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《ZnO纳米线阵列的可控制备及气敏性研究》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，在传感器、光电材料等领域具有广泛的应用前景。
ZnO纳米线阵列作为其中一种重要的纳米结构，具有较高的比表面积和优良的电子传输性能，因此对气体分子的检测和响应具有显著的优势。
本文旨在研究ZnO纳米线阵列的可控制备方法，并对其气敏性进行深入探讨。
二、ZnO纳米线阵列的可控制备1. 材料选择与准备本实验选用高纯度的锌源和氧源，通过化学气相沉积法（CVD）制备ZnO纳米线阵列。
在实验前，需对基底进行清洗和处理，以保证纳米线的生长质量。
2. 制备方法采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术，通过控制反应温度、反应时间和气体流量等参数，实现ZnO纳米线阵列的可控制备。
具体步骤包括：将锌源和氧源分别引入反应室，在基底上形成ZnO纳米线。
通过调整锌源和氧源的比例、反应温度和生长时间等参数，可以实现对ZnO纳米线阵列形貌、尺寸和密度的控制。
3. 结构表征采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等手段对制备的ZnO纳米线阵列进行结构表征。
SEM可以观察纳米线的形貌、尺寸和排列情况；XRD可以分析纳米线的晶体结构和相纯度。
三、气敏性研究1. 气体响应实验将制备好的ZnO纳米线阵列置于不同浓度的气体环境中，通过测量其电阻变化来评估其气敏性能。
实验结果表明，ZnO纳米线阵列对多种气体分子具有显著的响应，且响应速度较快。
2. 响应机理分析ZnO纳米线阵列的气敏性主要源于其表面吸附的气体分子与纳米线之间的相互作用。
当气体分子吸附在纳米线表面时，会改变纳米线的电子状态，从而引起电阻变化。
此外，纳米线的尺寸、形貌和密度等因素也会影响其气敏性能。
3. 影响因素探讨通过实验发现，制备过程中反应温度、反应时间和气体流量等参数对ZnO纳米线阵列的气敏性能具有重要影响。
此外，纳米线的表面修饰、掺杂等处理方法也可以进一步优化其气敏性能。
《ZnO及ZnO-石墨烯复合材料气敏性能研究》篇一ZnO及ZnO-石墨烯复合材料气敏性能研究一、引言随着科技的不断发展，气体传感器在环境监测、工业生产、医疗诊断等领域中发挥着越来越重要的作用。
其中，氧化锌（ZnO）作为一种重要的半导体材料，因其具有优良的气敏性能和良好的稳定性，被广泛应用于气体传感器的制备。
近年来，随着纳米技术的进步，ZnO/石墨烯复合材料因其独特的结构和优异的性能，在气敏传感器领域受到了广泛关注。
本文旨在研究ZnO 及ZnO/石墨烯复合材料的气敏性能，以期为气体传感器的设计和优化提供理论依据。
二、ZnO材料的气敏性能研究1. 材料制备与表征ZnO的制备方法多种多样，本文采用溶胶-凝胶法合成ZnO 纳米材料。
通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等手段对ZnO的晶体结构和形貌进行表征。
结果表明，所制备的ZnO纳米材料具有较高的结晶度和良好的分散性。
2. 气敏性能测试将制备的ZnO纳米材料应用于气敏传感器，测试其对不同气体的响应性能。
实验结果表明，ZnO对某些气体具有较高的灵敏度和良好的选择性。
此外，ZnO的气敏性能还与其工作温度、湿度等因素有关。
三、ZnO/石墨烯复合材料的气敏性能研究1. 材料制备与表征ZnO/石墨烯复合材料通过溶液混合法或原位生长法制备。
利用XRD、SEM和透射电子显微镜（TEM）等手段对复合材料的结构和形貌进行表征。
结果表明，石墨烯的加入可以有效地提高ZnO的分散性和稳定性，同时形成异质结构，有利于提高气敏性能。
2. 气敏性能测试将ZnO/石墨烯复合材料应用于气敏传感器，测试其对不同气体的响应性能。
实验结果表明，与纯ZnO相比，ZnO/石墨烯复合材料具有更高的灵敏度、更快的响应速度和更好的选择性。
此外，石墨烯的加入还可以降低传感器的工作温度和湿度依赖性。
四、结果与讨论通过对ZnO及ZnO/石墨烯复合材料的气敏性能研究，我们可以得出以下结论：1. ZnO纳米材料具有较高的结晶度和良好的分散性，对某些气体具有较高的灵敏度和良好的选择性。
摘要近年来，随着工业的迅猛发展，各类工业废水、废气、废弃物等急剧增加，水污染问题成为全球性问题之一。
水污染的治理因此受到更多科研工作者的关注。
ZnO 作为一种直接带隙宽禁带半导体材料，具有较高的电化学稳定性和热稳定性，能很好的吸收紫外光，在光激发下可有效地降解有机污染物，被广泛地应用于光催化领域。
但ZnO 光催化剂普遍存在着比表面积较小、载流子复合率高等自身缺点，限制了其光催化反应过程中的降解效率。
另外，ZnO 粉体光催化剂在回收利用过程中不仅操作繁琐复杂，难以简便将光催化剂从水溶液中分离出来，而且残留在水溶液中的光催化剂会对环境造成二次污染。
本论文主要研究了两种具有不同形貌特征的ZnO 光催化剂—ZnO 空心球薄膜和Na 掺杂ZnO 纳米线，探讨了提高其光催化活性的可能性。
借助多种材料表征手段，分析了材料的形貌、结构和光学性能。
对比研究了各种光催化剂降解甲基橙水溶液的光催化性能，并探讨了光催化反应的机理。
主要研究内容如下：(1) 以浸渍-提拉法制备的单分散六方密排PS 微球为模板，利用磁控溅射法沉积ZnO 薄膜，结合煅烧去除模板，制备了不同粒径大小的ZnO 空心球薄膜。
根据SEM 和TEM 的结果分析，证明了ZnO 纳米球的空心结构成功构筑。
样品在紫外光波段均有较强的吸收峰，对空心球内部的光路研究发现，这种空心球结构的ZnO薄膜不仅具有高的比表面积，而且能在球体的空心内部形成光陷阱，有效地提高了光的利用率。
在各粒径ZnO 空心球薄膜与ZnO薄膜降解甲基橙水溶液的对比实验中，空心球的光催化效率普遍较高，且400 nm ZnO 空心球薄膜的光催化效率最高。
(2) 在ZnO 空心球薄膜的基础上，经过溅射沉积Au 纳米颗粒构筑了Au/ZnO 空心球复合薄膜。
在紫外光照射下，对比分析了各粒径大小的ZnO 空心球薄膜和Au/ZnO 空心球复合薄膜降解甲基橙水溶液的光催化性能。
Au 纳米颗粒的沉积明显提高了ZnO 空心球薄膜的光催化速率。
ZnO纳米粒子的制备及表征摘要本文首先介绍了现有的纳米ZnO的制备方法，由于液相沉淀-热分解法具有设备简单，反应条件易于控制，制备粒子的粒径小的优点，所以确定使用该方法来制备纳米ZnO。
为了确定纳米ZnO的最佳制备条件，针对反应时间、反应温度、Zn2+浓度、物料配比和前驱体的焙烧温度进行了平行对照实验，测试制得的纳米粒子的粒径确定了反应时间为 1.5h、反应温度为80℃、Zn2+浓度为1.2mol/L、n Na：n Zn为2:1、前驱体焙烧温度为350℃时制得的ZnO粒径最小。
在最优条件下制得了平均粒径在50-70nm的纳米ZnO。
使用了XRD、SEM、红外分光光度计分析和热重仪对制得的ZnO进行了表征。
以甲基橙溶液作为降解对象的验证纳米ZnO的光催化性能，甲基橙初始浓度为10mg/L,纳米ZnO投放量为200mg，前驱体焙烧温度为300℃得到的纳米ZnO光催化效果最佳，pH对纳米ZnO的光催化效果物明显影响。
关键词纳米ZnO；热分解法；合成；光催化The Preparation of Nanometer ZnO andCharacterizationAbstractIn the first part,this paper introduces some preparation methods of nanometer ZnO,such as direct precipitation method,sluggish precipitation,Hydrothermal synthesis,method of sol-gel,thermal decomposition,pulsed laser deposition,mol- ecular beam epitaxy,pulverization decomposition process method. We decided to use the thermal decomposition method in preparation of nanometer ZnO,due to this method has simple equipment,easy operation and smaller pore diameter nanometer ZnO was preparation. In order to determine the best preparation condition of nanometer ZnO,We prepared some nanometer ZnO in different rea- ction time,reaction temperature,throma of Zn2+,material blending ration and sint- ering temperature of precursor. Recur to particle size measurement ,the best con- dition of preparation for nanometer ZnO.When reaction time is 1.5 hour,reaction temperature is 80 ℃,throma of Zn2+ is 1.2mol/L, n Na：n Zn is 2:1 and sintering temperature of precursor is 300℃,diameter of nanometer ZnO is minimal.Nano- meter ZnO that average grain size is 50-70 nm was prepared in the best Conditions.The nanometer ZnO was characterized by X ray diffdraction(XRD), Scanning electron microscopy(SEM),infrared spectrometer(FTIR) and thermal gravimetric analyzer.The room temperature of the ZnO powders was examined and its activiyt of Photocatalytic descomposition of methyl orange was described.The decolorizea- tion efficiency of methly orange was studied,while the effects of the pH,dosage of nanometer ZnO,throma of methyl orange and sintering temperature of precur- sor.The photocatalytic effect of nanometer ZnO powders is best when throma of methyl is 10mg/L,quantity allotted of nanometer ZnO is 200 mg and sintering t-emperature of precursor is 300℃.The pH has no discernible effect on photocata- lytic.Key words: Nanometer ZnO; Thermal decomposition;Chemical compound;Photocatalysis目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (6)1.1 课题背景 (6)1.2 纳米ZnO研究进展 (6)1.3 纳米ZnO的结构及基本性能参数 (8)1.3.1 表面效应 (9)1.3.2 小尺寸效应 (10)1.3.3 量子尺寸效应 (10)1.4 纳米ZnO的应用 (10)1.4.1 抗紫外线 (11)1.4.2 催化降解 (11)1.4.3 导电性能 (11)1.4.4 气敏性能 (11)1.4.5 光电性能 (11)1.4.6 发光性能 (11)1.5 课题研究的主要内容 (12)第2章纳米ZnO制备方案及实验体系的确定 (13)2.1 纳米ZnO制备方法介绍 (13)2.1.1 化学方法 (13)2.1.2 物理方法 (17)2.2 纳米ZnO制备方法的确定 (17)2.3 本章小结 (18)第3章纳米ZnO的制备及表征 (19)3.1 纳米ZnO的制备 (19)3.1.1 药品与仪器 (19)3.1.2 实验步骤 (19)3.2 纳米ZnO的表征 (21)3.2.1 X射线衍射（XRD） (22)3.2.2 扫描电子显微镜（SEM） (24)3.2.3 红外分光光度计分析（FT-IR） (26)3.2.4 热重分析 (29)3.3 纳米ZnO粒径的影响因素 (30)3.3.1 搅拌方式的影响 (30)3.3.2 反应时间的影响 (30)3.3.3 反应温度的影响 (30)3.3.4 Zn2+浓度的影响 (31)3.3.5 反应物配比的影响 (32)3.3.6 前驱体焙烧温度的影响 (33)3.4 本章小结 (33)第4章光催化性能及其影响因素的研究 (34)4.1 光催化实验 (34)4.1.1 药品与仪器 (34)4.1.2 光催化机理 (34)4.1.3 光催化实验对象的选取 (35)4.1.4 绘制甲基橙标准曲线 (35)4.1.5 光催化实验 (36)4.2 结果与讨论 (37)4.2.1 甲基橙起始浓度的影响 (37)4.2.2 ZnO投加量的影响 (37)4.2.3 pH值的影响 (38)4.2.4 不同焙烧温度的影响 (39)4.3 本章小结 (40)结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)附录A (44)附录B (53)第1章绪论1.1课题背景纳米技术是20 世纪80 年代末、90 年代初逐步发展起来的前沿性、交叉性的新兴学科，它是在纳米尺度（1~100 nm 之间）上研究物质（包括原子、分子）的特性和相互作用，以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。
氧化锌纳米材料制备及其光电特性研究氧化锌作为一种重要的半导体材料，其在光电领域中有着广泛的应用，如太阳能电池、光电传感器等。
近年来，随着纳米技术的发展，氧化锌纳米材料的制备和研究受到了越来越多的关注。
本文将介绍氧化锌纳米材料的制备方法及其光电特性研究进展。
一、氧化锌纳米材料制备方法1. 溶液法：溶液法是一种较为常用的氧化锌纳米材料制备方法。
其基本原理是通过溶剂中的氢氧化锌和还原剂反应生成氧化锌纳米结晶体。
溶液法具有简单、易于控制等优点，适用于制备不同形状和大小的氧化锌纳米材料。
2. 气相沉积法：气相沉积法是一种将气体中的氧化锌原料转化成氧化锌纳米晶体的方法。
该方法包括物理气相沉积、化学气相沉积、反应溅射等，具有高纯度、高均一性及可控性强等优点，被广泛用于制备氧化锌纳米薄膜。
3. 水热法：水热法是一种通过在高温高压下使氧化锌纳米晶体在水热合成过程中生成的方法。
水热法具有操作简便、成本低、对环境友好等优点，逐渐成为氧化锌纳米材料制备的热门方法之一。
二、氧化锌纳米材料的光电特性研究1. 光吸收及荧光性质：氧化锌纳米材料具有良好的光学吸收性能，其紫外-可见吸收谱主要表现为一个强烈的吸收峰。
同时，氧化锌纳米材料还表现出了很强的荧光性质，其荧光强度与纳米晶体的大小和形态等因素密切相关。
2. 光催化性能：氧化锌纳米材料具有较高的光催化活性，主要是由于其表面的缺陷和禁带宽度的调控等因素导致。
研究表明，在一定的光照条件下，氧化锌纳米材料能够有效地降解有机物、净化水体、杀灭细菌等。
3. 光电输运性质：氧化锌纳米材料的光电能转换效率与其光电输运性能密切相关。
研究表明，氧化锌纳米材料的光电特性会随着其粒径的减小而得到改善，同时增加表面缺陷也能够提高其光电转换效率。
三、氧化锌纳米材料的应用1. 太阳能电池：氧化锌纳米材料具有较高的光电转化效率和稳定性，因此被广泛应用于太阳能电池领域。
2. 光电传感器：氧化锌纳米材料可以用于制备光电传感器，并用于环境监测、生物医学等领域。
纳米氧化锌材料的制备及其光催化性能研究纳米氧化锌材料的制备方法有很多种，常用的方法包括溶剂热法、水热法、溶胶-凝胶法等。
其中，溶剂热法是一种常用的制备方法。
这种方法主要通过在高温、高压条件下，将溶液中的锌源与氧化剂反应生成纳米氧化锌颗粒。
溶胶-凝胶法是另一种常用的方法，通过将金属盐溶解在溶液中，并加入适当的酸或碱调节溶液的酸碱度，使其产生胶体，然后经过凝胶、干燥和焙烧等步骤得到纳米氧化锌。
纳米氧化锌材料具有较大的比表面积和较高的光吸收能力，这使得其具有优异的光催化性能。
纳米氧化锌在光照条件下，可以吸收光能，激发电子从价带向导带跃迁，产生电子空穴对。
这些电子空穴对具有强氧化性，可以氧化有机物质和降解有害物质。
此外，纳米氧化锌还具有良好的光电化学性能，可以用于光电池、光催化分解水等领域。
纳米氧化锌材料的光催化性能可以通过一系列实验来研究。
首先，可以通过紫外可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）分析材料的光吸收能力，并确定其能带结构和能带宽度。
其次，可以采用光电流-电势曲线（I-V）测试技术来评估光电转化效率。
再次，可以通过光催化降解有机染料等实验，研究材料的光催化活性。
此外，还可以通过表面等离子体共振（SPR）等技术，研究纳米氧化锌材料的光吸收特性和光催化过程中的电荷传输过程。
纳米氧化锌材料在光催化领域的应用前景非常广阔。
其在环境污染治理方面可以应用于有机物的降解和水的净化；在能源方面可以应用于光电池、光催化分解水等；在生物医学方面可以应用于抗菌剂和药物传递等。
然而，纳米氧化锌材料的应用也面临一些挑战，如光催化剂的稳定性、光催化效率的提高等。
因此，未来的研究应进一步探索纳米氧化锌材料的制备方法和性能改进，以实现纳米氧化锌材料在各领域的广泛应用。
总之，纳米氧化锌材料通过特殊的制备方法可以得到，且具有优异的光催化性能。
纳米氧化锌的光催化性能可以通过一系列实验来研究，包括光吸收能力、光电转化效率以及光催化活性等。
纳米结构ZnO的制备及性能研究一、本文概述氧化锌（ZnO）是一种重要的半导体材料，因其独特的物理和化学性质，在纳米科技领域引起了广泛的关注。
纳米结构ZnO的制备及性能研究对于推动材料科学、电子学、光电子学、生物医学等多个领域的发展具有重要意义。
本文旨在深入探讨纳米结构ZnO的制备方法、结构特性、以及其在各种应用场景中的性能表现。
本文将概述纳米结构ZnO的基本性质，包括其晶体结构、能带结构、光学特性等。
随后，我们将详细介绍几种常见的纳米结构ZnO制备方法，包括物理法、化学法以及生物法等，并对比各种方法的优缺点。
在此基础上，我们将重点关注纳米结构ZnO的性能研究，包括其电学性能、光学性能、光催化性能、以及生物相容性等。
我们将通过实验数据和理论分析，全面揭示纳米结构ZnO的性能特点及其在不同应用场景中的潜在应用价值。
本文还将展望纳米结构ZnO的未来发展趋势，探讨其在新能源、环保、生物医学等领域的应用前景。
我们希望通过本文的研究，能够为纳米结构ZnO的制备和性能优化提供有益的参考，推动其在各个领域的实际应用。
二、ZnO纳米结构的制备方法ZnO纳米结构的制备方法多种多样，主要包括物理法、化学法以及生物法等。
这些方法的选择取决于所需的ZnO纳米结构的尺寸、形貌、纯度以及应用的特定要求。
物理法：物理法主要包括真空蒸发、溅射、激光脉冲沉积等。
这些方法通常在高温、高真空环境下进行，能够制备出高质量的ZnO纳米结构。
然而，这些方法通常需要昂贵的设备和复杂的操作过程，限制了其在大规模生产中的应用。
化学法：化学法因其设备简单、操作方便、易于大规模生产等优点，在ZnO纳米结构制备中得到了广泛应用。
其中，溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、水热法和微乳液法等是常用的化学制备方法。
例如，溶胶-凝胶法通过控制溶液中的化学反应，可以制备出具有特定形貌和尺寸的ZnO纳米颗粒。
化学气相沉积法则可以通过调节反应气体的流量、温度和压力等参数，实现ZnO纳米线的可控制备。
纳米氧化锌的制备及其光催化性能研究近年来，纳米材料的研究越来越受到人们的关注。
其中，纳米氧化锌因其具有优异的光催化性能，被广泛应用于治水、治污等环境领域中。
本文将对纳米氧化锌的制备及其光催化性能进行探讨。
一、纳米氧化锌的制备方法目前，纳米氧化锌的制备方法主要有溶胶凝胶法、热分解法、水热法及物理法等。
这里我们以水热法为例，介绍一下纳米氧化锌的制备过程。
1. 准备氧化锌前驱体将氧化锌粉末加入到无水乙醇中，并且加热搅拌至氧化锌完全溶解，得到氧化锌前驱体。
2. 加入还原剂和表面活性剂将还原剂加入到氧化锌前驱体中，搅拌使之均匀混合。
在此基础上，加入表面活性剂，搅拌使之均匀混合。
3. 水热反应将混合物在高温高压下进行水热反应，得到纳米氧化锌。
二、纳米氧化锌的光催化性能纳米氧化锌作为一种光催化材料，具有优异的光催化性能，在环境领域中有着广泛的应用。
下面我们将从三个方面分析纳米氧化锌的光催化性能。
1. 触发条件纳米氧化锌的光催化活性主要依赖于UV光的照射。
当纳米氧化锌吸收UV光时，电子将从价带上升至导带，引发光催化反应。
此外，纳米氧化锌的光催化活性还与其晶格结构、晶粒大小和表面形貌等因素有关。
2. 反应机理纳米氧化锌的光催化作用可概括为两步反应：第一步是电子-空穴对的产生，第二步是电子-空穴对在材料表面进行氧化还原反应。
具体来说，当纳米氧化锌吸收到UV光后，电子将从价带上升至导带，形成电子-空穴对。
在材料表面，电子将与氧分子结合生成氧负离子，从而起到氧化反应的作用；空穴则会与水分子结合形成氢离子和氢氧离子，从而起到还原反应的作用。
3. 影响因素纳米氧化锌的光催化性能受到多种因素的影响，其中晶格结构是影响其性能的关键因素之一。
晶体结构良好的纳米氧化锌比表面积小的氧化锌光催化活性更高。
此外，纳米氧化锌的表面形貌、晶粒大小、材料纯度等因素都会影响其光催化性能。
综上所述，纳米氧化锌作为一种具有优异光催化性能的材料，在环境治理领域有着广泛的应用前景。
《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。
其中，ZnO纳米材料的气敏性能在气体传感器领域具有重要价值。
本文将重点研究ZnO纳米材料的水热法制备工艺及其在丙酮气敏性能方面的优化。
二、ZnO纳米材料的水热法制备1. 材料与设备实验所需材料包括：锌盐、碱液、去离子水等。
设备包括：水热反应釜、搅拌器、离心机、烘箱等。
2. 制备方法采用水热法，将锌盐与碱液在去离子水中混合，通过搅拌形成均匀的溶液。
将溶液转移至水热反应釜中，在一定温度和压力下进行反应。
反应完成后，通过离心、洗涤、烘干等步骤得到ZnO纳米材料。
3. 制备工艺优化通过调整反应温度、反应时间、锌盐与碱液的浓度等参数，优化ZnO纳米材料的制备工艺。
实验结果表明，适当的反应温度和反应时间有助于提高ZnO纳米材料的结晶度和形貌。
此外，适当调整锌盐与碱液的浓度可以控制ZnO纳米材料的粒径和形貌。
三、丙酮气敏性能测试及优化1. 丙酮气敏性能测试将制备得到的ZnO纳米材料用于气敏传感器，测试其对丙酮气体的响应性能。
通过改变丙酮气体的浓度，记录传感器的响应值，绘制出响应曲线。
2. 性能优化针对ZnO纳米材料在丙酮气敏性能方面的不足，通过表面修饰、掺杂等方法进行性能优化。
实验结果表明，适当的表面修饰和掺杂可以改善ZnO纳米材料对丙酮气体的敏感度和选择性。
此外，通过调整修饰剂和掺杂物的种类和浓度，可以进一步优化ZnO纳米材料的气敏性能。
四、结果与讨论1. 制备结果通过水热法制备得到的ZnO纳米材料具有较高的结晶度和良好的形貌。
通过调整制备参数，可以得到粒径均匀、分散性好的ZnO纳米材料。
2. 气敏性能分析经过性能优化的ZnO纳米材料在丙酮气敏性能方面表现出显著的改善。
传感器的响应值随丙酮气体浓度的增加而增大，且具有较好的选择性和重复性。
氧化锌纳米材料的制备及其性能研究氧化锌（ZnO）是一种广泛应用的半导体材料，具有许多优良的性能和应用前景。
近年来，随着纳米技术的不断发展，氧化锌纳米材料作为一种新型功能材料备受关注。
首先，我们来了解一下氧化锌纳米材料的制备方法。
常见的制备方法包括溶剂热法、水热合成法、溶胶-凝胶法等。
其中，溶剂热法是一种较为常用的方法，通过在有机溶剂中反应、热解氧化锌前体来制备氧化锌纳米颗粒。
水热合成法则是在高温高压水热条件下反应，通过选择适当的前体和控制反应条件，可以得到具有调控尺寸形貌的氧化锌纳米材料。
溶胶-凝胶法则是通过控制溶胶的成分和制备工艺来制备氧化锌纳米凝胶，然后对凝胶进行高温煅烧得到纳米颗粒。
接下来，我们来探讨一下氧化锌纳米材料的性能。
氧化锌纳米材料具有较大的比表面积和较短的电子传输路径，这使得它们具有优异的光电性能。
研究表明，氧化锌纳米材料在紫外光区域有很高的透过率，并且具有较高的光吸收能力。
此外，氧化锌纳米材料还具有较高的载流子迁移率和较低的电阻率，这使得它们在光电器件中具有广泛的应用前景。
例如，氧化锌纳米材料可以应用于太阳能电池、染料敏化太阳能电池、光电探测器等。
除了光电性能外，氧化锌纳米材料还具有优异的化学性能。
由于其较大的比表面积和丰富的表面活性位点，氧化锌纳米材料可以用作催化剂，在环境保护和能源转化等领域具有重要应用价值。
例如，氧化锌纳米材料可以作为催化剂用于有机废水处理，通过氧化降解有机物质，达到净化水体的目的。
此外，氧化锌纳米材料还可以用于制备氢能源催化剂，通过光催化剂分解水来产生氢气。
然而，目前氧化锌纳米材料在一些领域的应用还存在一些问题。
首先，氧化锌纳米材料的制备方法相对较复杂，需要严格控制反应条件和前体的选择，才能得到具有良好性能的纳米材料。
其次，氧化锌纳米材料在某些环境中容易发生团聚和析出，导致失去纳米材料特有的性质。
因此，对氧化锌纳米材料的制备方法进行改进，提高其稳定性和可控性，是当前研究的重点之一。
氧化锌纳米材料制备及应用研究第一篇：氧化锌纳米材料制备及应用研究纳米ZnO的合成及光催化的研究进展摘要：综合叙述了以纳米ZnO半导体光催化材料的研究现状。
主要包括纳米光催化材料的制备、结构性质以及应用，同时结合纳米ZnO的应用和光催化的优势阐述了后续研究工作的主要的研究方向。
关键词：纳米；光催化；应用1.1 ZnO光催化材料的研究进展纳米氧化锌的制备技术国内外有不少研究报道，国内的研究源于20世纪90年代初，起步比较晚。
目前，世界各国对纳米氧化锌的研究主要包括制备、微观结构、宏观物性和应用等四个方面，其中制备技术是关键，因为制备工艺过程的研究与控制对其微观结构和宏观性能具有重要的影响[1]。
综合起来，纳米氧化锌的化学制备技术大体分为三大类：固相法、液相法和气相法。
1.1.1固相法固相法又分为机械粉碎法和固相反应法两大类，前者较少采用，而后者固相反应法，是将金属盐或金属氧化锌按一定比例充分混合，研磨后进行燃烧，通过发生固相反应直接制得超细粉或再次粉碎的超细粉。
固相配位化学反应法是近几年刚发展起来的一个新的研究领域，它是在室温或低温下制备可在较低温度分解的固相金属配合物，然后将固相产物在一定温度下热分解，得到氧化物超细粉。
运用固相法制备纳米氧化锌具有操作和设备简单安全，工艺流程短等优点，所以工业化生产前景比较乐观，其不足之处是制备过程中容易引入杂质，纯度低，颗粒不均匀以及形状难以控制。
王疆瑛等人[2]以酒石酸和乙二胺四乙酸为原料，采用固相化学反应法在450℃热分解4h得到具有纤锌矿结构的ZnO粉体，通过X射线衍射及透射电镜结果分析，合成的产物粒径均小于100nm，属于纳米颗粒范围，而且颗粒大小均匀，粒径分布较窄，并采用静态配气法对气敏特性的研究发现，对乙醇气体表现了良好的灵敏性和选择性。
1.1.2气相法气相法是直接利用气体或通过各种手段将物质变为气体并使之在气体状态下发生物理或化学变化，最后在冷却过程中凝聚长大形成超微粉的方法。
学号：2007******某某师X大学学士学位论文题目氧化锌纳米材料的研究进展学生***（2007******）指导教师*** 助教年级2007级专业物理学系别物理系学院物理与电子工程学院学士学位论文题目氧化锌纳米材料的研究进展学生***指导教师*** 助教年级2007级专业物理学系别物理系学院物理与电子工程学院某某师X大学2011年5月word氧化锌纳米材料的研究进展***摘要：纳米材料已成为当今许多科学工作者研究的热点，而氧化锌纳米材料的许多优异性能使其成为重要的研究对象并得到广泛的应用。
本文概述了纳米ZnO的应用前景及国内外的研究现状，对纳米ZnO各种制备方法的基本原理等进行了详细的分析讨论，同时提出了每种工艺的优缺点，简单介绍了氧化锌纳米材料的性质及其可能的应用领域，提出了研究方向，并对氧化锌纳米材料的发展前景进行了展望。
关键词：纳米氧化锌氧化锌应用研究纳米ZnO材料显示出以往未曾有过的优异性能，即使在传统应用领域中，也显示出较普通ZnO材料更加优良的性能，其应用前景非常广阔，其技术开发和应用研究已受到高度重视，如何大规模，低成本制备纳米ZnO材料就显得尤为重要，目前研究的方向是进一步深入探讨纳米ZnO的形成机理和微观结构，探求高纯纳米ZnO的制备方法，并使之工业化，随着制备技术的进一步完善和应用研究的进一步深入，纳米氧化锌必将成为21世纪一个大放异彩的明星而展现在新材料、能源、信息等各个领域，发挥其更加举足轻重的作用[1]。
本文系统评述了近年来氧化锌纳米材料制备的一些新方法，介绍了氧化锌纳米材料的性质及其应用领域，并对氧化锌纳米材料的发展前景进行了展望。
一、ZnO的研究现状纳米技术应用前景十分广阔，经济效益十分巨大，纳米材料研究是目前材料科学研究的一个热点，其相应发展起来的纳米技术被公认为是21世纪最具有前途的科研领域[2]。
目前，国内外关于纳米ZnO的研究报道很多，日本、美国、德国、韩国等都做了很多工作。
《ZnO纳米线阵列的可控制备及气敏性研究》篇一一、引言随着纳米科技的快速发展，纳米材料因其独特的物理和化学性质在众多领域中展现出巨大的应用潜力。
其中，氧化锌（ZnO）纳米线因其高比表面积、良好的电子传输性能和优异的化学稳定性，在传感器、光电器件、生物医学等领域有着广泛的应用。
本文将重点研究ZnO纳米线阵列的可控制备技术及其在气敏性方面的应用。
二、ZnO纳米线阵列的可控制备1. 材料选择与制备方法ZnO纳米线阵列的制备主要采用化学气相沉积法。
首先，选择适当的锌源和氧源，如锌粉和氧气，然后通过高温反应生成ZnO纳米线。
通过控制反应温度、压力、反应时间等参数，可实现ZnO纳米线阵列的可控制备。
2. 制备过程中的关键因素在制备ZnO纳米线阵列的过程中，关键因素包括反应温度、反应时间和反应物的浓度。
反应温度过高或过低都会影响ZnO纳米线的生长质量和产率。
反应时间过短可能导致纳米线生长不完整，而过长则可能导致纳米线过粗，影响其性能。
反应物的浓度则直接影响到纳米线的密度和尺寸。
三、气敏性研究1. 气敏性原理ZnO纳米线具有优异的气敏性能，能够对外界气体浓度进行快速响应。
当气体分子吸附在ZnO纳米线表面时，会引起其电阻发生变化，从而实现对气体浓度的检测。
2. 实验设计与实施为了研究ZnO纳米线阵列的气敏性能，我们设计了不同浓度的气体实验。
首先，将制备好的ZnO纳米线阵列置于不同浓度的目标气体中，然后测量其电阻变化。
通过对比不同浓度气体下的电阻变化情况，评估ZnO纳米线阵列的气敏性能。
3. 结果与讨论实验结果表明，ZnO纳米线阵列对不同气体具有不同的响应特性。
在低浓度下，其对某些气体的响应更为敏感。
此外，通过改变反应条件，可以调整ZnO纳米线的尺寸和密度，从而优化其气敏性能。
同时，我们还发现ZnO纳米线阵列的气敏性能与其表面缺陷密切相关，适当增加表面缺陷可以提高其气敏性能。
四、结论与展望本文研究了ZnO纳米线阵列的可控制备及气敏性能。
毕业论文（设计）题目：氧化锌纳米材料的制备及其气敏性特性研究目录摘要 (1)第一章绪论 (2)1.1 纳米技术简介 (2)1.1.1纳米技术的简介 (2)1.1.2纳米技术的含义 (4)1.1.3纳米材料含义 (5)1.2 ZnO纳米材料 (6)1.2.1 ZnO纳米材料简介 (6)1.2.2 ZnO纳米材料的分类 (8)1.3 ZnO半导体气体传感器 (9)1.3.1 半导体气体传感器原理 (9)1.3.2 ZnO半导体气体传感器分类 (10)1.3.3半导体气体传感器性能指标 (10)1.4制备方法及研究现状 (11)第二章ZnO纳米材料的制备 (13)2.1实验所用材料及仪器 (13)2.2 ZnO制备原理及过程 (13)2.3实验结果分析与讨论 (17)2.4 ZnO气体传感器的气敏机理 (19)2.5 ZnO气体传感器的性能测试 (20)2.6小结 (23)第三章纳米材料的现状及前景 (24)参考文献 (25)Abstract (27)氧化锌纳米材料的制备及其气敏性特性研究作者：王洋指导老师：徐秀梅摘要：以二水乙酸锌（C4H10O6Zn）和水合肼（N2H4·H2O）为原料，采用低温水热制备分等级ZnO纳米材料，通过（XRD），透射电镜（TEM），扫描电子显微镜（SEM），光致发光谱等[1]对所制备的氧化锌样品进行表征并分析晶体结构，通过交叉实验分析其生长机理，进而进行气敏性的研究。
检测所测气体的组成及其含量由气体传感器完成，而气体传感器由ZnO敏感材料为基体材料制得进行。
关键词：水热法；氧化锌；传感器；气敏性第一章绪论1.1 纳米技术简介科技进步带动了城市化进程的飞速发展。
人类社会已经经历了两次工业革命，这两次工业革命给人类带来了极大的便利，但是也带来了一系列问题。
例如，工业生产，煤矿燃烧，汽车尾气等排放的废气越来越多，这些排放的废气对人类的生存与发展造成的危害日益严重，不容小觑。
庆幸的是，越来越多的人注意到了大气问题对人与自然所造成的危害，开始关注这一问题，关注人类自身的健康与安全。
为了改善人们的居住条件和提高生活质量，很多国家制订了相应的法律法规，我国政府也制订了符合我国国情的法律法规。
各种各样的气体在人们的生活中必不可少，无法替代。
有些是人类健康至关重要的的气体，如O2、CO2、N2；有些是环境和人体健康的杀手——含碳氧化物的不完全燃烧CO，硫的氧化物，氮的氧化物等；有些是室内装修所产生甲醛，氨气，硫化氢，氯乙烯，苯乙烯等气体。
因此开发和研究高性能的气体传感器是未来的趋势。
一些常见常用的传感器，由SnO2，Fe2O3，ZnO作为基体材料制备的传感器等等已经广泛应用于工业与日常生活。
其中ZnO半导体气体传感器以其独特的优势——对气体反应迅速，耗电量少，适合带出去，可靠系数高等，在众多传感器中鹤立鸡群，被广泛应用。
1.1.1纳米技术的简介纳米技术一般指纳米级(0.1-100 nm) 的材料设计、制造、测量、控制和产品的技术[2]。
纳米技术主要包括：纳米粒子的测量、加工、制备、组装技术；纳米材料；纳米生物学技术；纳米物理学；纳米化学等[3]。
纳米物理学和纳米化学是纳米技术的技术支撑，只有这两项技术取得发展，其他相关产业才能进步。
纳米电子学是纳米技术最重要的内容，也是我们研究的主要内容。
目前，研制出的纳米产品涉及人们衣食住行的各个方面：纳米防辐射服——可以有效地帮助人们减少来自电子产品和太阳的辐射；纳米炊具——具有良好的导电性和杀菌作用,对人体无毒无害；纳米涂料——这样的涂料颗粒细腻，美观，耐用，刷出来对人体伤害也小；纳米技术制造的器件性能优异，可延长发动机的使用寿命和提高工作效率；还有纳米机器人、纳米卫星、纳米人造器官等。
未来，纳米技术的发展一定会影响人类的生产生活方式。
在纳米技术的发展历程中，世界各国的许多科学家作出了杰出的贡献。
纳米技术的概念最早由加州理工大学的费曼教授在1959年提出的，这一概念在1990年由IBM公司的科学家做出了证明。
他们对单个原子进行重新排列，使得纳米技术突飞猛进。
纳米材料的制备主要存在三个问题：材料结构的尺寸是否达到纳米级、材料纯度是否足够高、所得材料的成份是否合理。
一旦这三个问题被解决，就会使得纳米材料的制备技术突飞猛进，产生大量的崭新器件。
纳米技术是一种高新技术，应用前景广阔，属于朝阳产业，人们的研究主要集中在基础的理论研究和实际应用两个方面。
纳米技术经济效益巨大，各国都争相开发研究，我国也不例外。
我国曾召开纳米科技发展战略研讨大会，制订了一系列的的扶持政策及法律，极大地推动了我国纳米技术的发展。
因此，我国的纳米技术与世界同步。
1.1.2纳米技术的含义纳米（nm），一种长度单位，1 nm=10-9 m的长度。
形象的说，是一个头发径向的五万分之一，每根直径约为1 nm。
纳米技术，从微观上来说，是指尺寸在0.1-100 nm范围内，研究原子、分子和电子内部运动规律和特性的一项崭新技术[3]。
利用这些纳米尺度范围内的若干个原子、分子，对其进行加工，制造成器件设备[4]。
但是，对纳米材料进行简单的加工并不能称之为纳米技术，因为它没有表现出任何新的结构和性能。
纳米技术是通过特定的技术，对纳米材料的分子、原子进行特定的排列或加工重组，使之产生新的特性和功能，这样的技术可以称之为纳米技术。
纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。
1993年，国际纳米科技指导委员会将纳米技术划分为纳米电子学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米加工学和纳米计量学等6个分支学科。
其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。
纳米技术与传统的微电子技术不同，纳米技术利用电子的波动性，研究的是单个的分子、原子，通过对他们的控制来实现设备的特定功能[5]；微电子技术利用电子的粒子性，主要通过控制电子群来实现其功能[6]。
两者有着本质的区别。
1.1.3纳米材料含义纳米材料(图1.1)是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围或由他们作为基本单元构成的材料[7]。
纳米材料主要以下几个性质：①表面效应又称界面效应，是指纳米晶体微粒表面原子数与总原子数之比随微粒半径变小而急剧增大后所引起纳米材料的性质上的变化[8]。
如果纳米颗粒尺寸减小，会造成表面原子数量增多。
因为位于表面的原子占了纳米体积相当大的一部分，两者的比例也是判断纳米材料的一个重要指标[9]。
表面原子易于其他原子结合，形成稳定的结构。
②小尺寸效应当颗粒的尺寸变小，会出现两种现象：一种是物体的性质不发生变化，另一种就是物体的性质发生变化：颗粒的边界被破坏，从而使其声、光、电、磁等性能呈现出异常的现象周期性边界被破坏，从而使其声、光、电、磁等性能呈现出异常的现象[10]——这就是小尺寸效应。
③量子尺寸效应形成固体的原子的能级和在一起形成了能带，原子的能级间距很小，因此能带可以看做是连续的[10]。
当能带分裂时，微粒的光子能、电能、磁能等比平均间距还要小，物体会出现一些意想不到的性质，我们把性质叫做量子小尺寸效应。
④宏观量子隧道效应微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应[10]。
纳米粒子的磁化强度等也有隧道效应，它们可以穿过宏观系统的势垒而产生变化，这种被称为纳米粒子的宏观量子隧道效应[10]。
图1.1各种纳米材料结构1.2 ZnO纳米材料1.2.1 ZnO纳米材料简介图1.2 ZnO的基本性质氧化锌（ZnO）俗称锌氧粉、锌白粉。
常温下难溶于水的的两性氧化物，密教比较大，硬度较小。
激子束缚能比较高。
高能带隙使得ZnO的导电性好，维持电场能力强和击穿电压高。
半导体的禁带宽度取决于能带结构[11]。
如果要改变ZnO的禁带宽度可以掺杂一定量的MgO。
由于杂质能带的出现会使能带隙在3-4 eV之间变化。
图1.3氧化锌的晶体结构氧化锌晶体有三种结构，如图1.3所示，从左到右依次是：八面体结构、立方闪锌矿结构、六边纤锌矿结构[12]。
ZnO的晶体结构会随着外界条件的改变而改变。
其中，纤锌矿结构最常见——晶体的氧原子与锌原子形成原子层，紧密相邻，成理想的六边形排列，因而结构最稳定。
从图中也可以看出，ZnO的晶体结构成中心对称，因而具有压电效应和焦热电效应，因而可用来制作压电传感器[13]。
闪锌矿结构每个锌或氧原子都与相邻原子以离子键结合[13]，形成正四面体结构，也有中心对称性，因而具有压电效应，这也是ZnO晶体压电张量高的原因之一。
八面体结构很少见，与NaCl结构像似，每个锌原子周围有6个氧原子，每个氧原子周围有6个锌原子，只有在特高压的条件下才能形成。
氧化锌的用途很广泛：在工业上，可用于合成橡胶、塑料，而且有着色作用，还可以用来制作涂料、润滑油、催化剂等[14]；在电子产业中，可用于制作液晶显示屏，薄膜晶体管，精密器件等；在医学方面，氧化锌由于具有杀菌消炎的作用，可以制成脚气粉、橡皮膏、补牙、做填充剂等。
氧化锌的前景广阔，具有极高的研究价值和经济效应。
1.2.2 ZnO纳米材料的分类纳米材料可以按照维数分为三类：①零维，纳米材料的三维空间尺度均在纳米尺度的范围内，如纳米颗粒，纳米团簇；②一维，纳米材料的三维空间尺度有两维尺度在纳米尺度范围内[15]，如纳米丝，纳米管，纳米棒；③纳米材料的三维空间尺度有一维尺度在纳米尺度范围内，有一维纳米棒组成阵列和多空薄膜，片花状结构，如超薄膜，多层膜，超晶格[16]。
图1.4棒状纳米结构图1.5 花状的纳米结构图1.6 球形纳米结构1.3 ZnO半导体气体传感器1.3.1 半导体气体传感器原理半导体气体传感器工作原理是由变化的电导率决定的，电导率随着温度、压强等其他因素变化[17]转换成电信号反映出来。
现在已经成功研制了很多传感器：酒精、一氧化碳、硫化氢、氨气等，以满足工业检测需要。
缺点是稳定性差，受光照，温度，湿度，气压与时间等因素影响较大，需要我们不断改进技术，以获得更好的性能。
目前，传感器向智能化、数字化，迷你化的方向发展。
传感器的研制、开发、制造、生产、销售，带动了很多产业的发展，成为新的经济增长点，人们争相研究。
1.3.2 ZnO半导体气体传感器分类目前，金属氧化物半导体气体传感器主要分为两类：电阻型和非电阻型[18]。
具体划分图见图1.7。
我们主要用电阻型传感器，在这三种中，烧结型传感器因其独特的优势：开发研制的早，制作过程可控，便于携带，市面上流行的比较多。
但是，不利于大量生产，正在逐步取代烧结型传感器。
薄膜型传感器主要缺点是制作过程不稳定，难以控制，优势是功耗低，污染小，可以大量产出，因而经济效益比较好，受到人们的广泛关注，是未来传感器发展的重点[18]。
图1.7金属氧化物半导体气体传感器1.3.3半导体气体传感器性能指标金属氧化物气体传感器的性能判定指标有很多：灵敏度，稳定性，对气体的反应速度和恢复时间等[19]。
