为白色吸湿性晶体，具有四种晶体结构，很容易发生潮解，没有气味，可以以白色颗粒形态分散在空气中，其烟雾有刺鼻气味，摩尔质量为136.29g/mol，易溶于水和丙酮，不溶于液氨，在12.5°C时，在酒精中溶解度为100g/100cc，熔点为290°C，沸点为732°C，在25°C条件下，密度为2.907g/cm³，在10°C条件下，蒸汽压为75kPa。
化学性质
氯化锌加热时分解，水溶液为中等强酸，pH为4，在加热条件下可以生成氯化氢和氧化锌的有毒烟雾。
可以与强氧化剂和强碱急剧发生反应，生成有毒和腐蚀性烟雾。
制备方法
实验室制备方法
工业制备方法
工业生产产生的锌灰中的锌主要是以氧化锌的形式存在的，故可以使用盐酸浸取，使得锌以离子形式存在，过滤掉滤渣后，向溶液中加入高锰酸钾发生氧化反应并过滤除去滤渣，以除掉其他重金属杂质，再向溶液中加入锌粉进一步除去其他金属杂质，过滤后即得氯化锌溶液。该方法使得工业生产中铅锌烟灰可以得到更加充分的利用，使得生产成本大大降低。
氯化锌溶液制备流程图
应用
化工领域
氯化锌可以作为催化剂用于化学合成反应。其可以用于催化邻氨基苯甲酸、原甲酸酯和胺三种物质合成3-取代-4(3H)-喹唑啉酮衍生物，传统方法所使用的催化剂一般价格较为昂贵，并且还要使用有机溶剂作为反应溶剂，而使用氯化锌作为催化剂，其不仅价格低廉，并且反应温和，并且不需要使用有机溶剂就可以反应。氯化锌还可以用于催化合成含硅芳炔树脂，该反应以二乙炔基苯和双(二甲氨基)二甲基硅烷为原料，氯化锌作为催化剂可以避免生成产物不产生末端烯键，并且使得反应更加稳定简便。
生物领域
锌作为人体重要的微量元素之一，其不仅可以参与调节多种酶功能，还可以调控上千种转录因子的结构和功能。研究表明，锌的浓度的高低可以影响细胞凋亡的水平，进而可以减少氧化态所造成的细胞凋亡，达到保护细胞的作用。白内障便是因为紫外线诱导晶状体上皮细胞凋亡而形成的一种疾病，通过大鼠实验可以表明，高糖水平能够引发氧化应激反应，进而引起细胞凋亡，通过调控氯化锌的水平，可以有效遏制这种细胞凋亡，对于由于紫外线引发的HLECB-3细胞凋亡，氯化锌可以通过抑制HLECB-3细胞中的caspase-12的表达，从而抑制其线粒体内的内质网应激凋亡通路，进而减少HLECB-3的凋亡。
农业领域
秸秆预处理
氯化锌熔盐水合物溶液（ZnCl₂·4H₂O）协同稀硫酸作为一种无机熔盐水合物对对小麦秸秆进行预处理，从而制备果糖。传统处理秸秆制备果糖的方法具有条件苛刻、预处理时间过长和步骤复杂等缺点，而使用氯化锌水合物不仅成本更低，且不易挥发，可以通过将氯化锌溶于去离子水中制得氯化锌熔盐水合物溶液，进而和脱蜡小麦秸秆粉末混合均匀后水浴加热，并搅拌加入硫酸溶液，最后使用酶水解即可，而通过这种预处理最终木糖得率可以高达90.85%。
饲料添加剂
以氯化锌和氧化锌作为原料，生产一种新型的饲料添加剂—碱式氯化锌。锌作为一种动物生长所必需的微量元素，在动物生长过程中往往以添加剂的形式加入，但传统的添加剂往往不易被动物消化，并且还容易污染环境，所以可以利用氯化锌和氧化锌来制作一种新的饲料添加剂，其他饲料添加剂容易残留一些氧化剂，而碱式氯化锌避免了氧化剂的残留，使得其性质更加稳定，并且这种添加剂具有不溶于水、易溶于酸性溶液和吸水性低的特点，使得其更容易被动物吸收，减少了饲料中其他营养物质的损失。
改良树木根系
氯化锌溶液可以用来改善榉树在幼苗培养时的根系形态，并具有一定促生作用。通过使用不同浓度氯化锌溶液对榉树幼苗进行处理，结果发现氯化锌溶液可以增加榉树幼苗一级侧根数、根系的总长等，还可以增加其木质部结构，并提高其抗逆性。但氯化锌浓度过高时可以增加植物体内的丙二醇含量，从而对植物具有轻微的重金属胁迫作用，当氯化锌浓度为120g/L对榉树幼苗根部的形态和生长达到最佳效果。
工业领域
助镀剂
氯化锌可以作为一种助镀剂而应用于工业领域。在工业上常常利用溶剂法使用助镀剂达到批量热浸镀锌的目的，而氯化锌可单独作为一种助镀剂使用，也可以和氯化铵联合使用，但当单独使用氯化锌作为助镀剂使用时，由于氯化锌易溶于水和吸湿的特点，其往往会在助镀工件的表面生成一些白色块状物，使得助镀工件的表面镀膜不够均匀，而和氯化铵联合使用则不会出现这种情况，最终助镀工件的表面膜覆盖也较为均匀，所以一般不单独使用氯化锌作为助镀剂使用。
电池原料
液体氯化锌是一种用于电池生产的重要原料，可以通过利用冶炼厂生产中所产生的含酸废液来生产液体氯化锌，这样可以大大减少环境污染的同时，使得资源可以回收利用，可以使用这些含酸废液浸出在冶炼过程中所产生的次氧化锌，二者可以反应生成粗制氯化锌，随后首先对这些粗制氯化锌使用过氧化氢和氯化铁除去部分杂质，再使用锌单质置换掉其他金属离子，最后通过加入双氧水和氯化钡进一步除去其他杂质后，蒸发浓缩即得液体氯化锌。
吸附剂
氯化锌溶液因为其良好的吸附作用，可以用来处理毛竹，以便其制成竹地板制品等。将毛竹置于氯化锌溶液中进行超声波-热处理，结果发现，在高温条件下半纤维素可以水解产生醋酸，从而和氯化锌溶液形成酸性环境，使得纤维分解为纳米纤丝化纤维，使得有机物更少吸附。同时，氯化锌溶液还可以使毛竹发生溶胀、水解等反应，使得毛竹颜色加深，从而完成毛竹的碳化处理，使得其更加稳定。
发光二极管
研究表明，当改良蓝光量子点发光二极管时，使用金属卤化物配体尺寸较小时相较于使用长链有机配体，其所受到的空间位阻效应将容易克服，使得可以达到更多量子点表面配位的位点，并且当使用氯化物时，其在醇溶剂中的溶解性更好，所以可以使用氯化锌修饰B-QDs薄膜，这使得QDs的部分长链油酸配体会被无机配体氯化锌取代，减少了当QDs表态转换时其油酸配体脱落的缺陷，进而使得B-QDs薄膜的溶液荧光量子效率得到提高。另外，无机配体氯化锌的配位还可以改善器件的电子和空穴注入平衡，使得蓝光量子点发光二极管寿命得到延长。
环境领域
活性剂
氯化锌可以作为一种活化剂来用于制备活性炭吸附环境污染。活性炭的获得通常是使用生物质原料来制备，氯化锌可以作为一种活化剂来处理夏威夷果壳，即将夏威夷果壳清洗干燥、粉碎过筛后与氯化锌混合，在活化温度条件下氯化锌可以进入果壳内部，通过活化作用使得果壳内部发生催化脱羟基的反应，从而达到果壳脱水的目的，另外，氯化锌还可以帮助果壳形成多孔碳结构，残留在果壳表面的氯化锌，也会腐蚀果壳表面，从而形成孔隙，使得最终制成的活性炭拥有更强的吸附能力和更大的比表面积。此外，氯化锌也可以作为活化剂用于柚子皮和大枣核制备活性炭，并且使用氯化锌处理后，可以使柚子皮制备的活性炭拥有更广泛的pH和温度适应范围，而对于大枣核制备活性炭时使用氯化锌，这可以使用煅法制备，使得制备活性炭的工艺更加简单，也使得制备的活性炭更加稳定。
改性剂
氯化锌和硫联合使用作为一种改性剂，可以用于制备生物炭稳定土壤中的汞污染。氯化锌和硫单质用于改性玉米秸秆，从而制备生物炭，单独使用氯化锌作为改性剂，氯化锌可以在生物炭上生成活性位点，常用于除掉烟气中的汞污染，而与硫单质联合使用后，可以结合硫单质改性生物炭的优点，使得生物炭的吸附能力更强，更利于修复土壤中的汞污染。
制备滤膜
氯化锌可以作为溶剂制备聚丙烯腈过滤膜，采用氯化锌水溶液，置于三口烧瓶中并搅拌加入丙烯腈、过硫酸铵和亚硫酸氢钠水溶液，经反应及后续实验操作后即得PAN过滤膜，研究表明，经氯化锌溶液制备的PAN过滤膜，其表面更加平整光滑，并且其结构分布均匀并且致密，具有一定的韧性，且其对相对分子质量较大的染料具有更好的拦截效果，具有更好的抗污染性能，并且在制备过程中也避免了使用有机溶剂污染环境的问题。
安全事宜
毒性作用
该物质对水生生物有极高毒性。当人体暴露于浓度为40mg/cum的氯化锌气溶胶，可以闻到到金属味。当浓度在80mg/cum时，人体在2分钟后会出现轻微恶心和咳嗽的症状，当浓度为120mg/cum时，人体的鼻子、喉咙和胸部会受到刺激，当浓度为4800mg/cum，人体接触30分钟后可以导致肺部疾病。动物实验表明，氯化锌的80%水溶液在兔、豚鼠和小鼠试验中具有严重刺激性，可以诱发表皮增生和溃疡，小鼠和大鼠口服LD₅₀分别为1260和1100mg/kg。
健康危害
氯化锌不具有致癌性，短期接触该物质，会对眼睛和皮肤具有腐蚀性，会使眼睛和皮肤发红、疼痛，甚至严重烧伤。其气溶胶可以严重刺激呼吸道，会引起咳嗽、喉咙痛，并伴有灼烧感、呼吸困难、呼吸短促，其症状可能推迟表现出来。食入有腐蚀性，引起咽喉疼痛，咽喉和胸腔伴有有灼烧感、恶心、呕吐等，严重可引起休克或虚脱。吸入可能导致肺水肿，吸入高浓度可吸入颗粒物（例如烟气），可能导致急性呼吸窘迫综合征（ARDS）、肺纤维化和死亡。
环境危害
锌离子虽然是一种重要的化工原料，但在工业中往往会产生大量的废水流入河道中，再加上农业中关于氯化锌的应用也会经雨水排入河道，造成了很大的水体污染，这些锌离子在水体中可以通过生物富集作用聚集在生物体内，而鱼类作为水体中的食物链顶端生物，从而大量富集锌离子，氯化锌会对松江鲈鱼的肾细胞造成细胞毒性并抑制其生长，其在24小时的半致死浓度为308.41μmol/L，同时，过量氯化锌还会抑制其SOD酶活性，并引起鲈鱼细胞的细胞核出现微核和DNA断裂现象，进而使其造成遗传损伤。
通过使用氯化锌对泥鳅细胞处理也可以表明，当锌离子在人体浓度过高时，其可以产生大量自由基，而这些活性自由基会攻击ＤＮＡ链，从而使其发生断裂，造成细胞损伤。锌的浓度还会影响DNA聚合酶和RNA聚合酶的活性，从而引起细胞膜的脂质双分子层的生理稳态，从而导致细胞功能障碍。并且，当锌浓度过高时对细胞对于铁、铜、钙等元素的吸收和代谢还有一定的影响。
预防和急救措施
氯化锌接触时应佩戴防护手套，并注意防止粉尘或烟气扩散和局部排气通风或呼吸防护，当样品为粉末时，一定要戴安全护目镜或眼睛防护并应当结合呼吸防护，且工作时不得进食，饮水或吸烟，进食前应注意洗手。若不慎吸入，应注意病人呼吸新鲜空气，保持半直立体位，必要时进行人工呼吸，并送往医院。皮肤或眼睛接触，应立即用大量水冲洗或淋浴至少15分钟。若发生误食，一定不要进行催吐，应立即饮用一或两杯水并送往就医。
消防安全
氯化锌本身不可燃，在火焰中释放出刺激性或有毒烟雾（或气体），周围环境着火时，可使用任何可得到的灭火剂进行灭火。
安全标志
氯化锌具有腐蚀性和刺激性，会造成严重的皮肤灼伤和眼睛损伤，同时具有环境危害性，对水生生物有剧毒。
存储
氯化锌应储存在40°C以下，最好在15至30°C之间，防止产品冻结。同时，产品应与强碱、食品和饲料分开存放，保持环境密闭干燥。且应储存在没有排水管或下水道的场所。
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