纳米氧化锌导热复合材料

氧化锌纳米复合材料李永艳发布时间：2021-12-22T03:39:50.851Z 来源：《基层建设》2021年第21期作者：李永艳[导读] 用化学的方法把聚合物直接修饰在 ZnO 纳米粒子上大连市技师学院辽宁大连 116000摘要：用化学的方法把聚合物直接修饰在 ZnO 纳米粒子上，从而有效地控制了纳米粒子的成核与生长。

修饰聚合物基团的方式有两种，一种是采用化学反应直接把带有强配位基团的聚合分子共价链接在纳米粒子表面；另一种是先修饰不饱和的有机基团，然后引发聚合，在纳米粒子表面形成一层聚合物保护膜。

严格控制反应条件，制备出直径在 1~10nm 范围内的尺寸均一的 ZnO 纳米粒子，它们的发光波长可以在 400~600nm 范围内调节，量子效率最高达到 85%。

关键词：氧化锌；纳米粒子；聚合物纳米复合材料；发光；量子效率1 简介氧化锌作为一种半导体具备许多优越的特征：价带-导带的间隙较宽，无毒无害，成本低廉等。

这些优点使氧化锌天生是一种有实用价值的光电材料。

最近几年，学术界关于氧化锌的基础研究集中在它的紫外线发射性能，如紫外荧光和紫外激光[2]。

氧化锌纳米粒子的可见光发射型能虽然很早以前就被发现，但是由于传统方法制备的氧化锌纳米粒子存在着许多缺点，所以有关氧化锌纳米粒子的研究最近十年一直不受重视 [3]。

相反，晒化镉（CdSe），碲化镉（CdTe）等纳米粒子的制备和性质研究最近几十年发展得如火如荼，大量的论文发表在世界一流的学术刊物上。

这类材料的价带-导带的间隙较窄，很容易通过控制纳米粒子的尺寸调节其发光波长。

同时，由于它们发光的机理是激子发光（电子受紫外光激发从价带跃迁带导带，然后回落到价带的过程中发出可见荧光），所以量子效率很高，一般都在 30%以上，甚至有 80%的报道。

但是，这类材料的成本高昂，而且对环境有明显的毒害。

在一些发达国家，镉元素由于毒性太强已经在工业产品中被禁止使用。

此外，晒、碲、硫的化合物往往也是有毒的，这样一来基础研究和实际应用出现了矛盾，科学家急切需要找到类似的纳米粒子替代物来满足产业化的需求。

二维形式
三维形式
自从报导用热蒸发法合成了ZnO 纳米晶粒自组装 的多面笼、球壳结构以来, 许多研究人员相继报导 了各自在不同的实验条件下用热蒸发法合成的 ZnO 微纳米空心球结构。合成的ZnO 纳米晶粒自 组装的多面笼、球壳的SEM图像, 是Lu和L iao等 人合成的内外表面生长有纳米线的ZnO 空心微球 的SEM图像
并且一维纳米氧化锌是单晶无晶界等对传输电子的损耗自由电子更容易漂秱到导电玻璃上所以用一维纳米氧化锌阵列替代tio2可以在很大程度上提高电子的传输效率场效应管zno具有良好的稳定性高热导率小介电常数低电子亲和势高迁秱率和高击穿电压非常适合作为场发射阴极材料
纳米氧化锌
主要内容
简介 分类 合成方法 应用 现状与发展
3 陶瓷和玻璃工业
陶瓷工业
加有纳米ZnO 的陶瓷制品具有抗菌 除臭和分解有机物的自洁作用,且降 低了陶瓷的烧成温度,覆盖力强,使陶 瓷制品光亮如镜。经过纳米氧化锌 抗菌处理过的产品可制浴缸、地板 砖、墙壁、卫生间及桌石。
3 陶瓷和玻璃工业
玻璃工业
纳米ZnO 对紫外线吸收率可达95 %以上,却 可透过大于或等于85 %的可见光。因此,可 以用于汽车玻璃和建筑用玻璃,这种含纳米 ZnO 的玻璃在屏蔽紫外线的同时,还可以杀 菌,从而也是自洁玻璃。
液相法：制备纳米微粒是将均相溶液通过各种途径使溶质和溶剂分离, 溶质形成一定形状和大小的颗粒, 得到所需粉末的前驱体, 热解后 得到纳米微粒。 声波器件、太阳能电池等诸多领域得到了广泛应 杂的实现， 薄膜作为一种新型的光电材料，在紫
同时纳米氧化锌具有广谱（UVA和UVB）的 抗紫外线能力和抗菌、杀菌功能。加入到食品中 可以抗菌、杀菌、保持食品新鲜，延缓食物变质 。

纳米氧化锌作为光催化剂的研究引言：光催化技术是一种高效、环保的废水处理方法，它利用光照下催化剂对有机污染物进行氧化降解。

纳米氧化锌是一种常用的光催化剂，其光催化性能强、稳定性好，因此在染料降解、水分解、CO2还原等领域得到广泛应用。

本文将从氧化锌的制备、光催化机理、性能提升等方面总结纳米氧化锌作为光催化剂的研究进展。

一、氧化锌的制备方法目前常用的氧化锌制备方法主要有溶液法、沉淀法、水热法、气相法等。

其中溶液法是最常用的方法之一，通过控制反应条件如温度、pH值、反应时间等来控制氧化锌的形貌和粒径。

水热法制备氧化锌具有简便、低成本的特点，在低温下可以得到纯相的纳米氧化锌。

沉淀法通过添加沉淀剂将产生的氧化锌沉淀下来，制备出纳米氧化锌颗粒。

二、纳米氧化锌的光催化机理纳米氧化锌的光催化机理主要通过光激发产生的电子空穴对实现。

当纳米氧化锌吸收光能激发产生电子和空穴时，它们会迁移到表面活性中心，参与氧化还原反应。

其中电子参与还原反应，而空穴参与氧化反应。

纳米氧化锌的禁带宽度较窄，能够吸收可见光和紫外光，因此在光催化中具有较高的活性。

三、纳米氧化锌的性能提升为了提高纳米氧化锌的光催化性能，研究者采取了多种方法进行功能化修饰。

常见的方法包括：掺杂、复合材料制备、表面修饰等。

掺杂是指将其他金属或非金属元素引入氧化锌晶格中，用于提高纳米氧化锌的光催化活性。

常见的掺杂元素有氮、铜、银等。

复合材料制备是将纳米氧化锌与其他材料结合制备复合催化剂，以提高催化性能。

常见的复合材料有纳米二氧化钛、纳米银等。

表面修饰是指通过改变纳米氧化锌的表面状态来提高光催化性能，如修饰导电材料、有机物等。

四、纳米氧化锌的应用领域纳米氧化锌作为光催化剂在许多领域得到了广泛的应用。

在染料降解领域，纳米氧化锌可以有效降解有机染料，如亚甲基蓝、罗丹明B等。

在水分解领域，纳米氧化锌可以吸光产生的电子用于水分解反应，从而产生氢气。

在CO2还原领域，纳米氧化锌可以将CO2还原为有机物，实现CO2的循环利用。

纳米氧化锌材料本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March纳米氧化锌材料研究现状[摘要]总之，纳米ZnO作为一种新型无机功能材料，从它的许多独特的用途可发现其在日常生活和科研领域具有广阔的市场和诱人的应用前景。

随着研究的不断深入与问题的解决，将有更多的优异性能将会被发现。

同时更为廉价的工业化生产方法也将会成为现实，纳米ZnO材料将凭借其独特的性能进入我们的日常生活。

随着科技的发展，相信纳米ZnO材料的性能及应用将会得到更大的提高和普及，并在新能源、环保、信息科学技术、生物医学、安全、国防等领域发挥重要的作用。

[关键词]纳米ZnO; 表面效应; 溶胶-凝胶法;纳米复合材料一、纳米氧化锌体的制备目前，制备纳米氧化锌的方法很多，归纳起来有属于液相法的沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、溶剂热法等，也有属于气相法的化学气相反应法等，而固相法在纳米氧化锌的制备领域则较少见。

a、沉淀法沉淀法是指使用某些沉淀剂如OH-、CO32-、C2O42-等，或在一定的温度下使溶液发生水解反应，从而析出产物，洗涤后得到产品[2]。

沉淀法一般有分为均匀沉淀法、络合沉淀法、共沉淀法等。

均匀沉淀法工艺成本低、工艺简单，为研究纳米氧化锌结构与性能及应用之间的关系提供了方便。

曾宪华[3]等人以常见且廉价的六水硝酸锌和氢氧化钠为以甲醇溶液作为溶剂在常温常压条件下，用均匀沉淀法直接制备了平均粒径为11 nm的纳米氧化锌粉体。

以下是他们的用共沉淀法制备的纳米ZnO 的扫描电子显微镜（SEM）照片。

络合沉淀法，制备的纳米Zn0不团聚，分散性好，粒径均匀。

李冬梅[4]等人采用络合沉淀法制备了粉体平均粒径52 nm，分散性好的纳米氧化锌粉体，并对产品结构性能进行了表征。

所得ZnO粉体平均粒径48 nm．分散性好，收率高。

共沉淀法是将含两种或两种以上的阳离子加入到沉淀剂中，使所有的离子同时完全沉淀。