微纳跨尺度结构ZnO表面的壁面减阻特性

纳米氧化锌介绍与应用纳米氧化锌(ZnO)粒径介于1-100 nm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。

概述中文名：纳米氧化锌英文名：Zinc oxide，nanometer 别名：纳米锌白；Zinc White nanometer CAS RN.：1314-13-2 分子式：ZnO 分子量：81.37形态纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，其颗粒大小约在1～100纳米。

由于晶粒的细微化，其表面电子结构和晶体结构发生变化，产生了宏观物体所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点。

近年来发现它在催化、光学、磁学、力学等方面展现出许多特殊功能，使其在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等许多领域有重要的应用价值，具有普通氧化锌所无法比较的特殊性和用途。

纳米氧化锌在纺织领域可用于紫外光遮蔽材料、抗菌剂、荧光材料、光催化材料等。

由于纳米氧化锌一系列的优异性和十分诱人的应用前景，因此研发纳米氧化锌已成为许多科技人员关注的焦点。

纳米氧化锌金属氧化物粉末如氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝及氧化镁等，将这些粉末制成纳米级时，由于微粒之尺寸与光波相当或更小时，由于尺寸效应导致使导带及价带的间隔增加，故光吸收显著增强。

各种粉末对光线的遮蔽及反射效率有不同的差异。

以氧化锌及二氧化钛比较时，波长小于350纳米（UVB）时，两者遮蔽效率相近，但是在350～400nm（UVA）时，氧化锌的遮蔽效率明显高于二氧化钛。

同时氧化锌（n=1.9）的折射率小于二氧化钛（n=2.6），对光的漫反射率较低，使得纤维透明度较高且利于纺织品染整。

纳米氧化锌还可用来制造远红外线反射纤维的材料，俗称远红外陶瓷粉。

《纳米棒状ZnO自组装结构的制备及其光电性能研究》篇一一、引言随着纳米科技的发展，ZnO纳米材料因其优异的物理和化学性质，如高激子结合能、高电子迁移率等，被广泛应用于光电器件、生物传感器、光催化剂等领域。

本文以纳米棒状ZnO自组装结构为研究对象，探讨了其制备方法及光电性能，旨在为ZnO纳米材料的应用提供理论依据。

二、制备方法1. 材料选择与准备本实验选用高纯度的ZnO粉末作为原料，通过溶胶-凝胶法进行制备。

此外，还需准备乙醇、去离子水、表面活性剂等辅助材料。

2. 制备过程首先，将ZnO粉末溶解在乙醇中，形成均匀的溶液。

然后，加入表面活性剂，在搅拌条件下使溶液形成溶胶。

接着，将溶胶置于适当的温度下进行凝胶化处理，使ZnO纳米棒自组装形成结构。

最后，对所得产物进行清洗、干燥，得到纳米棒状ZnO自组装结构。

三、结构与形貌分析1. 结构分析通过X射线衍射（XRD）对制备的纳米棒状ZnO自组装结构进行物相分析，结果表明，所得产物为六方纤锌矿结构的ZnO。

2. 形貌分析利用扫描电子显微镜（SEM）对样品进行形貌观察，发现ZnO纳米棒呈规则的棒状结构，且自组装形成紧密的结构。

此外，通过透射电子显微镜（TEM）对纳米棒的微观结构进行进一步观察，发现其具有较高的结晶度和良好的分散性。

四、光电性能研究1. 紫外-可见吸收光谱分析通过紫外-可见吸收光谱测试，发现纳米棒状ZnO自组装结构在紫外区域具有较高的光吸收能力。

此外，通过对光谱数据的分析，可以得到其禁带宽度等光电性能参数。

2. 光致发光性能研究光致发光性能是评价半导体材料光学性能的重要指标。

通过光致发光光谱测试，发现纳米棒状ZnO自组装结构具有较好的光致发光性能，发光峰位明确，半峰宽较窄。

这表明其具有较高的光学质量和较好的结晶度。

3. 电学性能研究通过电学性能测试，发现纳米棒状ZnO自组装结构具有较高的电子迁移率和较低的电阻率。

这些电学性能参数对于评估其在光电器件中的应用具有重要意义。

科研热词 飞秒激光 钛合金 微纳结构 减阻 高能量密度 量子点 过渡金属氧化物 超疏水表面 超疏水性表面 超疏水性 表面光电流 表面光伏 薄膜负极 脉冲 美人蕉 结构与性能 纳米效应 粉煤灰 硅模具 硅 瞬态光伏 相变焓 生物相容性 湿法腐蚀 湍流 成骨细胞 微纳结构设计 微纳层共挤出 微/纳多孔纤维素 形态调控 异质结构 壁面滑移 各向异性 各向同性 发光特性 双波长led 光谱调控 光生电荷 光学制造 体硅加工 仿生 交替多层结构 二级微纳米复合结构 二次复型 三维曲面 sn基合金 si基合金 gan
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
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2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51
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பைடு நூலகம்
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

MPTMS与纳米ZnO表面反应研究石振，房宽峻江南大学纺织服装学院，江苏无锡 (214122)E-mail：fangkuanjun@摘要：对比研究了γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）与纳米ZnO的不同表面反应方法，制备了表面负载有活性基团—乙烯基的纳米ZnO，初步探讨了表面反应机理。

试验表明：以甲苯为分散剂的反应方法对于下一步研究纳米无机/有机复合材料较好，可以得到表面负载率较高的纳米ZnO。

关键词：纳米ZnO，MPTMS，表面反应1．引言纳米ZnO粒径介于1~100 nm之间，与普通ZnO相比，表现出许多特殊性能如抗菌、防霉、除臭、护肤美容、光催化、光致发光、导电、增强、屏蔽光线、吸波、节能等，已被广泛用于制作太阳能电池、气体传感器、电阻片、催化剂、光电器件和静电屏蔽材料，在化妆品、功能纤维、高档油漆、涂料、橡胶、塑料、医药等领域都有重要的应用[1]。

但纳米ZnO粒子极易团聚，难以发挥其应有的特性，使用前须对其改性，以改善粒子的分散性，提高微粒表面活性，使微粒表面产生新的物理、化学、机械性能及新的功能[2]。

本研究以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）为改性剂，对比了以甲苯为分散剂对纳米ZnO乳液进行回流处理[3]和以水为分散剂对纳米ZnO进行超声处理[4]方法，有效地改变了纳米ZnO在有机溶剂中的分散性及与其它树脂的相容性，为进一步的研究其表面接枝聚合改性创造条件。

2．实验部分2.1 实验原料、试剂及仪器甲苯：AR，国药集团化学试剂有限公司；乙醇：AR，国药集团化学试剂有限公司；γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）：AR，江苏晨光偶联剂有限公司；纳米ZnO：自制，粒径约20nm。

JY98-3D 超声波细胞粉碎机，宁波新芝科器研究所；Nano ZS-90 纳米粒度及Zeta电位分析仪，英国Malvern公司；Nicolet Nexus 470傅立叶变换红外光谱仪，Thermo Electron Corporation。