Li掺杂ZnO纳米阵列的水热合成

水热生长直立均匀 zno 纳米棒阵列的影响因素水热生长直立均匀 ZnO 纳米棒阵列的影响因素一、引言水热法是一种简单且有效的方法，用于合成直立均匀的 ZnO 纳米棒阵列。

这种方法不仅能够制备出具有优良性能的纳米材料，而且还在能源、光电、催化等领域具有广泛的应用。

了解影响水热生长直立均匀ZnO 纳米棒阵列的因素，对于优化合成策略、提高纳米材料的性能具有重要意义。

本文将从表面处理、反应条件、溶液浓度和衬底选择等方面，探讨影响水热生长直立均匀 ZnO 纳米棒阵列的因素。

二、表面处理表面处理是实现直立均匀 ZnO 纳米棒阵列生长的关键步骤之一。

在水热法合成过程中，通过表面处理可以改变衬底表面的性质，从而对纳米棒的生长行为产生影响。

常用的表面处理方法包括使用酸洗、其它表面活化剂等。

这些表面处理方法可以去除衬底表面的杂质和缺陷，提高纳米棒的生长均匀性。

三、反应条件反应条件是影响水热生长 ZnO 纳米棒阵列的重要因素之一。

合适的温度和反应时间可以促进纳米棒的生长，并控制其生长方向和尺寸。

通常情况下，较高的反应温度和较长的反应时间有利于纳米棒的纵向生长，而较低的反应温度和较短的反应时间则可以促使纳米棒的横向生长。

适当的溶液浓度和 PH 值也对纳米棒的生长具有重要影响。

四、溶液浓度溶液浓度是影响水热生长 ZnO 纳米棒阵列的重要因素之一。

溶液浓度的增加可以提高纳米棒的密度和尺寸，并且可以增加纳米棒的生长速率。

然而，当溶液浓度过高时，会导致纳米棒之间的相互作用增强，从而影响纳米棒的均匀生长。

在水热法合成 ZnO 纳米棒阵列时，需平衡溶液浓度和均匀性之间的关系，选择适当的浓度，以实现均匀的生长。

五、衬底选择衬底的选择对于实现水热生长直立均匀 ZnO 纳米棒阵列也有重要影响。

合适的衬底可以提供足够的成核点，促使纳米棒的生长。

常用的衬底材料包括硅片、玻璃基片等。

选择不同的衬底材料，可以调控纳米棒的生长方向和排列密度，从而实现不同的纳米棒阵列结构。

水热法制备氧化锌纳米棒及微观形貌控制刘梦博;李文彬;段理;于晓晨;魏星【摘要】利用旋涂法在玻璃基底上制备ZnO种子层,之后用水热反应在不同条件下生长ZnO纳米棒阵列.通过SEM、XRD等表征测试手段,研究在水热反应时不同条件对ZnO纳米棒阵列的微观形貌的影响并对水热法制备ZnO纳米棒的各项生长条件进行了系统性的影响分析.测试结果表明:种子层溶液浓度、水热反应时间和反应溶液浓度均会对ZnO纳米棒阵列的微观结构产生不同程度的影响.利用0.1 mol/L的溶液进行种子层旋涂,在0.05 mol/L硝酸锌溶液中进行水热反应9 h,可以生长出具有一定高度、取向性好的ZnO纳米棒阵列.【期刊名称】《电子元件与材料》【年(卷),期】2018(037)010【总页数】6页(P73-78)【关键词】氧化锌;纳米棒阵列;种子层;水热反应;微观形貌;SEM【作者】刘梦博;李文彬;段理;于晓晨;魏星【作者单位】长安大学材料科学与工程学院,陕西西安 710064;长安大学材料科学与工程学院,陕西西安 710064;长安大学材料科学与工程学院,陕西西安710064;长安大学材料科学与工程学院,陕西西安 710064;长安大学材料科学与工程学院,陕西西安 710064【正文语种】中文【中图分类】TN304六方氧化锌 (ZnO)作为一种重要的纤锌矿结构金属氧化物,其在室温下具备3.37 eV的禁带宽度、宽的直接带隙和大的激子结合能(约60 meV)等优异性能,使其成为一种性能优异的Ⅱ-Ⅵ族半导体和广为应用的光电材料,尤其是在短波长发光器件和日光检测器中发挥着重要的作用[1-2]。

其中一维ZnO纳米结构,如纳米线、纳米棒和纳米管,由于其特殊的微观形貌结构,在化学及光催化、光电传感和光伏电池等领域有着巨大的潜能[3]。

其纳米结构比表面积通常较大,可以捕捉到更多的可见光且成本低廉、制备简单[4-5],由其制成的各种器件具有很大的应用前景。

ZnO纳米材料的合成与应用研究概述：ZnO纳米材料作为一种具有广泛应用前景的半导体材料，其合成与应用研究一直备受关注。

本文旨在探讨ZnO纳米材料的合成方法以及其在各个领域的应用，从而深入了解其在科学研究和工业应用中的潜力。

一、ZnO纳米材料的合成方法1. 水热法合成水热法是一种常用的制备ZnO纳米材料的方法。

它通过调节反应条件和反应时间，可以获得具有不同形貌和尺寸的ZnO纳米颗粒。

水热法合成ZnO纳米材料具有简单、低成本、可扩展性强等优点，因此受到了广泛关注。

2. 溶胶-凝胶法合成溶胶-凝胶法是一种通过溶胶中的化学反应和胶体形成过程制备纳米材料的方法。

在ZnO纳米材料的合成中，可以通过溶胶-凝胶法控制反应条件，如温度、浓度和PH值等，以实现获得具有不同形貌和尺寸的纳米颗粒。

3. 气相法合成气相法是制备ZnO纳米材料的一种常用方法。

它通过将金属有机化合物或金属化合物加热到高温，然后通过氧化反应生成ZnO纳米颗粒。

气相法合成的ZnO纳米材料具有高纯度、高晶度和尺寸可控性好等特点。

二、ZnO纳米材料在光电子领域的应用1. 光催化应用ZnO纳米材料具有优异的光催化性能，可以利用其吸收紫外光的特性来分解有害有机物和杀灭细菌。

因此，ZnO纳米材料被广泛应用于光催化净化空气、水处理和消毒等领域。

2. 光电器件应用由于ZnO纳米材料的特殊电学性质和优异的光电性能，它在光电器件领域具有广泛应用潜力。

例如，ZnO纳米材料可以用于制备光电传感器、光电调制器、太阳能电池等。

三、ZnO纳米材料在生物医学领域的应用1. 抗菌材料ZnO纳米材料具有较高的抗菌性能，可以通过抑制细菌的生长来达到消毒和杀菌的目的。

因此，在生物医学领域，ZnO纳米材料被广泛应用于医疗设备、外科用品和医疗纺织品等。

2. 肿瘤治疗由于ZnO纳米材料的优异光学性质，在肿瘤治疗中可以利用其光热效应。

将ZnO纳米材料注入肿瘤组织，并利用红外激光的吸收来使其产生局部高温，从而实现对肿瘤的治疗。

实验3 氧化锌纳米阵列的制备【摘要】水热法是合成氧化锌纳米阵列的基本方法之一，通过本实验进一步研究氧化锌纳米线的制备工艺，学会氧化锌纳米线透射率的测量方法，并掌握半导体材料禁带宽度的基本计算方法。

【关键字】水热法纳米线禁带宽度0.引言氧化锌（ZnO）是一种具有纤锌矿结构的Ⅱ－Ⅵ族化合物半导体，由于其具有优异的光电性质而有很大的使用价值和研究价值，如它对可见光的高透过率,能用作透明导电涂层;具有光电效应,能用于紫外激光器件和太阳能电池等[1]。

为了获得或改善其某一方面的性质，利用各种方法掺杂或制备具有特定形貌的氧化锌纳米材料成为近年来研究的热点。

而水热法制备ZnO纳米材料，以其设备简单、原料廉价、条件易控、适合大面积生长等优点而被广泛采纳。

本实验主要是采用水热法合成氧化锌纳米线，并测量纳米线的透射率，通过计算得出制备的氧化锌禁带宽度为3.34eV，与理论值基本吻合。

1.实验目的1.了解水热合成氧化锌纳米线的原理以及基本操作方法；2.独立制备出氧化锌纳米线；3.掌握纳米线透射率的表征方法和半导体禁带宽度的计算方法；4. 掌握实验数据处理方法，并能利用Origin绘图软件对实验数据进行处理和分析。

2.实验仪器设备和材料清单1.水浴锅、紫外可见分光光度计、量筒、样品瓶、PH试纸、2.试剂：硝酸锌、乙醇胺、正丁醇、高锰酸钾、氨水、酒精、稀硝酸3.实验原理3.1纳米氧化锌概述[2]氧化锌（ZnO）：直接宽禁带半导体材料，室温下禁带宽度为3.37 eV ，激子束缚能为60meV。

纳米氧化锌具有非迁移性、压电性、荧光性、吸收和散射紫外线能力等特殊能力，ZnO一维材料的阵列能够加快光生电子、空穴的分离,使电子具有良好的运输性,所以纳米棒、纳米线阵列的制备备受关注。

氧化锌(ZnO)在自然界有两种晶体结构，即纤锌矿结构和闪锌矿结构。

其中稳定相是纤锌矿结构（如左图），属六方晶系，为极性晶体。

制备ZnO一维材料阵列的方法主要有气相沉积法、溅射法或外延法等,这些技术需要昂贵的仪器、苛刻的实验条件,而溶液法则具有设备简单、条件温和等优点。

水热法制备锥状ZnO纳米线阵列及其光电性研究水热法制备锥状ZnO纳米线阵列及其光电性研究摘要ZnO是一种在光电领域中具有重要地位的半导体材料。

采用聚乙二醇(PEG(2000))辅助的水热合成法制备出了粒径较为均匀的锥状氧化锌纳团线阵列, 并用SEM、XRD对其进行了表征。

实验结果表明,表面活性剂(PEG22000)和氨水的加入量对ZnO纳米线阵列的形貌有直接的影响;分析出了不同体系中的化学反应过程及生长行为，研究了衬底状态、生长溶液浓度、生长时间、pH值等工艺参数对薄膜生长的影响，并对薄膜柱晶等特殊形貌晶体的生长机理进行了探讨。

研究表明：薄膜的晶粒成核方式主要为异质成核，柱晶的生长方式为层-层生长。

生长的ZnO柱晶的尺寸和尺寸分布与晶种层ZnO晶粒有着相同的变化趋势。

随着生长液浓度的增加，ZnO棒晶的平均直径明显增大。

生长体系长时间放置，会导致二次生长，形成板状晶粒。

NH3·H2O生长系统，可以调节pH值来控制薄膜的生长。

对于碱性溶液体系，ZnO合适的生长温度为70~90℃，通过调节温度，可以改变纳米棒的生长速率。

关键词：ZnO薄膜,低温,水热法,薄膜生长HYDROTHERMAL SYNTHESIS OF ZnO NANOWIRE ARRAYSCONE AND OPTOELECTRONICRESEARCHABSTRACTZnO is an important area in the status of photovoltaic semiconductor material.Polyethylene glycol (PEG (2000)) assisted hydrothermal synthesis were prepared by a more uniform particle size of zinc oxide nano cone line array group and use SEM, XRD characterization was carried out. The results show that surfactant (PEG22000) and ammonia addition on the morphology of ZnO nanowire arrays have a direct impact; analyze the different systems of chemical reactions and growth behavior of the state of the substrate, growth concentration, growth time, pH, and other process parameters on film growth, and morphology of thin film transistors and other special column crystal growth mechanism was discussed. The results show that: the film grain nucleation is mainly heterogeneous nucleation, crystal growth patterns column for the layer - layer growth. The growth of ZnO crystal size and column size distribution of ZnO grain and seed layer have the same trend. With the increase in the growth of concentration, ZnO rods significantly increased the average diameter of crystal.Growth system extended period of time will lead to secondary growth, the formation of tabular grains. NH3 • H2O growth system, you can adjust the pH value to control the film growth. The alkaline solution system, ZnO is a suitable growth temperature 70 ~ 90 ℃, by adjusting the temperature, can change the growth rate of nanorods.Key words：ZnO films, low temperature, hydrothermal method, thin film growth目录中文摘要 (i)Abstract (ii)第一章绪论............................................................................... (1)1.1..纳米科技 (1)1.1.1纳米材料的结构单元 (1)1.1.2纳米材料的特性 (2)1.2纳米ZnO材料的特性 (4)1.2.1 ZnO的晶体结构 (4)1.2.2 ZnO的光电性能 (5)1.2.3 ZnO的紫外受激发射 (6)1.3 ZnO纳米材料的应用 (7)1.3.1表面声波（SAW）1.3.2半导体紫外激光器 (11)1.3.3太阳能电池 (11)1.3.4 表面型气敏器件 (12)1.3.5缓冲层和衬底 (13)第二章溶胶一凝胶成膜原理及实验方法..................……2.1引言..................··········……2.2溶胶一凝胶技术的特点 (17)2.3煅烧和烧结2.4溶胶一凝胶法制备薄膜的常用方法 (20)旋涂法.......................……浸涂提拉法...................……2.5影响因素 (21)2.5.1水解度 (21)2.5.2溶胶浓度..................................，. (21)2.5.3温度 (22)2.5.4催化剂 (22)2.6试剂及仪器设备 (22)2.6.1试剂的选用 (22)2.6.2实验器材 (23)2.7薄膜的制备过程 (23)2.7.1基片的清洗 (23)2.7.2旋涂法镀膜 (25)2.7.3干燥和热处理 (25)2.8几种主要的分析方法简介 (26)2.8.IX射线衍射分析 (26)2.8.2荧光分光光度法 (26)2.8.3紫外一可见分光光度法 (26)2.8.4原子力显微分析 (27)2.8.5扫描电子显微分析 (27)第一章绪论1.1纳米科技“纳米”是一个尺度的度量，最早把这个术语用到技术上的是日本在1974年底，但是以“纳米”来命名的材料是在20世纪80年代，它作为一种材料的定义把纳米颗粒限制到1-100 nm范围。

《ZnO纳米材料的水热法制备及丙酮气敏性能优化研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，氧化锌（ZnO）纳米材料因其独特的物理和化学性质，在光电子器件、传感器、催化剂等领域展现出广泛的应用前景。

ZnO纳米材料的气敏性能对于气体检测、环境监测和安全防护等领域具有极高的应用价值。

本文将详细介绍ZnO纳米材料的水热法制备工艺及其在丙酮气敏性能的优化研究。

二、ZnO纳米材料的水热法制备1. 材料与试剂制备ZnO纳米材料所需的主要材料和试剂包括：锌盐（如硝酸锌）、碱（如氢氧化钠）、去离子水以及表面活性剂等。

2. 制备方法水热法是一种制备ZnO纳米材料的常用方法。

具体步骤如下：（1）将一定浓度的锌盐溶液与碱溶液混合，调节pH值；（2）加入表面活性剂，以控制ZnO纳米颗粒的形貌和尺寸；（3）将混合液转移至反应釜中，加热并保持一定时间；（4）反应结束后，冷却、离心、洗涤，得到ZnO纳米材料。

3. 制备工艺优化通过调整反应物的浓度、pH值、反应温度和时间等参数，可以优化ZnO纳米材料的制备工艺，提高其产率和质量。

三、丙酮气敏性能优化研究1. 丙酮气敏性能测试采用气敏传感器对制备的ZnO纳米材料进行丙酮气敏性能测试。

通过测量传感器在不同浓度丙酮气体下的电阻变化，评估其气敏性能。

2. 性能优化措施（1）材料改性：通过掺杂其他元素或采用复合材料的方法，提高ZnO纳米材料的气敏性能。

（2）表面修饰：利用表面活性剂或生物分子对ZnO纳米材料进行表面修饰，提高其与丙酮气体的相互作用，从而提高气敏性能。

（3）结构优化：通过调整ZnO纳米材料的形貌、尺寸和结晶度等，优化其气敏性能。

3. 优化效果分析通过对比优化前后的气敏性能测试结果，分析优化措施对ZnO纳米材料气敏性能的影响。

结果表明，经过优化后的ZnO纳米材料在丙酮气体检测方面表现出更高的灵敏度、更低的工作温度和更好的选择性。

四、结论本文研究了ZnO纳米材料的水热法制备工艺及其在丙酮气敏性能的优化研究。

do:i 10.3969/j .issn .1002-154X.2010.06.014水热法制备纳米氧化锌的影响因素研究郑兴芳(临沂师范学院化学与资源环境学院,山东临沂276005)摘 要 简单介绍了水热法的原理,主要讨论了在水热法制备纳米氧化锌的过程中,浓度、温度、反应时间、p H 值、Zn 2+/OH -物质的量比、添加剂和掺杂等因素对产物尺寸、形貌的影响,最后对水热法制备纳米氧化锌进行了展望。

关键词 纳米氧化锌 水热法 制备 影响因素收稿日期:2010-05-25基金项目:山东省博士基金资助项目(2006BS04039)作者简介:郑兴芳(1978~),女,硕士生,讲师,从事纳米氧化物的研究。

Research of Infl ue nci ng Factors i n Pre pari ng Nanosized ZnO byHydrot her malM et hodZheng X i ng f ang(Schoo l o f Che m istry and R esoureces Env ironm en,t L i n y iN or m a lUniversity ,Shandong L i n y i 276005)Abst ract The princ i p le of hydrother m al m ethod is briefly i n troduced .This paper m ainly d iscusses the factors i n fl u enci n g size and m or pho l o gy of nanosized ZnO by hydro t h er m a l m ethod ,wh ich i n c l u de concentration ,reacti o n te mperature ,reaction ti m e ,p H,Zn2+/OH -m o lar ratio ,additi v es ,doping and so on.The prospect o f hydrother m alm ethod in preparing nanosized ZnO is prospected in the end .K eyw ords nanosized zinc ox i d e hydrother m a l prepara ti o n i n fl u enci n g factors 氧化锌是一种性能优异的半导体材料,室温下禁带宽度为3.37e V,激子束缚能为60m e V,具有很好的光学、电学、催化特性。

收稿日期：2013－01－12*基金项目：浙江省大学生科技创新项目资助（2012Ｒ428009）水热合成法制备ZnO 纳米棒有序阵列薄膜*陶李洋，钟文武，刘彦平，徐佳鑫，唐苑菁，吴严婵，孙佳焕（台州学院物理与电子工程学院，浙江台州318000）摘要：采用水热合成法在预先生长的ZnO 种子层的玻璃衬底上制备出ZnO 纳米棒有序阵列薄膜。

通过X 射线衍射、扫描电镜、透射电镜和选区电子衍射分析表明：所制备的薄膜由垂直于ZnO 种子层的纳米棒组成，呈单晶六角纤锌矿ZnO 结构，且沿［001］方向择优生长，纳米棒的平均直径和长度分别为10．0nm 和3．3μm 。

关键词：ZnO ，纳米棒，水热合成，薄膜中图分类号：TB 321Preparation of ZnO Nanorod Ordered ArrayThin Films by Hydrothermal MethodTAO Li-yang ，ZHONG Wen-wu ，LIU Yan-ping ，XU Jia-xing ，TANG Yuan-jing ，WU Yan-chan ，SUN Jia-huan（Department of Physics ，Taizhou University ，Taizhou 318000，Zhejiang ，China ）Abstract ：ZnO nanorod ordered array thin films have been deposited on glass substrate with ZnO seed layer by hydrothermal method．The XＲD ，SEM ，TEM ，and SAED results indicate that the thin films consist of nanorods growth vertically oriented with ZnO seed layer ，and the nanorods with average diameter of 10．0nm and length of 3．3μm consist of single crystalline wurtzite ZnO crystal and growth along ［001］direction．Key words ：ZnO ，nanorod ，hydrothermal method ，film氧化锌（ZnO ）是一种六角纤锌矿结构的化合物半导体材料，室温下禁带宽度约为3．37eV ，激子结合能约为60meV［1－3］。

目□□录1、引言 52、实验制备 5（一）铺设种子层 5 （二）水热法制备Al掺杂ZnO纳米薄膜 51、醋酸锌与六亚甲基四胺混合溶液 52、硝酸锌与六亚甲基四胺混合溶液 63、实验样品性质检验与分析 6（一）样品电子显微镜下图片 6 （二）样品光学性质检验 9 （三）电学特性的研究 104、结论 115、参考文献 12 1、引言ZnO是一种性能优异的宽紧带直接带隙半导体材料，呈六方纤锌矿型晶体结构，晶格常数a=0.32496nm，c=0.52065nm。

ZnO具有熔点高、热稳定性好、介电常数低、光电耦合系数大等优点，因此而被广泛的研究应用，例如在声表面波器件、体声波器件、气敏传感器、压敏电阻、透明导电电极和光发射器件等领域有着重要的应用前景。

实验室制备Al掺杂ZnO薄膜的方法有很多种，例如：水热法[2]、磁控溅射法[3,4]、脉冲激光沉积法[5]、溶胶-凝胶法（sol-gel）[6]等。

其中水热法制备的材料纯度高、结晶性好和大小形状可控而备受大家的青睐。

所谓水热法是指在特定的密闭反应器高压反应釜内，以水溶液为反应体系，通过对反应体系加热，在反应体系中产生一个高温高压的环境进行无机合成与材料制备的方法。

本文采用了水热法制备了Al掺杂ZnO纳米薄膜，并进一步研究了掺杂Al的量对ZnO纳米薄膜光学特性、电学特性和形态的变化。

2、实验制备（一）铺设种子层以无水乙醇作为溶剂配置溶液，醋酸锌浓度0.1M,二乙醇胺0.1M。

在60摄氏度的温度下搅拌半个小时，将光学玻璃在旋涂机上旋涂后放于400摄氏度的恒温加热板上加热，光学玻璃会由黑变透明，取下恢复到室温后再次选涂，如此步骤操作三次即可，最后一次加热可延长时间大约半小时左右。

注意：实验过程中不要用手直接拿着样品操作，要用镊子；旋涂前将裁好的光学玻璃放入无水乙醇中在超声波洗涤器中洗涤五到六分钟，清除表演的油渍；旋涂时要先将玻璃片放上之后才可以打开吸气泵，否则很容易损坏吸气泵；普种子层前一定要确保所旋涂面是导电的。

制备与合成ZnO纳米材料方法分析ZnO纳米材料制备工艺与合成技术是其能否取得突破性进展的关键问题，文章综述了制备与合成ZnO纳米材料的几种常用方法：热蒸发法、分子束外延法、射频磁控溅射法、模板法及水热法，并对几种制备方法进行比较。

标签：ZnO纳米材料；热蒸发法；磁控溅射法；水热合成法前言ZnO纳米材料作为近年来倍受瞩目的半导体材料，其制备工艺与合成技术是直接关系ZnO纳米材料在半导体领域能否进一步发展的决定因素，制备方法的不同将会影响到ZnO纳米材料的结构与光、电、磁等性能，因此，探索出制备与合成ZnO纳米材料的方法与手段，成为科学家们关注的焦点，文章将总结ZnO 纳米材料在合成与制备领域中最常用的几种方法。

1 热蒸发法在热蒸发法中，将原料与催化剂的混合物放在高温端进行加热，通过蒸发现象，将原料在高温区受热升华并通入一定流量的气体，气体可将受热蒸汽传送到蒸发反应区，从而在低温区沉积成核，生长出所需的ZnO纳米结构[1]。

对于热蒸发法，锌单质或氧化锌受热分解可作为锌源的主要来源，通常状况下氧化锌的分解温度较高，与其相比，锌的熔点（419℃）与沸点（907℃）较低，因此在低温下，金属锌可成为生长氧化锌纳米材料的理想原料。

由热蒸发法原理，可在管式炉制备ZnO纳米材料，通常用石墨粉作为催化剂，将ZnO与石墨粉1：1混合后作为原料，放置于石英管高温反应区，具体实验过程如下：（1）加热管式炉，先缓慢升至100℃，随后升至所需反应温度。

（2）将衬底放入丙酮和乙醇中分别超声10分钟，清洁石英管，将ZnO和石墨以1：1的比例放入小石英管底部，放置衬底，并将小石英管放入炉内。

（3）缓慢抽取真空，使管内气压稳定到真空范围。

（4）进行蒸发反应，反应时间按生长需要而定。

2 分子束外延法外延制备技术以其独特的生长方法可制备出高性能的氧化锌薄膜，气相外延技术采用不同方法可实现其制备，例如分子束外延法、液相外延法、金属有机物化学气相沉积等技术。

ZnO纳米半导体材料制备ZnO纳米半导体是一种重要的半导体材料，在化学、电子学、材料学等领域有着广泛的应用。

本文主要介绍ZnO纳米半导体材料的制备方法及其应用。

一、ZnO纳米半导体材料制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备ZnO纳米材料的方法。

该方法以氧化锌为前驱体，将其以适当的浓度溶解在有机溶剂中，加入表面活性剂后通过水热处理得到ZnO纳米晶粒。

2. 水热法水热法是一种快速简单的制备ZnO纳米半导体材料的方法。

该方法可以通过改变反应物浓度、反应温度和反应时间等条件来控制ZnO纳米晶粒的大小和形状。

3. 热分解法热分解法是一种通过分解金属有机化合物制备ZnO纳米晶粒的方法。

该方法可以制备高品质的ZnO纳米晶粒，但需要高温下进行反应，操作较为复杂。

4. 气相沉积法气相沉积法是一种将气相反应物在高温下沉积在基底表面上制备ZnO纳米晶粒的方法。

该方法可以通过控制反应条件来调控ZnO 纳米晶粒的大小和形状。

二、ZnO纳米半导体材料的应用1. 光电器件ZnO纳米半导体材料在太阳能电池、LED等光电器件方面有着广泛的应用。

ZnO纳米材料可以提高器件的光电转换效率、增加光敏度、减少暗电流等。

2. 生物医学领域ZnO纳米材料在生物医学领域有着广泛的应用。

ZnO纳米颗粒可以用作抗菌剂、药物传递系统、生物成像等方面。

3. 环境保护ZnO纳米材料在环境保护领域有着广泛的应用。

ZnO纳米颗粒可以用作光催化材料、气体传感器、废水处理等方面。

4. 纳米传感器ZnO纳米材料在纳米传感器领域有着广泛的应用。

ZnO纳米颗粒可以用作气敏材料、湿度传感器等方面。

ZnO纳米半导体材料是一种重要的材料，在各个领域都有着广泛的应用前景。

随着制备技术的不断发展，ZnO纳米材料的性能和应用将会得到更大的提升。

文章编号:1009-6094(2012)06-0057-05过渡金属掺杂ZnO 纳米光催化剂对四环素的光催化降解*关卫省1,宋优男1,霍鹏伟2,杨 莉1(1长安大学环境科学与工程学院,西安710064;2江苏大学化学化工学院,江苏镇江212013)摘 要:利用水热合成法分别制备了Fe 、Co 、Ni 掺杂及Fe -Co 、Fe -Ni 共掺杂的ZnO 光催化剂。

采用X 射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV -Vis)等手段对催化剂进行了表征。

以氙灯(250~800nm)为光源,盐酸四环素为降解对象,模拟测试样品在日光下光催化降解抗生素的活性。

考察了过渡金属种类、过渡金属掺杂量及二元掺杂配比对ZnO 样品光催化活性的影响。

结果表明,制得的样品均为六方晶系纤锌矿结构的ZnO 。

单一元素掺杂时,Fe 掺杂提高了ZnO 光催化活性,而Co 、Ni 掺杂都抑制了ZnO 光催化活性。

共掺杂时,Fe -Co/Z nO 及Fe -Ni/ZnO 光催化活性优于单一掺杂的Fe/ZnO,其中3%Fe -1%Ni/ZnO 样品的光催化活性最好,在氙灯光源下反应120min 对盐酸四环素的降解率高达87195%。

关键词:环境工程学;铁;钴;镍;共掺杂;氧化锌;光催化降解;四环素中图分类号:O643132 文献标识码:A DOI:1013969/j.is sn.1009-6094120121061013*收稿日期:2012-05-11作者简介:关卫省,教授,从事水污染控制研究,guanweis heng@ 。

基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金项目(20110205110014)0 引 言抗生素被广泛应用于治疗人体疾病及治疗和预防畜禽、水产品的细菌性病害,其在世界范围的大量使用致使其在环境中积累[1]。

抗生素在环境中积累会对生态平衡及人类生命造成危害[2]。

近年来,抗生素残留问题已经引起人们的注意。

《ZnO纳米材料的水热法制备及丙酮气敏性能优化研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，ZnO纳米材料因其独特的物理和化学性质在诸多领域，如光电、催化、传感器等，都表现出优异的性能。

本文旨在研究ZnO纳米材料的水热法制备工艺，并进一步探讨其丙酮气敏性能的优化。

二、ZnO纳米材料的水热法制备1. 材料与方法ZnO纳米材料的水热法制备主要涉及的是化学法，以锌盐为主要原料，通过控制反应条件（如温度、压力、时间等）来实现ZnO纳米结构的可控合成。

其具体步骤包括：准备原料、配置反应溶液、水热反应、洗涤和干燥等步骤。

2. 结果与讨论通过水热法成功制备出ZnO纳米材料，通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）等手段对产物进行表征。

结果表明，制备的ZnO纳米材料具有较高的纯度和良好的结晶度，且形貌规整，尺寸均匀。

三、丙酮气敏性能的优化研究1. 材料与方法为了优化ZnO纳米材料的丙酮气敏性能，我们采用了表面修饰、掺杂等手段。

首先对ZnO纳米材料进行表面修饰，以提高其比表面积和活性；然后通过掺杂其他元素，改善其电子结构和表面化学性质，从而提高其对丙酮气体的敏感度。

2. 结果与讨论经过表面修饰和掺杂处理后，ZnO纳米材料的丙酮气敏性能得到显著提高。

通过气敏传感器测试，我们发现优化后的ZnO纳米材料对丙酮气体的响应速度更快，灵敏度更高。

此外，我们还研究了不同温度、湿度等环境因素对气敏性能的影响，为实际应用提供了有力的参考。

四、结论本文成功制备了ZnO纳米材料，并对其丙酮气敏性能进行了优化研究。

通过水热法，我们得到了形貌规整、尺寸均匀的ZnO 纳米材料；通过表面修饰和掺杂处理，提高了其对丙酮气体的敏感度和响应速度。

此外，我们还研究了环境因素对气敏性能的影响，为实际应用提供了重要的参考。

本研究为ZnO纳米材料在气体传感器领域的应用提供了新的思路和方法，具有重要的科学意义和应用价值。

未来，我们将继续深入研究ZnO纳米材料的制备工艺和气敏性能，以期在更多领域实现应用。