不同形貌的纳米氧化锌

参考文献
1. Chan Yoon Jung, Jung Soo Kim etc. Journal of Colloid and Interface Science , 2012, 367: 257–263 2. Jing Ji, Masayashi Fuji, Hideo Watanabeb, Takashi Shirai. Colloids and Surfaces A: Physicochem Eng, 2012,393: 6– 10 3. SUN Ji-feng et al. Preparation of Bar-like Nano ZnO and Analysis on Its Photocatalytic Propert, J. Journal of Anhui Agri Sci, 2009, 37(27):12900-12901 4. Ko, S. H. et al. Nano-forest of hydrothermally grown hierarchical ZnO nanowires for a high efficiency dye-sensitized solar cell. Nano letters 11, 2011, 666-671 5. Law, M. Greene, L. E., Johnson, J. C. Saykally, R. & Yang, P. Nanowire dyesensitized solar cells. Nature materials 4, 2005, 455-459 6. Xiang Yang Kong, Zhong Lin Wang. Spontaneous Polarization-Induced Nanohelixes, Nanosprings, and Nanorings of Piezoelectric Nanobelts. Nano Letters, 2003, 3(12): 1625-1623 7.Maryam Movahedi, Elaheh Kowsari. A task specific basic ionic liquid for synthesis of flower-like ZnO by hydrothermal method [J]. Materials Letters, 2008, 62(23): 3856-3858
利用微波对系统加热 反应介质为有机相
可制备形貌特殊、且纯度较高的产品
微波加热法 溶剂热法
能够获得均匀粒子，反应时间也较水浴 加热大大缩短 能制备特殊形貌
水热法制备花状纳米氧化锌
配制 前驱体
0.6gZn(AcO)2 · 2H2O溶于3omL 蒸馏水中， 0.16g咪唑类离 子液体溶于 10mL蒸馏水中， 两者混合， 并搅拌10分钟
without polymer removal
polymer removal
ZnO纳米带
——固相-液相法
氧化锌纳米带
固相-气相法制备氧化锌纳米带 可制备结构可控、高纯度的ZnO纳米带 氧化锌粉末（纯度99.99%，熔点1975℃）置于 水平管式炉的最高温度区，炉内抽真空至10-3托 ，以除去多余的氧气 将原料加热到1350 ℃（加热速率20 ℃/min） 经过几分钟的蒸发和分解后，将氩气通入炉内（ 流速25sccm） 反应三十分钟后，将反应生成物放置在氧化铝基 底上，氩气压强为250托，温度400-500 ℃
聚合物乳液进 一步修饰
带正电的多环 芳烃（2h)
水/去离子水洗
Pickering
棒状ZnO
——简单水热法
棒状纳米氧化锌的世界
简单水热法制备棒状纳米氧化锌
氧化锌纳米棒具有新奇的物化特性，纳米棒及其阵列具有优异的光电磁催化性 质，将对纳米元器件构筑和高级纳米功能材料的设计研究产生深远影响。
简单水热法
水热法制备花状纳米氧化锌
XRD图谱与XRD标准卡(JCPDS NO.36-1451)对比可 知，所得产物为六方晶系纤锌矿结构氧化锌，衍射峰尖锐且 半高宽较宽说明产品结晶度好。
花状纳米氧化锌
Hale Waihona Puke SEM图像花状纳米氧化锌位于391nm处的强发射峰是由于激子复合产生的，而在 450-500处的蓝-绿光发射峰是由于带单电荷的氧空位产生 的。该光谱图表明，所指的的产品纯度高，氧空位少。
简单水热法制备棒状纳米氧化锌
表面活性剂 CTAB添 加量增加,制备产物对 次甲基蓝的光降解速 率降低 ——CTAB添加量增 加导致制备的ZnO棒 径增大,光降解表面变 小
棒径尺寸对纳米氧化锌光催化性能的影响
注：a 0.01mol/L CTAB b 0.1mol/L CTAB
——水热法
ZnO 纳米线
M3
微波加 热法
溶剂热 法
制备方法
方法 定义 在密封的压力容器中,以 水为溶剂,在高温高压的 条件下进行的化学反应 特点 晶体形貌、大小容易控制，结晶完 好．这是最常见的合成花状氧化锌的方 法
水热法
热蒸发法
在较高温度下，利用气体 原料，通过化学反应生成 所需要的化合物或者直接 使其蒸发达到过饱和状态 凝聚成固态结构的方法
主要试剂：尿素（AR)、硫酸锌（AR) 、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB) 实验方法：
1.磁力搅拌条件下，称取一定量的尿素倒入含有CTAB的硫酸锌溶液 中，磁力搅拌2min 2.转移到高压釜，放入烘箱恒温反应一定时间，得到白色沉淀 3.沉淀转移到离心管并加入二次蒸馏水 4.离心管放入超声清洗器进行超声分散，离心，继续超声、离心 三次，得到洗涤干净的纳米氧化锌
这是最常见的合成花状氧化锌的方热蒸发法在较高温度下利用气体原料通过化学反应生成所需要的化合物或者直接使其蒸发达到过饱和状态凝聚成固态结构的方法可制备形貌特殊且纯度较高的产品微波加热法利用微波对系统加热能够获得均匀粒子反应时间也较水浴加热大大缩短溶剂热法反应介质为有机相能制备特殊形貌将前驱体溶液置于反应釜中180下加热24h冷却至室温将所得白色产物分离并用双蒸水洗涤于60下干燥水热法制备花状纳米氧化锌配制前驱体水热反应后处理06gznacoo溶于3oml蒸馏水中016g咪唑类离子液体溶于10ml蒸馏水中两者混合并搅拌10分钟maryammovahedielahehkowsari
ZnO纳米线具有比表面大、一维传输通道等特点
Nano-Forest
——Ko, S. H. et al. Nano letters 11, 666-671, doi:10.1021/nl1037962 (2011)
水热法
不同条件的调控
LG 1,2,3 times without seeds with seeds
——Xiang Yang Kong , Zhong Lin Wang. Nona Letters,2003
固相-气相法制备氧化锌纳米带
氧化锌纳米带的SEM图，宽度为20-60nm，厚度 为5-20nm，长度可达几百微 米
固相-气相法制备氧化锌纳米带
——水热法
制备方法
水热法
M1
热蒸发 法
M2
M4
纳米氧化锌的世界
第二十组成员：彭霞 甄琦 孙程 刘泓江 曹艳琴
功能多样的纳米氧化锌
形状各异的纳米氧化锌
球状 棒状 纳米线
• 保护层掩膜法
• 简单水热法
• 水热法 • 固相-液相法 • 水热法
纳米带 花状
球状纳米ZnO微粒
微球型多维纳米 ZnO由于其身具 有微尖结构，被 认为是一种有前 途的场致发射材 料
水热反应
后处理
将前驱体溶 液置于反应 釜中，180℃ 下加热24h
冷却至室温 ，将所得白 色产物分离 ，并用双蒸 水洗涤，于 60℃下干燥
——Maryam Movahedi, Elaheh Kowsari. Materials Letters, Volume 62, Issue 23, 31 August 2008
ZnO微粒的电子衍射图
雅努斯(Janus) 是罗马人的门神，也 是罗马人的保护神。 具有前后两个面孔， 象征开始。 传说中，雅努斯 的两副面孔：一个在 前，一个在脑后；一 副看着过去，一副看 着未来。
Janus ZnO
Janus ZnO
不对称粒子具备优异的各向异性 Janus ZnO 粒子表面丰富的组成 增加了其反射率、抗菌性以及紫外 线防护性能。 有望应用于橡胶-金属粘合，化妆品， 涂料， 除硫包装材料和杀菌剂等领 域。
保护层掩膜技术制备Janus球状ZnO
带负电的聚丙烯脂或聚苯乙烯 带正电的聚合物电解质
石蜡
保护层掩膜技术制备Janus球状ZnO
平整基底+石蜡 +三氯甲烷+Zn0 水+石蜡（75℃） +Zn0 磁搅拌 （1600rpm，1h) 石蜡层干后， 水和超声清洗 冷却至室温，去 离子水和超声 三氯甲烷溶解 石蜡
——SUN Ji-feng et al. Journal of Anhui Agri Sci ,2009, 37(27)
简单水热法制备棒状纳米氧化锌
图 棒状纳米氧化锌的SEM(a 0.01mol/L CTAB b 0.1mol/L CTAB） 反应体系中添加表面活性剂的浓度不同时,产物的棒径尺寸也不同。随着CTAB 添加量的增加,产物纳米ZnO的棒径变大,分散性变差.