纳米氧化锌的制备现状及研究进展

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。

气相法包括溅射法、化学气相反应法、化学气相凝聚法、等离子体法、激光气相合成法、喷雾热分解法等。

氧化锌纳米棒研究进展**孔祥荣*, 邱晨, 刘强, 刘琳, 郑文君（南开大学化学学院材料系，天津，300071）Kxr0918@摘要：氧化锌纳米棒由于具有新奇的物理化学性质而成为研究的热点，本文就近年来氧化锌纳米棒在制备方法和反应机理及应用研究等方面予以综述。

关键词：氧化锌; 纳米棒; 制备; 反应机理1 引言近年来，低维纳米结构的半导体材料引起了广泛的关注，尤其是一维(1-D纳米材料在维数和大小物理性质的基础研究中有潜在的优势，同时在光电纳米器件和功能材料中的应用研究成为热点。

氧化锌由于在室温下较大的导带宽度和较高的电子激发结合能(60meV 及光增益系数(300 cm 而使之具有独特的催化、电学、光电学、光化学性质，在太阳能电池、表面声波和压电材料、场发射、纳米激光、波导、紫外光探测器、光学开关、逻辑电路[5，6][1]-1[2][3][4] 等领域潜在的应用等方面均具有广泛的应用前景。

本文就氧化锌纳米棒及其阵列的制备、反应机理、应用研究等进行简要的综述。

2 氧化锌纳米棒的制备2.1 超声波法和微波法刘秀兰等在低温反应条件下（冰水浴）,通过超声的方法,采用醋酸锌和水合肼为原料，[7]以DBS 作为表面活性剂,制备了ZnO 纳米棒,截面为六方型,直径100nm ,长度1μm。

研究表明：与其它制备方法相比,低温与超声技术可以更为方便获得分布均一、长径比较小的ZnO 纳米棒。

Hu等分别用超声和微波辐射两种方法得到了交联（二聚体，三聚体(T形，四聚体（X[8]形））的ZnO纳米棒。

超声辐射法和微波辐射法具有一个共同的特点，反应速度快，设备要求简单。

2.2 水热法Liu 等用六水合硝酸锌和氢氧化钠为原料配成溶液，180 ℃水热处理20h 得到晶化程度[9]很高的直径的为50 nm的高长径比的氧化锌纳米棒。

Vayssieres [10]用硝酸锌盐和等摩尔的六次甲基四胺在水热条件下95 ℃几小时就可以在底物上得到了直径100～200 nm ,长度为10 μm 氧化锌纳米棒及其阵列。

纳米氧化锌粒子的制备研究
纳米氧化锌粒子的制备研究是一项重要的研究领域，因为纳米氧化锌具有很多优异的特性，如高比表面积、优良的光催化性能和电学性能等，因此在光电子学、清洁能源和生物医学领域有着广泛的应用。

纳米氧化锌粒子的制备方法可以分为物理法、化学法和生物法三类。

物理法包括气相法和凝胶法。

气相法主要是通过气相沉积或溶胶凝胶法等方法，在高温下使金属锌蒸发成气体，然后与氧气反应生成氧化锌纳米粒子。

凝胶法则是在溶胶中加入适量的锌盐，通过控制pH值和降低温度形成纳米粒子。

化学法包括溶剂热合成法、水热法和微乳液法等。

溶剂热合成法是将金属锌溶解在有机溶剂中，然后通过加热反应生成氧化锌纳米粒子。

水热法是将金属锌加入到水溶液中，然后在高温高压条件下生成纳米粒子。

微乳液法则是通过在稳定的微乳液中加入适量的锌盐，然后通过添加表面活性剂和共溶剂形成纳米粒子。

生物法主要包括微生物还原法和植物提取法。

微生物还原法是利用某些微生物的代谢作用将金属离子还原成金属，然后通过控制反应条件形成氧化锌纳米粒子。

植物提取法是通过植物提取物中的化学成分与金属离子反应生成氧化锌纳米粒子。

上述方法中，化学法和生物法相对较为简单且易于控制纳米粒
子的形貌和尺寸，因此在纳米氧化锌粒子的制备研究中得到了广泛应用。

然而，目前对纳米氧化锌粒子制备方法的研究仍在不断进行之中，以进一步提高纳米氧化锌粒子的制备效率、性能和应用领域的拓展。

纳米ZnO的制备综述纳米ZnO的制备综述引言：纳米ZnO是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品，其粒径介于1~100纳米，又称为超微细ZnO。

由于颗粒尺寸的细微化，比表面积急剧增加，使得纳米ZnO产生了其本体块状材料所不具备的表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等。

因而，纳米ZnO在磁、光、电、化学、物理学、敏感性等方面具有一般ZnO产品无法比拟的特殊性能和新用途，在橡胶、涂料、油墨、颜填料、催化剂、高档化妆品以及医药等领域展示出广阔的应用前景。

关键字：纳米ZnO 性质制备应用一．纳米ZnO的性能表征纳米级ZnO的突出特点在于产品粒子为纳米级，同时具有纳米材料和传统ZnO的双重特性。

与传统ZnO产品相比，其比表面积大、化学活性高，产品细度、化学纯度和粒子形状可以根据需要进行调整，并且具有光化学效应和较好的遮蔽紫外线性能，其紫外线遮蔽率高达98%；同时，它还具有抗菌抑菌、祛味防酶等一系列独特性能。

纳米ZnO粒子为球形，粒径分布均匀，平均粒径20~30纳米，所有粒子的粒径均在50纳米以下。

纳米ZnO粉体的BET比表面积在35m2/g以上。

此外，通过调整制备工艺参数，还可以生产出棒状纳米ZnO。

本产品经中国科学院微生物研究所检测鉴定，结果表明，在丰富细菌培养基中，加入0.5%~1%的纳米ZnO，可有效抑制大肠杆菌的生长，抑菌率达99.9%以上。

由于纳米ZnO具有比表面积大和比表面能大等特点，自身易团聚；另一方面，纳米ZnO表面极性较强，在有机介质中不易均匀分散，这就极大地限制了其纳米效应的发挥。

因此对纳米ZnO粉体进行分散和表面改性成为纳米材料在基体中应用前必要的处理手段。

二、纳米ZnO的制备方法制备纳米ZnO材料的方法按物质的原始状态分为固相法、液相法、气相法3类。

2.1 固相法：固相法是按照一定比例混合金属盐或金属氧化物，并研磨煅烧，使其发生固相反应而直接得到纳米粉末。

（1）将摩尔比1：1的Zn(NO3)2·6H2O和Na2CO3分别研磨10min，然后再混合研磨20min，分别用去离子水和乙醇洗涤，80℃下干燥4h，待冷却后研细再置于马弗炉中，加热升温至400℃并保温3h，得到浅黄色纳米ZnO。

目录摘要 (1)1.ZnO材料简介 (1)2.ZnO材料的制备 (1)2.1 ZnO晶体材料的制备 (1)2.2 ZnO纳米材料的制备 (2)3. ZnO材料的应用 (3)3.1 ZnO晶体材料的应用 (3)3.2 ZnO纳米材料的应用 (5)4.结论 (7)参考文献 (9)氧化锌材料的研究进展摘要介绍了氧化锌（ZnO）材料的性质，简单综述一下近几年ZnO周期性晶体材料和ZnO纳米材料的新进展。

关键词：ZnO；晶体材料；纳米材料1.ZnO材料简介氧化锌材料是一种优秀的半导体材料。

难溶于水，可溶于酸和强碱。

作为一种常用的化学添加剂，ZnO广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。

ZnO的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。

此外，微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。

纳米ZnO粒径介于1-100nm之间，是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品，表现出许多特殊的性质，如非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力等，利用其在光、电、磁、敏感等方面的奇妙性能，可制造气体传感器、荧光体、变阻器、紫外线遮蔽材料、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等[1–5]。

下面我们简单综述一下，近几年ZnO周期性晶体材料和ZnO纳米材料的新进展。

2.ZnO材料的制备2.1 ZnO晶体材料的制备生长大面积、高质量的ZnO晶体材料对于材料科学和器件应用都具有重要意义。

尽管蓝宝石一向被用作ZnO薄膜生长的衬底，但它们之间存在较大的晶格失配，从而导致ZnO外延层的位错密度较高，这会导致器件性能退化。

由于同质外延潜在的优势，高质量大尺寸的ZnO晶体材料会有利于紫外及蓝光发射器件的制作。

由于具有完整的晶格匹配，ZnO同质外延在许多方面具有很大的潜力：能够实现无应变、没有高缺陷的衬底-层界面、低的缺陷密度、容易控制材料的极性等。