水热法制备ZnO纳米结构.
ZnO纳米线的微乳-水热法制备与气敏性能
中图分类号： Ｔ Ｑ １ ３ ２ ． ４ ； Ｏ ６ ４ ９ ． ４ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ １ —３ ２ ０ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２— ０ ２ ２ １— ０ ４
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水热法制备不同形貌的氧化锌纳米结构
水热法制备不同形貌的氧化锌纳米结构李琛;周明;沈坚【摘要】The hydrothermal method was developed here to prepare ZnO nano-structure with different morphology on different seed layer.The substrates include silicon wafer,silicon wafer deposited with ZnO thin film,silicon wafer deposited with ITO thin film,etc.We investigated the influence of different seed layer on the morphology of ZnO nano-structure.We also prepared ZnO nano-structure on ZnO seed layer and ITO seed layer under different temperature to study the influence of temperature and seed layer on the length of nano-rod.Scanning electron microscopy（SEM） and X-ray diffraction（XRD） were developed to characterize the samples.The results showed that seed layer,reaction time,growth temperature and methanamide concentration had a great influence on the morphology of nano-structure.Nano-rod formed on ITO seed layer is shorter than prepared on the ZnO seed layer.From the SEM picture it also would be seen that the diameter and length of nano-rod increased as temperature goes high.X-ray diffraction peak at 34.6℃ had a strong（002） wurtzite peaks,which showed a high degree of c-axis oriented nanorod arrays and good crystalline quality.%采用水热法,用甲酰胺水溶液和锌片建立反应体系,在不同种晶层上制备出不同形貌的ZnO纳米结构,所用基底有Si片、镀有ZnO薄膜的Si片、镀有ITO薄膜的Si片、涂有ZnO粉末的Si片等,研究了不同的种晶层对ZnO纳米结构的形貌的影响。
水热法制备ZnO纳米结构
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图在Si衬底上，先期对ZnO籽晶层图形化处理，后生长的ZnO 纳米图形化结构，采用电子束光刻技术对籽晶层进行图形化 处理，从而实现了单根纳米棒生长的控制 在纳米棒阵列图形化方面，通过对籽晶层先期图形化处理， 可以设计各种图形，如图4[17](a)和(b)所示，另外采用 电子束光刻等技术，可以图形化出只够一根纳米棒生长的籽 晶颗粒，从而可实现对单根纳米棒生长的控制，如图(c)所示 ， LOGO
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参考文献
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水热生长直立均匀 zno 纳米棒阵列的影响因素
水热生长直立均匀 zno 纳米棒阵列的影响因素水热生长直立均匀 ZnO 纳米棒阵列的影响因素一、引言水热法是一种简单且有效的方法，用于合成直立均匀的 ZnO 纳米棒阵列。
这种方法不仅能够制备出具有优良性能的纳米材料，而且还在能源、光电、催化等领域具有广泛的应用。
了解影响水热生长直立均匀ZnO 纳米棒阵列的因素，对于优化合成策略、提高纳米材料的性能具有重要意义。
本文将从表面处理、反应条件、溶液浓度和衬底选择等方面，探讨影响水热生长直立均匀 ZnO 纳米棒阵列的因素。
二、表面处理表面处理是实现直立均匀 ZnO 纳米棒阵列生长的关键步骤之一。
在水热法合成过程中，通过表面处理可以改变衬底表面的性质，从而对纳米棒的生长行为产生影响。
常用的表面处理方法包括使用酸洗、其它表面活化剂等。
这些表面处理方法可以去除衬底表面的杂质和缺陷，提高纳米棒的生长均匀性。
三、反应条件反应条件是影响水热生长 ZnO 纳米棒阵列的重要因素之一。
合适的温度和反应时间可以促进纳米棒的生长，并控制其生长方向和尺寸。
通常情况下，较高的反应温度和较长的反应时间有利于纳米棒的纵向生长，而较低的反应温度和较短的反应时间则可以促使纳米棒的横向生长。
适当的溶液浓度和 PH 值也对纳米棒的生长具有重要影响。
四、溶液浓度溶液浓度是影响水热生长 ZnO 纳米棒阵列的重要因素之一。
溶液浓度的增加可以提高纳米棒的密度和尺寸，并且可以增加纳米棒的生长速率。
然而，当溶液浓度过高时，会导致纳米棒之间的相互作用增强，从而影响纳米棒的均匀生长。
在水热法合成 ZnO 纳米棒阵列时，需平衡溶液浓度和均匀性之间的关系，选择适当的浓度，以实现均匀的生长。
五、衬底选择衬底的选择对于实现水热生长直立均匀 ZnO 纳米棒阵列也有重要影响。
合适的衬底可以提供足够的成核点，促使纳米棒的生长。
常用的衬底材料包括硅片、玻璃基片等。
选择不同的衬底材料，可以调控纳米棒的生长方向和排列密度，从而实现不同的纳米棒阵列结构。
水热法制备氧化锌纳米棒及微观形貌控制
水热法制备氧化锌纳米棒及微观形貌控制刘梦博;李文彬;段理;于晓晨;魏星【摘要】利用旋涂法在玻璃基底上制备ZnO种子层,之后用水热反应在不同条件下生长ZnO纳米棒阵列.通过SEM、XRD等表征测试手段,研究在水热反应时不同条件对ZnO纳米棒阵列的微观形貌的影响并对水热法制备ZnO纳米棒的各项生长条件进行了系统性的影响分析.测试结果表明:种子层溶液浓度、水热反应时间和反应溶液浓度均会对ZnO纳米棒阵列的微观结构产生不同程度的影响.利用0.1 mol/L的溶液进行种子层旋涂,在0.05 mol/L硝酸锌溶液中进行水热反应9 h,可以生长出具有一定高度、取向性好的ZnO纳米棒阵列.【期刊名称】《电子元件与材料》【年(卷),期】2018(037)010【总页数】6页(P73-78)【关键词】氧化锌;纳米棒阵列;种子层;水热反应;微观形貌;SEM【作者】刘梦博;李文彬;段理;于晓晨;魏星【作者单位】长安大学材料科学与工程学院,陕西西安 710064;长安大学材料科学与工程学院,陕西西安 710064;长安大学材料科学与工程学院,陕西西安710064;长安大学材料科学与工程学院,陕西西安 710064;长安大学材料科学与工程学院,陕西西安 710064【正文语种】中文【中图分类】TN304六方氧化锌 (ZnO)作为一种重要的纤锌矿结构金属氧化物,其在室温下具备3.37 eV的禁带宽度、宽的直接带隙和大的激子结合能(约60 meV)等优异性能,使其成为一种性能优异的Ⅱ-Ⅵ族半导体和广为应用的光电材料,尤其是在短波长发光器件和日光检测器中发挥着重要的作用[1-2]。
其中一维ZnO纳米结构,如纳米线、纳米棒和纳米管,由于其特殊的微观形貌结构,在化学及光催化、光电传感和光伏电池等领域有着巨大的潜能[3]。
其纳米结构比表面积通常较大,可以捕捉到更多的可见光且成本低廉、制备简单[4-5],由其制成的各种器件具有很大的应用前景。
ZnO纳米材料的合成与应用研究
ZnO纳米材料的合成与应用研究概述：ZnO纳米材料作为一种具有广泛应用前景的半导体材料，其合成与应用研究一直备受关注。
本文旨在探讨ZnO纳米材料的合成方法以及其在各个领域的应用，从而深入了解其在科学研究和工业应用中的潜力。
一、ZnO纳米材料的合成方法1. 水热法合成水热法是一种常用的制备ZnO纳米材料的方法。
它通过调节反应条件和反应时间，可以获得具有不同形貌和尺寸的ZnO纳米颗粒。
水热法合成ZnO纳米材料具有简单、低成本、可扩展性强等优点，因此受到了广泛关注。
2. 溶胶-凝胶法合成溶胶-凝胶法是一种通过溶胶中的化学反应和胶体形成过程制备纳米材料的方法。
在ZnO纳米材料的合成中，可以通过溶胶-凝胶法控制反应条件，如温度、浓度和PH值等，以实现获得具有不同形貌和尺寸的纳米颗粒。
3. 气相法合成气相法是制备ZnO纳米材料的一种常用方法。
它通过将金属有机化合物或金属化合物加热到高温，然后通过氧化反应生成ZnO纳米颗粒。
气相法合成的ZnO纳米材料具有高纯度、高晶度和尺寸可控性好等特点。
二、ZnO纳米材料在光电子领域的应用1. 光催化应用ZnO纳米材料具有优异的光催化性能，可以利用其吸收紫外光的特性来分解有害有机物和杀灭细菌。
因此，ZnO纳米材料被广泛应用于光催化净化空气、水处理和消毒等领域。
2. 光电器件应用由于ZnO纳米材料的特殊电学性质和优异的光电性能，它在光电器件领域具有广泛应用潜力。
例如，ZnO纳米材料可以用于制备光电传感器、光电调制器、太阳能电池等。
三、ZnO纳米材料在生物医学领域的应用1. 抗菌材料ZnO纳米材料具有较高的抗菌性能，可以通过抑制细菌的生长来达到消毒和杀菌的目的。
因此，在生物医学领域，ZnO纳米材料被广泛应用于医疗设备、外科用品和医疗纺织品等。
2. 肿瘤治疗由于ZnO纳米材料的优异光学性质，在肿瘤治疗中可以利用其光热效应。
将ZnO纳米材料注入肿瘤组织，并利用红外激光的吸收来使其产生局部高温，从而实现对肿瘤的治疗。
纳米氧化锌实验报告
实验3 氧化锌纳米阵列的制备【摘要】水热法是合成氧化锌纳米阵列的基本方法之一，通过本实验进一步研究氧化锌纳米线的制备工艺，学会氧化锌纳米线透射率的测量方法，并掌握半导体材料禁带宽度的基本计算方法。
【关键字】水热法纳米线禁带宽度0.引言氧化锌（ZnO）是一种具有纤锌矿结构的Ⅱ－Ⅵ族化合物半导体，由于其具有优异的光电性质而有很大的使用价值和研究价值，如它对可见光的高透过率,能用作透明导电涂层;具有光电效应,能用于紫外激光器件和太阳能电池等[1]。
为了获得或改善其某一方面的性质，利用各种方法掺杂或制备具有特定形貌的氧化锌纳米材料成为近年来研究的热点。
而水热法制备ZnO纳米材料，以其设备简单、原料廉价、条件易控、适合大面积生长等优点而被广泛采纳。
本实验主要是采用水热法合成氧化锌纳米线，并测量纳米线的透射率，通过计算得出制备的氧化锌禁带宽度为3.34eV，与理论值基本吻合。
1.实验目的1.了解水热合成氧化锌纳米线的原理以及基本操作方法；2.独立制备出氧化锌纳米线；3.掌握纳米线透射率的表征方法和半导体禁带宽度的计算方法；4. 掌握实验数据处理方法，并能利用Origin绘图软件对实验数据进行处理和分析。
2.实验仪器设备和材料清单1.水浴锅、紫外可见分光光度计、量筒、样品瓶、PH试纸、2.试剂：硝酸锌、乙醇胺、正丁醇、高锰酸钾、氨水、酒精、稀硝酸3.实验原理3.1纳米氧化锌概述[2]氧化锌（ZnO）：直接宽禁带半导体材料，室温下禁带宽度为3.37 eV ，激子束缚能为60meV。
纳米氧化锌具有非迁移性、压电性、荧光性、吸收和散射紫外线能力等特殊能力，ZnO一维材料的阵列能够加快光生电子、空穴的分离,使电子具有良好的运输性,所以纳米棒、纳米线阵列的制备备受关注。
氧化锌(ZnO)在自然界有两种晶体结构，即纤锌矿结构和闪锌矿结构。
其中稳定相是纤锌矿结构（如左图），属六方晶系，为极性晶体。
制备ZnO一维材料阵列的方法主要有气相沉积法、溅射法或外延法等,这些技术需要昂贵的仪器、苛刻的实验条件,而溶液法则具有设备简单、条件温和等优点。
两步水热法制备枝干状ZnO纳米结构的研究
摘 要 ： 采 用 两步水热 法 ， 第 １步利 用 Ａｕ作 为催 化 剂 生长 Ｚ ｎ Ｏ 纳 米杆 ； 第 ２步 利 用醋 酸 锌 分 解 成 Ｚ ｎ Ｏ
纳 米 颗 粒 作 籽 晶层 在 Ｚ ｎ Ｏ 纳 米杆 的侧 壁 生长 Ｚ ｎ Ｏ 纳 米枝条 ， 在 Ｓ ｉ 片上成 功 制备 了枝 干状 Ｚ ｎ Ｏ 纳米 结 构 。
关键 词 ： 水热生长 ； 枝干状 Ｚ ｎ Ｏ纳米结构 ； 籽 晶层 ； 生 物 兼 容 性
Ｃ 积ｌ Ｏ ｎ ｍ Ｔ ｉ ｌ Ｓ Ｏ ｎ ｍ Ａ ｕ
中图分类 号 ： Ｔ Ｂ ３ ４
文献标 识码 ： Ａ
第１ 步水热 生长
ＤＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ９ ７ ３ １ ． ２ ０ １ ３ ． ２ １ ． ０ １ ２
首先 ， 将 Ｓ ｉ 片分别置 于 丙酮 、 无 水 乙醇 、 去 离 子水 中超声 清洗 １ ０ ａｉ ｒ ｎ ， 氮 气 吹干 ， 并在 １ ０ ０ 。 Ｃ烘 台上 烘烤
５ ｍｉ ｎ去 除残 余 水 分 。利 用 电子 束 蒸 镀 （ Ｅ ｄ ｗａ ｒ ｄ Ａｕ— ＴＯ５ ０ ０ ） 在ｓ ｉ 片 上 分别 沉 积 １ ０ ｎ ｍ Ｔ ｉ 和５ ０ ｎ ｍ Ａｕ薄
锨
文 章编 号 ： １ ０ ０ １ — ９ ７ ３ １ 【 ２ ０ １ ３ ） ２ １ — ３ １ ０ ８ — ０ ５
材
料
２ ０ １ ３ 年 第２ １ 期（ ４ ４ ） 卷
两 步 水 热 法 制 备枝 干状 Ｚ ｎ Ｏ 纳 米 结构 的研 究
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目前水热法制备ZnO纳米结构不仅能合成出各种形状，而且在调 控ZnO纳米结构生长方面也取得了很大进步。 首先在生长方向调控上，目前在各种衬底上，采用ZnO籽晶层可 以较为容易地控制ZnO纳米棒阵列的纵向生长，得到整齐的阵列， 如图1（a）所示。在纳米棒阵列横向生长方面，Wang Z L等引入
金属Cr的辅助以及采用RF淀积了较厚的ZnO籽晶层，L可O以G达O到
70%的纳米棒横向生长，如图 所示[14]
在密度调控方面，研究发现溶液反应条件，如温度、浓度 、pH值、反应时间以及衬底条件都将对所得纳米棒产生影 响[15]。Ma等研究发现其中溶液的浓度对所得纳米棒阵 列的密度具有决定作用[16]，其研究发现溶液浓度由 1M/L下降为0.0001M/L，对应的纳米棒的密度也由 1010rods/cm2下降为l06rods/cm2。
目前很多的水热法合成ZnO纳米结构采用在75~250℃的密闭容器中 进行。
采用的试剂为锌盐、碱或氨水、表面活性剂或分子模板(如乙二胺) 等。在这样的低温和简单设备下，同样也得到了质量很好的不同形 貌的ZnO单晶[9]。
水热法合成ZnO纳米结构引起人们广泛关注的主要原因是：(l)水 热法采用中温液相控制，能耗相对较低，适用性广，既可用于超微 粒子的制备，也可得到尺寸较大的单晶。(2)原料相对廉价易得， 反应在液相快速对流中进行，产率高、物相均匀、纯度高、结晶良 好，并且形状、大小可控。(3)在水热过程中，可通过调节反应温 度、压力、处理时间、溶液成分、pH值、前驱物和矿化剂的种类等 因素，来达到有效地控制反应和晶体生长特性的目的。(4)反应在 密闭的容器中进行，可控制反应气氛而形成合适的氧化还原反应条 件，获得某些特殊的物相，尤其有利于有毒体系中的合成反应，这 样可以尽可能地减少环境污染。
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摘要
纳米结构的ZnO由于具有优异的光、电、磁、声等性 能，已经成为光电、化学、催化、压电等领域中聚焦 的研究热点之一。不同纳米结构的ZnO其制备方法多 种多样，本文着重综述了水热法制备ZnO纳米结构， 并探讨了ZnO纳米结构的生长机理和调控
水热法制备ZnO纳米结构简介及研究新
水热法制备ZnO纳米结构的生长机理
在水热条件下, ZnO纳米结构的生长（以试剂氯化锌
(ZnCl2)、氨水(NH4·OH)、助剂：十六烷基三甲基氯
化铵(1631)为例），首先是ZnCl2在溶液中水解生成
Zn2+并与NH4·OH溶液中水解生成的氨根离子和OH-
相结合生成Zn(OH)2胶体，Zn(OH)2在过量氨根离子存
Zn(OH)2 + 4NH4·OH = Zn(NH3)42+ + 2OH- +
4H2O
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Zn(NH3)42+ + 2OH- = ZnO + 4NH3 + H2O
ZnO纳米结构的生长机理示意 图，当ZnO晶核形成后， 1631的弱碱性可以使ZnCl2 更快地水解释放出Zn2+阳离 子，当ZnO晶核形成后， 1631与晶核结合影响晶核的 发育生长，加入少量1631时 ，得到的产物为比表面积较小 的纳米棒自组装而成的多枝状 ZnO纳米结构.
进展
水热法是指在特制的密闭反应器(高压釜)中，采用水溶液作为反应体 系，通过对反应体系加热加压(或自生蒸汽压)，创造一个相对高温、 高压的反应环境，使通常难溶或不溶的物质溶解，并且重结晶而进行无 机合成与材料处理的一种方法。经过十多年的发展，水热法逐步发展成 为纳米材料制备最常用的方法之一。由于水热法自身的优点和特殊性， 在科技高度交叉的21世纪，水热法已不再局限于晶体生长，而是跟纳 米技术、地质技术、生物技术和先进材料技术息息相关，水热法的研究 也向深度与广度发展。
在的条件下水解形成生长基元锌氨络离子
(Zn(NH3)42+)，然后一部分生长基元通过氧桥合作用
形成具有一定结构的ZnO晶核，残余的生长基元在
ZnO晶核上继续定向生长，当加入表面活性剂的量不
同时生成的ZnO纳米结构的形态不同，如图2所示，水
热反应方程如下：
ZnCl2 + 2NH4·OH = Zn(OH)2 + 2NH4Cl
Appl Phys,2005,98:094305. [8] Wei Q,Meng G W,Zhang L D,et al.Temperature-controlled growth of ZnO
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水热法制பைடு நூலகம்ZnO纳米结构
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参考文献
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