化学气相沉积法制备氧化锌纳米结构的研究进展

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《ZnO纳米线阵列的可控制备及气敏性研究》范文

《ZnO纳米线阵列的可控制备及气敏性研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，纳米材料因其独特的物理和化学性质在众多领域展现出巨大的应用潜力。

其中，氧化锌（ZnO）纳米线因其高表面活性、良好的电子传输性能以及在光电器件、传感器等方面的广泛应用，受到了广泛关注。

本文将重点探讨ZnO纳米线阵列的可控制备方法及其在气敏性领域的应用研究。

二、ZnO纳米线阵列的可控制备1. 制备方法ZnO纳米线阵列的制备主要采用化学气相沉积法（CVD）。

该方法通过控制反应温度、反应物浓度、生长时间等参数，实现对ZnO纳米线尺寸、形貌和密度的调控。

此外，还可以结合其他物理或化学方法，如溶胶-凝胶法、模板法等，进行复合制备。

2. 制备过程（1）准备工作：准备清洗干净的基底（如硅片、玻璃等），以及所需的反应物（如Zn粉、氧化锌粉末等）。

（2）反应过程：在特定的温度和压力下，将反应物加热至反应温度，通过控制反应时间，使ZnO纳米线在基底上生长。

（3）后处理：反应结束后，对样品进行清洗和干燥处理，以去除残留的反应物和杂质。

三、气敏性研究1. 气敏性原理ZnO纳米线具有较高的表面活性，能够与气体分子发生相互作用，导致其电阻发生变化。

这种变化与气体分子的种类、浓度以及温度等因素有关，从而实现对气体的检测和识别。

2. 实验方法（1）气敏性能测试：通过将ZnO纳米线阵列置于不同浓度的目标气体中，测量其电阻变化，分析其气敏性能。

（2）对比实验：选择其他类型的ZnO纳米材料或传统传感器进行对比实验，以评估ZnO纳米线阵列的优越性。

3. 实验结果与分析（1）结果展示：通过实验测得ZnO纳米线阵列在不同浓度目标气体下的电阻变化曲线。

（2）结果分析：分析ZnO纳米线阵列的气敏性能与气体浓度、温度等因素的关系，探讨其气敏机理。

同时，与对比实验结果进行比较，分析ZnO纳米线阵列的优越性。

四、结论本文研究了ZnO纳米线阵列的可控制备方法及其在气敏性领域的应用。

气相沉积法制备Co掺杂ZnO纳米线的磁学性能研究

方案：
电、光电、气敏等性质，主要应用于发光元件、光波导
器、场发射显示器、表面声波元件以及低压压敏电阻器等【】目前在ＺＯ中掺杂入Ｃ。．４ｎｏ离子形成的ＺＯ基ｎ
ＤｓＭＳ材料逐渐引起人们的研究兴趣。ｏ离子替代ＺＯＣｎ
。
关于ＺＯ掺Ｃｎｏ薄膜方面的报道比较多。有些实际工作已经获得了室温铁磁性（ｒｏｏｍｔｅａｕｅｅｒｔｍｐｒ
ｆｒｍａｎｔｍ（ＴＭ）的Ｚ】ｏＯ，是关于ＲＦｅｏｇｅｓＲＦ）ｎ．ｘ但ｒｉＴＭ
维普资讯
多永正等：气相沉积法制备Ｃｏ掺杂ＺＯ纳米线的磁学性能研究ｎ
气相沉积法制备Ｃｏ掺杂ＺＯ纳米线的磁学性能研究宰ｎ
多永正，常永勤，郭佳林，龙毅，强文江
（北京科技大学材料科学与工程学院材料学系，北京ｌｏ８）ｏｏ３
ＤｓＭｓ）由于可以同时利用电子的电荷属性和自旋属性而具有优异的磁、磁光、磁电等性能，已经成为自旋电子器件的支撑材料，它在高密度非易失性存储器、磁感应器、光隔离器、半导体集成电路、半导体激光器和自旋量子计算机等领域都有很广泛的应用前景【】】。．２
的起因说法并不一致，Ｙｎ１用磁控溅射法制备了ｉｔ等６Ｚ１薄膜，在室温条件下观察到了明显的磁滞回ｎ．Ｏｏ线，他们认为ＲＦ性能起因于ＺｈＣｃＴＭｎｏＯ这种结构。Ｂｌｈｚｔ等用硅胶．ｅｇａｉ］Ｔ凝胶法制备了ｃｏ掺杂ＺＯ薄膜，ｎ磁性测量的结果证实了ＲＦ的存在，ＴＭ进一步的实验表

化学气相沉积法制备ZnO纳米结构薄膜及其SERS活性研究

Vo.l28高等学校化学学报No.4 2007年4月 CHEM I CAL J OURNAL OF CH I NESE UN I VERSI T I E S 768~770[研究快报]化学气相沉积法制备Zn O纳米结构薄膜及其S ERS活性研究阮伟东,王春旭,纪楠,徐蔚青,赵冰(吉林大学超分子结构与材料教育部重点实验室,长春130012)关键词化学气相沉积;表面增强拉曼散射;氧化锌中图分类号 O641 文献标识码 A 文章编号 0251 0790(2007)04 0768 03化学气相沉积(CVD)是合成各种形态ZnO的最有效的方法之一[1].目前认为这种方法主要经历了气固过程或气液固过程,即蒸发源材料在升温过程中汽化,蒸汽在特定的温度、压力和原子气氛条件下沉积到基底上,得到了各种形貌的纳米粒子.有关ZnO纳米材料的光、电和磁等诸多性质研究已经被大量报道,但是以ZnO纳米材料为基底的表面增强拉曼散射(SERS)性质的研究则很少.W en等[2]研究了ZnO的SERS性质.SERS是一种超灵敏检测的方法.一般用电磁场增强和化学增强两种机理解释增强现象.电磁场增强的本质是光引发金属纳米粒子的表面等离子共振(SPR)得到局部增强的电磁场.这种增强仅需要分子物理吸附在金属表面,因此也称物理增强.对于金属,SPR在可见和紫外区.而对大多数半导体,SPR在远离514.5nm (实验所用的激发线)的红外区,因此可以排除SPR增强的可能.化学增强起源于化学吸附后的分子与基底间的电荷转移所增加的分子极性.化学吸附可以用拉曼谱图的峰位和峰强的改变来确证.从ZnO 纳米结构薄膜上得到的探针分子的谱图进行观察,分子信号是以化学吸附的方式增强的.最近,我们研究半导体量子点的SERS活性,得到了CdS,ZnS和Pb3O4纳米粒子上吸附分子的SERS信号[3~5].提供了半导体作为光、电和生物等功能材料的表面和界面信息,同时也为SERS的研究开拓了新的领域.1 实验部分1.1 试剂与仪器 ZnO、活性碳粉均为A.R.级,金溶胶按照经典的Frens方法合成[6],溶胶粒子约为20nm.4 巯基吡啶固体购于美国A ldrich Che m ical Co..石英基片经过Piranha溶液处理.扫描电镜在JSM 6700F场发射扫描电镜上测定.拉曼光谱在R enisha w1000mode l型共聚焦光谱仪上测定,采用氩离子激光器514 5nm激发线.实验使用的CVD管式炉由我们小组独自研发搭建而成,结构见Sche m e1.1.2 实验过程 (1)ZnO纳米结构薄膜的制备:将等量的ZnO固体粉末和活性炭粉末(1~8g)充分混合、研磨,置于CVD管式炉中央作为挥发源.在挥发源后(载气的下游)不同温度区间放置表面分散金纳米粒子的石英片作为沉积产物的基片(将2~3滴10-4m o l/L的金溶胶滴在2.5c m 2.5c m的石英片上自然晾干).实验时控制管式炉内气压小于0.02标准大气压.载气为氩气(或混入少量氧气),流速为400~600scc m.将挥发源处加热到700~850,观察载气下游的基片上膜的沉积情况,适当时间停止加热,保持载气和压力,降温到室温,收集产品.(2)探针分子的吸附:将得到的沉积片浸泡收稿日期:2006 11 23.基金项目:国家自然科学基金(批准号:20473029,20573041)、教育部长江学者和创新团队发展计划(批准号:I RT0422)、教育部优秀人才支持计划和教育部引知计划(批准号:B06009)资助.联系人简介:赵冰(1964年出生),男,博士,教授,博士生导师,从事纳米材料和分子光谱学研究.E m ai:l z h aob@m ai.l jl .c nSch e m e 1 Sch e m atic d iagra m of th e experi m ental apparatu s for the grow th of oxi d es nanostru cturesby the solid vapour phase process在10-3m o l/L 的4 巯基吡啶水溶液中10m i n ,取出,水洗后晾干,用于SERS 测量.2 结果与讨论2.1 沉积膜的电镜分析图1为所合成的ZnO 纳米线薄膜的SE M 照片.由图1可见,纳米线根部较粗,向上渐细至针尖状,平均截面直径为100nm,长十几微米.F i g .1 SE M i m age s of large sca le m orphol ogy of z i n c oxi d e nano w ires(A )and h igh magn ificati on view(B)图2给出了表面粗糙ZnO 纳米立方体的SE M 照片.由图2可以看出,这种膜结晶不充分,存在大量的缺陷态.形成这种结构的主要原因是气相沉积体系温度梯度大,原子气氛可能经历了骤冷过程,凝华速度快,结晶不充分.Fig .2 SEM i mages of l arge sca l e morpho l ogy of su rface rough z i nc ox i de nanocub es(A )and h igh m agn ificati on view(B)Fig .3 SEM i m ages of l arge scale morphology of z i nc ox i de nanorods(A)and high m agn if i cation view(B )在较少量的挥发源存在和较高的温度区间内,由于原子气氛稀薄,并且在凝结和气化过程中同时存在,缓慢动力学过程可以保证充分的结晶,得到形貌良好、c 轴择优生长的ZnO 纳米柱.图3给出了769 N o .4 阮伟东等:化学气相沉积法制备Zn O 纳米结构薄膜及其SERS 活性研究这种条件下得到的纳米柱膜的SE M 照片.2.2 ZnO 纳米结构薄膜的SERS 活性 SERS 是一种具有广泛应用前景的分析检测手段,SERS 活性基F ig .4 SER S s p ectra of 4 m ercaptopyr i d i n e ad sorbed on Z nO nanocrystal aggregates (a ),Z nO n ano w ires(b )and nor m al Ra m an spectra of bu lk 4 M py po wd er(c )底制备和开发是SERS 研究的重要领域之一[7,8].图4是以所制备的ZnO 纳米结构薄膜为基底,用4巯基吡啶作为探针分子得到的SERS 谱图(图4谱线a 和b )和4 巯基吡啶固体粉末的拉曼光谱(图4谱线c ).谱图的指认可以参考文献[4].吸附后探针分子的1106c m -1峰比其固体粉末的拉曼谱峰显著地增强.它对应于C !S 键伸缩振动耦合的环呼吸模式(X sensiti v e),说明了4 巯基吡啶是以S 原子吸附的.因此,化学增强机理应该是这种增强的合理解释.应该指出,实验中虽然使用了金溶胶滴膜来催化ZnO 的沉积,但是这种滴膜在我们的实验条件下不能得到探针分子的SERS 信号.另外,ZnO 沉积膜厚度是几十微米,金溶胶不能露在表面,所以它对ZnO 纳米结构薄膜的SERS 活性研究的影响可以忽略.图4谱线a 是在表面粗糙的ZnO 纳米立方体上得到的SERS 信号,它在1022c m-1处的信号强度要比在ZnO 纳米线上得到的信号强度(图4谱线b )高一倍.但是1592c m -1附近的峰强几乎一致.在图3所示的结构中没有得到SERS 信号.这种由不同结构导致的不同的增强能力的原因还不清楚,这里仅给出了实验结果.初步推断可能是由于不同的纳米结构中存在不同的缺陷态,化学吸附情况和电荷转移能力不同所致.参考文献[1] W ang Z .L ..J .Phys .C ondens .M atter[J ],2004,16:829!858[2] W en H.,H e T .J .,Xu C.,et al ..M olecu lar Phys i cs [J],1996,88:281!290[3] W ang Y .F .,Sun Z .H.,H u H.L.,et a l ..J .Ra m an Sp ectros c .[J],2007,38(1):34!38[4] W ang Y .F .,Sun Z .H.,W ang Y .X .,e t al ..Spectroch i m i ca Act a ,Part A[J],2006,do:i 10.1016/.j s aa .2006.06.008[5] W ang Yun x i n ,W ang Yan fe,i Gao Y e ,e t al ..Che m.Res .C hinese Un i versiti es[J],2006,22(3):388!389[6] Fren s G..Nature[J],1973,241:20!22[7] G U Ren Ao(顾仁敖),SHEN X i ao Y i ng(沈晓英),LI U Guo Kun(刘国坤),et a l ..Che m.J .Ch i neseUn ivers iti es(高等学校化学学报)[J],2005,26(8):1537!1540[8] CU I Yan(崔颜),GU Ren Ao(顾仁敖).Che m.J .Ch i neseU n i vers ities(高等学校化学学报)[J],2005,26(11):2090!2092Preparati on of Z i nc Oxi de Nanostructure Thi n Fil m s via Che m icalVapour D eposition and Its S ERS A ctivity R esearchRUAN W ei Dong ,WANG Chun Xu ,JI Nan,XU W e i Q ing ,Z HAO B i n g *(K e y Lab for Sup ramo lecular S t ruct ure and M a terials of M inistry of Education ,J ilin Un i vers it y,Changchun 130012,China)Abst ract Z i n c ox ide nanostruct u re th i n fil m s w ere prepared on quartz slides via che m ical vapour deposition (CVD).Various nanostr uctures such as nanorod ,nano w ires and surface rough nanocubes ,could be obtained under carefully tuning experi m ental cond itions .The surface enhanced Ra m an scatteri n g (SERS)character o f t h ese fil m s w as i n vesti g ated by using 4 m ercaptopyridine(4 M PY)as the prob i n g mo lecule .K eywords Che m ical vapour deposition ;Surface enhanced Ra m an scatteri n g ;Zi n c ox ide(Ed .:S ,I)770高等学校化学学报 V o.l 28。

化学气相沉积法制备氧化锌纳米结构的研究进展

化学气相沉积法制备氧化锌纳米结构的研究进展
宋欢欢;王轩;宋礼;陈露;张永平
【期刊名称】《材料化学前沿》
【年(卷),期】2015(003)002
【摘要】纳米结构氧化锌作为一种新型的半导体材料,在光电和压电器件方面具有广阔的应用前景。

本文针对化学气相沉积的工艺方法,评述了不同的氧化锌纳米结构的相关制备方法,结构形貌及其独特性能,力求详细地概述氧化锌纳米结构研究的最新进展。

针对氧化锌纳米结构的研究现状以及存在问题,展望了未来ZnO纳米材料的研究趋势。

【总页数】21页(P24-44)
【作者】宋欢欢;王轩;宋礼;陈露;张永平
【作者单位】[1]西南大学材料与能源学部,重庆;;[1]西南大学材料与能源学部,重庆;;[1]西南大学材料与能源学部,重庆;;[1]西南大学材料与能源学部,重庆;;[1]西南大学材料与能源学部,重庆
【正文语种】中文
【中图分类】TB3
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1.化学气相沉积法制备氮化硼纳米管的研究进展:反应装置、气源材料、催化剂 [J], 龙晓阳;俄松峰;李朝威;李涛涛;吴隽;姚亚刚
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4.化学气相沉积法制备核/壳结构Co/C纳米颗粒的结构与热稳定性 [J], 宋春蕊;喻博闻;邝代涛;梁冰冰;侯丽珍;马松山;王世良
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化学气相沉积技术的应用案例及研究进展

化学气相沉积技术的应用案例及研究进展化学气相沉积技术是一种重要的薄膜制备技术，在微电子、光学、生物医学等领域得到了广泛应用。

本文将介绍化学气相沉积技术的基本原理和分类、应用案例及研究进展。

一、基本原理和分类化学气相沉积技术是利用半导体材料与某种气体在高温和高压下进行反应，以获得所需要的材料的薄膜制备技术。

其基本原理在于，将一定比例的气体通过反应釜，使气体在高温和高压的环境下发生化学反应，从而在衬底表面生成所需的薄膜。

化学气相沉积技术分为很多类别，其中流化床反应器CVD方法被广泛应用于半导体材料的制备，主要包括热CVD、LF-CVD、LPCVD、MOCVD等。

其中，热CVD是一种最基本的气相沉积技术，是利用热反应产生活性原子或分子的方法，通常工作在高温高压下，可以沉积纯金属和化合物。

MOCVD在半导体材料生长和光电子器件制备中得到了广泛应用。

二、应用案例化学气相沉积技术广泛应用于微电子、光电、生物医学等领域。

以下将举几个应用案例。

1、微电子化学气相沉积技术在微电子领域的应用主要包括硅片外延生长、电子器件制备、光电子器件制备等方面。

例如，在金属有机化学气相沉积中，能够沉积出高质量的锡酸锶薄膜，这种薄膜可用于蓝色光发射体中，具有很好的光学性能。

2、光电领域光电材料的制备是化学气相沉积技术的另一个重要领域。

氧化锌是一种常用的光电材料，其薄膜可以通过MOCVD等方法沉积。

利用氧化锌薄膜可以制备太阳能电池、光电探测器、柔性显示器等光学器件。

3、生物医学领域化学气相沉积技术在生物医学领域的应用主要包括生物传感器、医学诊断、药物释放等方面。

例如，利用化学气相沉积技术制备铜纳米粒子，可以制作用于疾病治疗的药物纳米粒子。

三、研究进展随着化学气相沉积技术的不断发展和改进，其应用范围也在逐步扩大。

当前，一些研究者正在探索该技术在新领域中的应用，如：利用化学气相沉积制备2D材料、能源领域新材料、减少废弃物等。

同时，在化学气相沉积技术的研究方面也存在诸多挑战：如如何实现快速、低成本、高质量的薄膜制备、如何进行材料的设计和优化等。

浅析纳米氧化锌的制备及应用现状

质中，与基料没有结合力，易造成界面缺陷，导致材料的性能下降。
故表面改性在纳米氧化锌的应用过程中起着至关重要的作用。表面改性是
指采用物理、化学、机械等方法，来处理纳米颗粒表面有目的地改变纳米颗粒表面的物理化学性质，以满足其不同应用领域的需求。[1]
2. 纳米氧化锌的制备方法概述
制备纳米氧化锌主要有三种方法：纳米微粒。
有效的方法。
直接沉淀法所得到的产品粒径分
优点：对环境和人的毒害很小；反
布比较窄、分散性也很好，所以工业应先驱体易得，成本低，制品晶粒结
化被大为看好。
晶完好、无团聚、分散性好。[1]
优点：设备要求低、工艺主要是通过制备两种微
缺点：后处理时，除去沉淀剂阴离乳液：含盐离子乳液和含沉淀剂乳液，
在不同的条件下，氧化锌晶体呈现出三种类型：纤锌矿结构、岩盐型结构和闪锌矿结构。在常温常压条件下，六方纤锌矿结构形式的氧化锌晶体的热力学最为稳定，故研究该结构对于调控该晶体生长具有重要意义。
纤锌矿结构的氧化锌晶体模型示意图
中国粉体工业 2018 No.5 11
纳米氧化锌的高表面能，使其处于热力学非稳定状态，极易聚集成团，从而会影响颗粒的应用效果；表面亲水疏油，呈强极性，难于均匀分散在有机介
1. 纳米氧化锌概述
纳米氧化锌作为一种新型多功能无机材料，粒子尺寸介于 1 ～ 100nm，由于其比表面积大，表面活性较大，故呈现出表面效应、体积效应、量子隧道效应等特性。纳米氧化锌热稳定性和化学稳定性较好，具有无毒、非迁移性、低
介质常数、高透光率、光催化性能、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线的能力等特点，使其作为半导体、压电材料、催化材料、紫外屏蔽等材料，在陶瓷、纺织、化妆品、电子、建材、环境等行业中得到广泛的应用与研究。[1]

ZnO纳米线及其器件研究进展

ZnO 纳米线及其器件研究进展谌小斑,贺英,张文飞(上海大学材料科学与工程学院高分子材料系,上海 201800)摘要:介绍了氧化锌(ZnO)纳米线(NW)的性质,总结了ZnO NW 的气相法、液相法、模板生长法、自组装法等制备原理和方法,详细阐述了ZnO NW 基光电、压敏和气敏等纳米器件的研究现状,如在发光二极管、太阳能电池、紫外激光器、纳米发电机、气敏传感器的应用现状。

分析了目前ZnO NW 器件实用化进程中难以解决的p 型掺杂等方面的问题及其在荧光探针、稀磁半导体材料和自旋电子器件等方面的研究和应用趋势,指出今后的研究及发展方向主要将集中在ZnO 缺陷形成及作用机理的研究,ZnO NW 荧光探针的制备及其在生物医学上的应用,不同结构的ZnO 超晶格和多量子阱的制备及其在自旋电子器件中的应用。

关键词:氧化锌纳米线;纳米器件;光电器件;压敏器件;气敏器件中图分类号:TN 304.21;T N 303 文献标识码:A 文章编号:1671-4776(2008)10-0590-07Progress in ZnO Nanowire and NanodeviceChen Xiao ban,H e Ying,Zhang Wenfei(D ep ar tment of Poly mer M ater ial,S chool of M ater ial S cience andEngineer ing,S hang hai Univ er sity ,Shanghai 201800,China)Abstract:T he pro perties of ZnO nanow ir e (NW )are intr oduced,and the principles and methods of preparing ZnO nanow ires are review ed,including v apor method,liquid method,template grow th m ethod,self -assemble method and so on.The statues of optoelectronic devices,pr es -sur e -sensitiv e devices and g as -sensitive devices based ZnO N W are described in detail,such as light -emitting dio de (LED),solar cell,ultr av io let laser,nano generator and gas senso r.The difficulties resolved in practical application of ZnO NW devices,such as doped p -type ZnO,are analyzed.T he tendencies of fluo rescent pro be,diluted m ag netic sem iconductor mater ials and quantum spin devices based ZnO NW are forecasted.It is indicated that the follow ing researches w ill be focused on the defect fo rmation and function m echanism of ZnO,preparation and application of ZnO NW fluorescent probe,research of ZnO NW superlattice and quantum w ell w ith differ ent str uctures and its applicatio ns in quantum spin devices.Key words:znic ox ide nanow ire (ZnO NW);nanodevice;optoelectro nic device;pressur e -sens-i tive device;g as -sensitive dev ice EEACC :2560;2520E0 引言氧化锌是一种新型的Ò-Ö族直接带隙半导体材料,室温下禁带宽度为3.37eV,发射波长和GaN 一样处于紫外波段。

ZnO纳米结构制备及其器件研究_冯怡

第4卷第3期2009年3月157ZnO纳米结构制备及其器件研究冯怡，袁忠勇（南开大学新催化材料科学研究所，天津 300017）摘要：综述了氧化锌纳米材料制备技术和器件应用的研究进展，着重介绍了氧化锌的气相和液相合成方法，并讨论了一些重要的生长条件控制因素，同时总结了纳米氧化锌作为一种新型功能材料在场效应晶体管、肖特基二极管、紫外光探测器、气敏传感器、纳米发电机等领域的应用及发展前景。

关键词：氧化锌；纳米结构；纳米器件中图分类号：O175.29文献标识码：A 文章编号：1673－7180(2009)03－0157－13Zinc Oxide nanostructures: fabrications and applicationsFENG Yi，YUAN Zhongyong(Institute of New Catalytic Materials Science, Nankai Unviersity, Tianjin 300071，China) Abstract: This paper reviews the current studies of ZnO nanostructures, fabrication, and novel device applications.It generalizes multiple ZnO nanostructures that have been synthesized in strategies of liquid phase and vapor phase, as well as some important reaction parameters which could control ZnO growth are also emphatically introduced. Due to the unique material, Zinc Oxide also exhibits a range of remarkable potential applications in fuctional devices such as Field-Effect-Transistor, Schottky diode, UV-optical detector, Gas sensor and Nanogenerator, which have profound impacts in future development.Key words: ZnO；nanostructure；nanodevice0引言ZnO是一种重要的II-IV族直接带隙宽禁带半导体材料。

研究化学气相沉积法制备纳米金属氧化物材料

研究化学气相沉积法制备纳米金属氧化物材料气相沉积法是指利用化学反应在气体相中使金属和非金属元素沉积在固体衬底上形成化合物或混合物制备材料的一种方法。

由于其简单、高效和可控性强等优点，气相沉积法应用广泛，在研究和制备纳米金属氧化物材料方面也有很好的效果。

一、气相沉积法的分类气相沉积法可以分为化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）和分子束外延（MBE）等几种不同的技术。

其中，CVD是一种化学反应通过气体相转化成固体相的沉积过程，通过制备不同的反应气体来实现沉积，因此使用广泛。

PVD是一种利用物理方法来制备材料的沉积过程，采用的技术有磁控溅射、电子束蒸发等方式。

MBE是指在低压下将分子束瞄准到衬底上，从而形成薄膜或多层薄膜的一种技术，主要用于制备半导体和超导体材料。

二、CVD制备纳米金属氧化物材料CVD制备纳米金属氧化物材料是一种高效的方法，因为该法可以得到非常均匀的薄膜，而且只需用较低的压力就可以完成沉积过程。

CVD制备纳米金属氧化物材料是利用气相反应来形成薄膜的一种方法。

反应气体中的引发剂在高温下分解为化学物质，而金属原子则会从引发剂分解产生出的气态中被携带并继续反应，从而最终在衬底表面形成纳米金属氧化物薄膜。

该方法的主要优势在于可以合成高质量、均匀分布的纳米材料，且可以控制纳米颗粒的大小和形状。

三、制备过程中的参量控制在进行CVD制备纳米金属氧化物材料的过程中，需要控制的一些基本参数如下：1. 反应温度：温度是影响反应性的主要因素之一。

通常反应的温度越高，会促进反应的进行，并且可以得到更大尺寸的纳米粒子。

2. 反应压力：压力可以有效提高反应速率，并控制纳米材料的大小和形状。

通常情况下，压力越高，可以得到更小、更均匀、更高度晶化的纳米颗粒。

3. 气相注入速率：气体注入速率可以控制反应的速率和纳米粒子的分布。

4. 反应气体浓度：反应气体的浓度可以控制材料的化学成分和纳米颗粒的大小。

总之，CVD制备纳米金属氧化物材料是一种高效、可控、均匀的方法，具有广泛的应用前景。

氧化锌纳米棒研究进展汇总

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。

纳米氧化锌的制备及其研究进展_杨秀培

第24卷　第3期西华师范大学学报(自然科学版)2003年9月　Vol.24　No.3Journal of China West Normal University(Natural Sciences)Sep.2003文章编号:1001-8220(2003)03-0347-05纳米氧化锌的制备及其研究进展杨秀培(西华师范大学化学系,四川南充637002)摘　要:纳米氧化锌具有许多特殊的性能,本文介绍了纳米氧化锌在各方面的应用状况;综述了国内外纳米氧化锌的制备方法及研究进展;讨论了目前纳米氧化锌制备中存在的问题.关键词:纳米粒子;氧化锌;制备;研究进展中图分类号:TQ132 文献标识码:B1　前　言氧化锌作为一种新型无机化工材料,在橡胶、染料、油墨、涂料、玻璃、压电陶瓷、光电子及日用化工等领域都有着广泛的应用.纳米氧化锌(粒子直径在1-100nm)是近年来已发现的一种高新技术材料,由于其粒子的尺寸小,比表面积大,因而它具有明显的表面与界面效应、量子尺寸效应、体积效应和宏观量子遂道效应以及高透明度、高分散性等特点,使其在化学、光学、生物和电学等方面表现出许多独特优异的物理和化学性能.与普通ZnO相比,具有优良的光活性、电活性、烧结活性和催化活性,如无毒和非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力.这一新的物质状态,赋予了ZnO这一古老产品在众多领域表现出巨大的应用前景[1-9].如制造气体传感器、荧光体、紫外线屏蔽材料、变阻器、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、磁性材料、高效催化剂等.利用ZnO的电阻变化,可制成气体报警器、吸湿离子传导温度计;利用纳米ZnO的紫外屏蔽能力,可制成紫外线过滤器、化妆品(如防晒霜);以ZnO为主体,配以Bi2O3,Pb6O11,BaO等粉末材料烧结成型,可得变阻器;利用ZnO半导体光敏理论,纳米ZnO可作高效光催化剂,用于降解废水中有机污染物,净化环境等.氧化锌的传统制备方法从原理上讲分为3类:即直接法(亦称美国法)、间接法(亦称法国法)和湿化学法.直接法以氧化锌矿为原料,还原其中的锌为气相锌,再通过空气氧化并加以整形而得到产品,此法生产成本低,但能耗大,易引入低熔点杂质,产品质量不高;间接法以锌锭为原料,锌蒸气通过氧化得到ZnO,此法产品质量好,但能耗大,成本高;湿化学法可用各种含锌物料为原料,采用酸浸、氨浸、碱浸或加压浸出锌,然后沉淀锌,最后焙烧分解获得氧化锌.而纳米氧化锌的制备从方式上讲有物理法、气相法和化学法,当前出售的超细纳米氧化锌产品都生产自气相法和湿化学法,因此对这两种工艺的研究比较多,是近20年来超细和纳米氧化锌产品应用和开发的主要活跃点[10,11].2　纳米氧化锌的制备方法2.1　物理法物理法包括机械粉碎法和深度塑性变形法.机械粉碎法是采用特殊的机械粉碎、电火花爆炸等技术,将普通级别的氧化锌粉碎至超细.张伟[12]等人研究了利用立式振动磨制备纳米粉体的过程和技术,得到了α-Al2O3,ZnO,MgSiO3等超微粉,最细粒度可达到0.1μm.工艺简单,但能耗大,产品纯度低,粒度分布不均匀,磨介的尺寸和进料的细度影响粉碎性能.该法得不到1-100nm的纳米粉体;深度塑性变形法是原材料在准静压作用下发生严重塑性形变,使材料的尺寸细化到纳米量级.该法制得的氧化锌粉体纯度高、粒度可控,但对生产设备要求高.收稿日期:2002-10-14作者简介:杨秀培(1970-),男,四川广元人,西华师范大学化学系讲师,硕士,主要从事仪器分析、纳米材料的制备及表征等方面的研究.2.2　气相法2.2.1　化学气相氧化法Mitarai[13]以O 2为氧源,锌粉为原料,在高温下(823-1300K ),以N 2作载气,发生以下氧化还原反应: 2Zn +O 2823-1300K2ZnOYoko Suyama 在1123-1343K 的范围内把锌蒸气气相氧化获得了纳米ZnO ,TE M 观察表明,所得粉体为球状和类四角锥体两种形状.此法制得的纳米氧化锌,粒径在10-20nm .该法原料易得,产品粒度细,单分散性好.但反应往往不完全,从而导致产品纯度降低.2.2.2　激光诱导化学气相沉积法(LIC VD )[14]EI -shall M .S .等利用反应气体分子对特定波长激光束的吸收,引起气体分子激光分解、热解、光敏化和激光诱导化学合成反应,在一定反应条件下合成纳米粒子.纳米ZnO 是以惰性气体为载气,以锌盐为原料,用CWC O 2激光器为热源加热反应原料,使之与氧发生反应生成的.LIC VD 法具有能量转换效率高,粒子大小均一,且不团聚,粒径大小可准确控制等优点.但成本高,产率低,难以实现工业化生产.2.2.3　气相冷凝法[15]该法通过真空蒸发、加热、高频感应等方法将氧化锌物料气化或形成等离子体,再经气相骤冷、成核,控制晶体长大,制备纳米粉体.该法反应速度快,制得的产品纯度高、结晶组织好.但对技术设备要求较高.2.2.4　喷雾热解法赵新宇等[16]利用喷雾热解技术,以二水合醋酸锌为前驱体合成ZnO 纳米粒子.二水合醋酸锌水溶液经雾化为气溶胶微液滴,液滴在反应器中经蒸发、干燥、热解、烧结等过程得到产物粒子,粒子由袋式过滤器收集,尾气经检测净化后排空.Liu Tianquan 用醋酰锌的甲醇溶液超声喷雾热解得到了约100nm 的ZnO 粒子,研究表明,随着溶液的浓度增大,得到的粉体越细.该法产物纯度高,粒度和组成均匀,过程简单连续,颇具工业化潜力.2.3　化学法2.3.1　溶胶-凝胶法以金属醇盐Zn (OR )2为原料,在有机介质中进行水解、缩聚反应,使溶液经溶胶化过程得到凝胶,凝胶经干燥、煅烧成粉体的方法[17-18].此法的优点是产物颗粒均匀、纯度高,反应过程易控制,但成本昂贵是它的唯一缺点.其化学反应为:水解反应Zn (OR )2+2H 2O R OHZn (OH )2+2R OH 缩聚反应Zn (OH )2ZnO +H 2O 2.3.2　醇盐水解法利用金属醇盐在水中快速发生水解,形成氢氧化物沉淀,沉淀经水洗、干燥、煅烧而得到纳米粉体[19].该法反应中易形成不均匀成核,且原料成本高,其突出的优点是反应条件温和,操作简单.例如:以Zn (OC 2H 5)2为原料,发生以下反应:Zn (OC 2H 5)2+2H 2O Zn (OH )2↑+2C 2H 5OH Zn (OH )2ZnO +H 2O2.3.3　直接沉淀法直接沉淀法是制备纳米氧化锌广泛采用的一种方法.其原理是在包含一种或多种离子的可溶性盐溶液中加入沉淀剂后,于一定条件下生成沉淀从溶液中析出,将阴离子除去,沉淀经热分解制得纳米氧化锌.选用不同的沉淀剂,可得到不同的沉淀产物.就资料报道来看,常见的沉淀剂为氨水、碳酸铵和草酸铵等,其反应机理为:(1)以NH 3O ·H 2O 作沉淀剂Zn 2++2NH 3·H 2O Zn (OH )2↑+2NH +4Zn (OH )2ZnO +H 2O ←(2)以碳酸氢铵作沉淀剂Zn 2(OH )2CO 3↑+2NH +4348 西华师范大学学报(自然科学版) 2003年Zn 2(OH )2CO 3637～1073K2ZnO +C O 2←+H 2O(3)以草酸铵作沉淀剂Zn 2++(NH 4)2C 2O 4+2H 2O ZnC 2O 4·2H 2O ↑+2NH +4ZnC 2O 4·2H 2O 513KZnC 2O 4(s )+H 2OZnC 2O 4637～823KZnO (s )+CO 2←+CO ←晋传贵、张金辉等[20,21]分别以ZnSO 4·7H 2O 和Na OH ,Na 2CO 3为原料,利用此法合成了10-35nm 的ZnO 粉体;刘建本[22]等以此法,通过加入表面活性剂制得的前驱体,经200℃热分解得到了平均粒径约为5.7nm的ZnO 粉体.直接沉淀法操作简便易行,对设备、技术要求不高,不易引入杂质,产品纯度高,有良好的化学计量性,成本较低.该法的缺点是洗涤溶液中的阴离子较困难,得到的粉体粒径分布较宽,分散性较差、有部分团聚现象.李东升等将超声辐射引入纳米ZnO 的制备,采用超声直接沉淀法获得了平均粒径约10nm ,且分散性好,外貌为球形的ZnO 纳米粉体.2.3.4　均匀沉淀法此法是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢地、均匀地放出来.加入的沉淀剂不立刻与被沉淀组分发生反应,而是通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中缓慢地析出.与直接沉淀法相比,由于沉淀剂在整个溶液中均匀的释放出来,从而使沉淀在整个溶液中缓慢均匀地析出.利用均匀沉淀法在不饱和溶液中均匀地得到沉淀的方法通常有两种即:(1)在溶液中进行包含氢离子变化的缓慢的化学反应,逐渐提高溶液的pH 值,使溶解度下降而析出沉淀;(2)借助形成或放出沉淀离子的反应提高沉淀离子的浓度.在均匀沉淀过程中,由于构晶离子的过饱和度在整个溶液中比较均匀所以沉淀物的颗粒均匀而致密,便于洗涤过滤,制得的产品粒度小、分布窄、团聚少.只是阴离子的洗涤较繁杂,这是沉淀法普遍存在的问题.目前,常用的均匀沉淀剂有六次甲基四胺和尿素,以尿素作沉淀剂,发生以下反应:分解反应C O (NH 2)2+3H 2O CO 2←+2NH 3·H 2O 沉淀反应Zn 2++2NH 3·H 2O Zn (OH )2↑+2NH +4热处理Zn (OH )2ZnO +H 2O刘超峰等[23]利用尿素作沉淀剂采用均匀沉淀法,在450℃下热处理,制得了15-80nm 分散性好的纳米ZnO 粒子.2.3.5　固相配位化学法以草酸盐和醋酸盐等为原料,在室温下利用固相配位化学反应首先制得可在较低温度分解的固相金属配合物前驱体,如:二水合草酸锌、碳酸锌,然后经热分解、净化制得纳米氧化锌.沈茹娟等[24]以醋酸锌和8-羟基喹啉为原料,室温下以固相法合成的8-羟基喹啉合锌,经400℃热分解得到了平均粒径约为10nm 的ZnO 粉体;张永康等[25]以ZnSO 4·7H 2O 和Na 2CO 3为原料用此法合成的ZnO 粉体粒径为6.0-12.7nm ;俞建群等[26]利用此法也得到了平均粒径为20nm 的ZnO 粉体.与液相合成法相比,该法原料成本低、合成温度低、工艺流程短,不需溶剂,产率高,反应条件易掌握.2.3.6　有机液相合成法主要采用在有机溶剂中能够稳定存在的金属有机化合物和某些无机物为反应原料,在适当的反应条件下生成纳米材料[27].该法的显著优点是克服了某些反应物在水溶液中不能稳定存在的缺点,可以在许多介质中制备纳米材料,反应产物可以通过精馏或结晶达到很高纯度.有机液相合成法的缺点是反应时间过长,产物须进行后处理才能得到结晶较好的纳米颗粒.2.3.7　水热合成法水热法是利用水热反应制备粉体的一种方法[28-29].水热反应是高温高压下在水溶液或蒸气等流体中进行有关的化学反应.主要有:水热氧化、水热沉淀、水热合成、水热还原、水热分解、水热结晶等类型.水热法为各种前驱物的反应和结晶提供了一个在常压条件下无法得到的、特殊的物理和化学环境.粉体的形成经历了溶解、结晶过程,相对于其他制备方法具有晶粒发育完整、粒度小、分布均匀、颗粒团聚较轻、可使用较为便宜的原料、易得到合适的化学计量物和晶形等优点.近年来,发展的新技术主要有:(1)微波水热法;(2)超临界水热合成;(3)反应电极埋弧(RESA )法,此法是水热法中制备纳米粒子的最新技术.　第24卷第3期杨秀培:纳米氧化锌的制备及其研究进展3493　纳米氧化锌的研究现状目前,国内外就纳米氧化锌的研究报道很多[30-36].日本、美国、德国、韩国等都做了很多工作.德国拜耳公司(Ba yer Co .,Ltd .)首先向市场提供纳米氧化锌产品,之后又出现比利时的产品,而目前的主要供货厂家却来自日本和美国,其中日本处于领先地位.国内纳米氧化锌的研究起步较晚.但近年来由于工业和技术的进步,以及国内专家的高度重视,“863”计划和“攀登”计划等的列入,促使纳米氧化锌的较快发展.国内纳米氧化锌的研究报道源于20世纪90年代初,现已有中试报道.表1,表2分别列出了国内外对纳米氧化锌的研究状况.表1　国外纳米ZnO 研制概况Table 1　The foreign research general situation of nano -ZnO国别研究单位原　料制备方法粒径(n m )报道时间(年)日本Techol .Univ .锌的乙酰络合物气相合成法126-1361983Mitsubishi Corp .锌盐水溶液锌盐水溶液20-501992ToHoKu Univ .Zn (NO 3)2喷雾热解法10-1001992Nicco Aen Corp .Zn ,O 2CVD 法10-201988美国Techol lnst .锌的醇盐水解法401986PCT Inst .Appl .卤氧化锌热分解法1001993Cammon wealth Univ .锌盐LICVD 10-201994德国Inst .Werkstoffwiss Univ .乙酸锌溶胶凝胶法1001992韩国Harcros Corp .Zn (NO 3)2均匀沉淀法50-601997表2　国内纳米ZnO 研制概况Table 2　The domestic r esearch general situation of nano -ZnO研究单位原　料制备方法粒径(n m )　报道时间(年)武汉工业大学碳铵,锌盐直接沉淀法501995上海技术师范学院氯化锌,草酸铵直接沉淀法20-401991武汉大学锌盐CWCO 2激光诱导1001994郑州轻工学院硫酸锌,尿素均匀沉淀法1201993西北大学化工系硝酸锌,尿素均匀沉淀法8-601995新疆大学草酸锌低温固相合成201999华东冶金学院硫酸锌,氢氧化钠直接沉淀法10-201999吉首大学硫酸锌,碳酸钠室温固相合成6.0-12.72000中国科学院化工冶金研究所碱式碳酸锌高频ICP5019984　结束语综上所述,随着高科技的迅速发展和对合成新材料的迫切需要,纳米氧化锌的开发研究必将日益受到人们的高度重视.虽然,目前对纳米氧化锌的研究已取得不少成果,新的制备工艺不断提出并得到应用,但仍存在一些关键技术问题需进一步研究解决.(1)对合成纳米氧化锌的过程机理缺乏深入的研究,对控制微粒的形状、分布、粒度、性能及团聚体的控制与分散等技术的研究还很不够.(2)工艺的稳定性、质量可重复性的控制及纳米粉体的保存、运输技术问题.(3)现有的制备技术还不成熟,对工艺条件的研究还不够,已取得的成果大都停留在实验室和小规模生产阶段,对生产规模扩大时将涉及的问题,目前研究的很少.(4)对纳米氧化锌的合成装置缺乏工程研究,能够进行工业化生产的设备有待进一步研究和改进.(5)深入对纳米氧化锌材料的性能测试和表征手段急需改进.350 西华师范大学学报(自然科学版) 2003年参考文献:[1]REED 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have many specific microscopic properties .This paper has introduced the application situations in many aspects ,summarized the preparation and scientific development of nanocr ystalline zinc ox -ide ,and in the end discussed the problems in preparation techniques .Keywords :nano -particle ;zinc oxide ;pr eparation ;scientific development　第24卷第3期杨秀培:纳米氧化锌的制备及其研究进展351。

《ZnO纳米线阵列的可控制备及气敏性研究》范文

《ZnO纳米线阵列的可控制备及气敏性研究》篇一一、引言随着纳米科技的快速发展，纳米材料因其独特的物理和化学性质在众多领域展现出巨大的应用潜力。

其中，氧化锌（ZnO）纳米线因其高比表面积、优异的电子传输性能和良好的化学稳定性，在传感器、光电器件、能源存储等领域得到了广泛的研究。

本文将重点探讨ZnO纳米线阵列的可控制备方法，以及其气敏性质的研究进展。

二、ZnO纳米线阵列的可控制备2.1 制备方法ZnO纳米线阵列的制备方法主要有化学气相沉积法、水热法、溶胶-凝胶法等。

本文采用化学气相沉积法（CVD）进行ZnO纳米线阵列的制备。

该方法通过在衬底上加热ZnO源材料，使其在高温下与气相中的氧气发生反应，生成ZnO纳米线。

2.2 制备过程控制在CVD法中，制备过程控制对ZnO纳米线阵列的形态和性能具有重要影响。

通过控制反应温度、源材料浓度、气体流量等参数，可以实现对ZnO纳米线直径、长度、密度等方面的控制。

此外，还需考虑实验环境中的杂质和污染对纳米线性能的影响。

2.3 制备结果分析通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等手段，对制备的ZnO纳米线阵列进行形貌和结构分析。

SEM可以观察纳米线的表面形态和排列情况，XRD则可以分析纳米线的晶体结构和相纯度。

此外，还需对制备过程中产生的副产物和杂质进行分析，以确保纳米线的纯度和性能。

三、ZnO纳米线阵列的气敏性研究3.1 气敏性原理ZnO纳米线具有较高的比表面积和良好的电子传输性能，使其对气体分子具有较高的敏感度。

当气体分子与ZnO纳米线表面发生相互作用时，会引起纳米线电阻的变化，从而实现对气体的检测。

这种基于电阻变化的气敏性原理在气体传感器中具有广泛的应用。

3.2 气敏性实验为了研究ZnO纳米线阵列的气敏性质，我们进行了系列实验。

首先，将制备好的ZnO纳米线阵列置于不同浓度的目标气体中，观察其电阻变化。

其次，通过改变气体种类和浓度，分析纳米线对不同气体的敏感度和响应速度。

氧化锌纳米线的制备及其应用研究

与纳米材料的低共熔合金液滴，此液滴吸收气相反应物形成晶核Ｊ。液滴中反应物饱和时，米纳线开始生长，系统冷却后，合金液滴固化在纳米线的顶端。实验装置如图１所示。
１ＺＯ纳米线的制备及其生长机制ｎ
（，
白慧萍，卢旭晓，琳，谭杨光明，云慧杨
（云南师范大学化学化工学院，云南昆明６０９）５０２
摘
要：氧化锌纳米线是一种性能优异的新型功能材料，应用前景广阔。综述了氧化锌纳米线的常用制备
方法，如化学气相法、电化学法、溶胶一凝胶法和溶液法，以及近年来新的应用领域和研究前沿。关键词：氧化锌；纳米材料；化学气相沉积法；电材料光
制备ＺＯ纳米线的方法很多，用方法主要ｎ常
有化学法：括化学气相沉积法、液法、包溶电化学
ＡＴ
排气口
法和溶胶一凝胶法；理法：括磁控溅射法和物包
分子束外延附生法等。１１化学气相沉积法（ＶＤ）．Ｃ
中圈分类号：Ｔ３４２Ｎ０．１文献标识码：Ａ文章编号：１００４—２５２００７Ｘ（０７）６—０４００９— ５
ＰｒｐａａｉｎｎｄＡｐｐｌａｉｎｆＺｉｉｅＮａｗｉｅｅｒｔｏａｉｔｏｏｎｃＯｘｄｎｏｒｓｃ
圈１ＣＤ法制备纳米线的装置Ｖ

纳米氧化锌的制备与应用研究

纳米氧化锌的制备与应用研究张荣良;史爱波;金云学【摘要】综述了纳米氧化锌的不同制备方法和各自的优缺点.纳米氧化锌的制备按原料的原始状态可分为:固相法、液相法和气相法.根据制备和合成过程不同,液相法可分为:水热合成法、溶胶-凝胶法、微乳液法和沉淀法等.具体介绍了纳米氧化锌在不同领域中的应用:制抗菌除臭、消毒、抗紫外线产品；用于催化剂和光催化剂；制备气体传感器及压电材料等.提出了纳米氧化锌应用研究中存在的一些问题,同时对未来的应用研究提出一些观点,指出了纳米氧化锌未来的发展方向.%Different preparation methods as well as respective advantages and disadvantages thereof of nanometer zinc oxide were summarized. According to the natural state of raw materials, the methods can be classified solid phase, liquid phase,and gas phase. Based on the difference of preparation and synthesis process, liquid phase method can be classified hyrothermal systhesis method, sol - gel method, microemulsion method, and precipitation method etc.. Applications of nanometer zinc oxide in different fields were introduced in detail, such as antibacterial deodorant, disinfectant and anti - UV products; catalysts and photocatalysts; and gas sensors and piezoelectric materials etc.. Meanwhile, some existing problems and viewpoints about future application research as well as the future development direction of nanometer zinc oxide were pointed out.【期刊名称】《无机盐工业》【年(卷),期】2011(043)010【总页数】4页(P1-4)【关键词】纳米氧化锌;固相法;液相法【作者】张荣良;史爱波;金云学【作者单位】江苏科技大学材料科学与工程学院,江苏镇江212003;江苏科技大学材料科学与工程学院,江苏镇江212003;江苏科技大学材料科学与工程学院,江苏镇江212003【正文语种】中文【中图分类】TQ132.411 纳米氧化锌制备工艺概述1.1 固相法固相法是通过粉碎研磨来使反应物相混合扩散发生化学反应，然后再将反应产物煅烧制得纳米氧化锌。

化学气相沉积技术在纳米材料制备中的应用

化学气相沉积技术在纳米材料制备中的应用随着科技的不断进步和创新，纳米材料的应用越来越广泛。

而化学气相沉积技术（Chemical Vapor Deposition，CVD）作为一种先进的合成技术，能够制备出高品质的纳米材料。

本文将介绍CVD技术的基本原理与发展历程，以及其在纳米材料制备中的应用。

一、CVD技术的原理与发展历程CVD技术是以气体为反应物，在高温下使其发生化学反应，并在合适条件下沉积在基板表面的一种化学合成技术。

CVD技术的基本原理是，在反应气体和吸附分子的作用下，沉积出所需的材料。

CVD技术的发展历程可追溯到20世纪60年代初，当时主要应用于半导体器件和化学利用。

随着CVD技术的不断发展，新型纳米材料的合成也显得越来越重要。

而CVD技术由于其高效性、低成本、温度控制方便等优点，逐渐成为制备纳米材料的主要方法之一。

二、CVD技术在纳米材料制备中的应用1.碳基纳米材料碳基纳米材料是一类最为重要的纳米材料之一。

其具有良好的导电性、导热性、力学性能等特点，在电子元器件、化学传感器、生物医学等领域有着广泛的应用。

而CVD技术制备碳基纳米材料的优点在于，能够制备出高品质、高纯度的碳纤维、碳纳米管等。

2.金属氧化物纳米材料金属氧化物纳米材料是一类鲜有研究的新型纳米材料，具有独特的物理和化学性质。

利用CVD技术可以制备出一系列金属氧化物纳米材料，如二氧化钛、氧化锌、氧化铜等。

这些金属氧化物纳米材料具有广泛的应用前景，例如在太阳能电池、催化剂、光电器件等方面。

3.纳米二维材料二维材料是指厚度仅为一至数个原子的材料，具有较高的比表面积和独特的物理、化学性质。

CVD技术是合成纳米二维材料的重要方法之一，其中以化学气相沉积技术合成的石墨烯最为突出。

通过CVD技术，可以制备出高质量的石墨烯薄膜，为其在生物医学、能源存储和传感应用等领域的研究提供了坚实的基础。

三、总结CVD技术作为一种高效、低成本的化学合成技术，已经被广泛应用于纳米材料的制备中。

纳米结构ZnO的制备及性能研究

纳米结构ZnO的制备及性能研究一、本文概述氧化锌（ZnO）是一种重要的半导体材料，因其独特的物理和化学性质，在纳米科技领域引起了广泛的关注。

纳米结构ZnO的制备及性能研究对于推动材料科学、电子学、光电子学、生物医学等多个领域的发展具有重要意义。

本文旨在深入探讨纳米结构ZnO的制备方法、结构特性、以及其在各种应用场景中的性能表现。

本文将概述纳米结构ZnO的基本性质，包括其晶体结构、能带结构、光学特性等。

随后，我们将详细介绍几种常见的纳米结构ZnO制备方法，包括物理法、化学法以及生物法等，并对比各种方法的优缺点。

在此基础上，我们将重点关注纳米结构ZnO的性能研究，包括其电学性能、光学性能、光催化性能、以及生物相容性等。

我们将通过实验数据和理论分析，全面揭示纳米结构ZnO的性能特点及其在不同应用场景中的潜在应用价值。

本文还将展望纳米结构ZnO的未来发展趋势，探讨其在新能源、环保、生物医学等领域的应用前景。

我们希望通过本文的研究，能够为纳米结构ZnO的制备和性能优化提供有益的参考，推动其在各个领域的实际应用。

二、ZnO纳米结构的制备方法ZnO纳米结构的制备方法多种多样，主要包括物理法、化学法以及生物法等。

这些方法的选择取决于所需的ZnO纳米结构的尺寸、形貌、纯度以及应用的特定要求。

物理法：物理法主要包括真空蒸发、溅射、激光脉冲沉积等。

这些方法通常在高温、高真空环境下进行，能够制备出高质量的ZnO纳米结构。

然而，这些方法通常需要昂贵的设备和复杂的操作过程，限制了其在大规模生产中的应用。

化学法：化学法因其设备简单、操作方便、易于大规模生产等优点，在ZnO纳米结构制备中得到了广泛应用。

其中，溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、水热法和微乳液法等是常用的化学制备方法。

例如，溶胶-凝胶法通过控制溶液中的化学反应，可以制备出具有特定形貌和尺寸的ZnO纳米颗粒。

化学气相沉积法则可以通过调节反应气体的流量、温度和压力等参数，实现ZnO纳米线的可控制备。

纳米氧化锌制备方法研究进展

长出形貌均匀、分散性好、粒径分布集中的 ZnO 纳米晶体 ,而且纯度高、化学性质稳定。
1. 2 均匀沉淀法
均匀沉淀法常用沉淀剂有 :尿素、六亚甲基四胺。均匀沉淀法是利用化学反应使溶液中的构晶离子
由溶液中缓慢均匀地释放出来。从理论上讲 ,均匀沉淀法优于直接沉淀法制备纳米氧化锌。以尿素为例 ,其制备反应如下 [ 10 ] :
下面简要介绍用微乳液法制备纳米氧化锌 (图 1) 。
颜肖慈等 [19 ] ,以醋酸锌晶体、氢氧化钠、十二烷基苯磺酸钠、无水乙醇、甲苯、3次蒸馏水为原料 ,制得
球形纳米氧化锌粒子 ,其粒度分布均匀 ,平均粒径约为 10 nm 左右 ,但此方法制备的纳米氧化锌团聚现象
较为严重。冯洁等 [20 ]以硝酸锌、碳酸钠为原料 ,阴离子表面活性剂为乳化剂 ,有机溶剂为分散剂采用乳化
中国科学院陈建刚等 [ 11 ]用硝酸锌或醋酸锌分别与六亚甲基四胺 ,以等浓度 0. 005 mol/L 配制成两种反应溶液 ,通过化学溶液法在玻璃衬底上生长出长为 5～8μm ,直径为 300～700 nm 的 ZnO 六角形亚微米棒。洪若瑜等 [ 12 ]采用连续微波国徽 ,以硫酸锌和尿素为原料 ,制备了粒径为 8～30 nm 的纳米 ZnO。
( 1) 尿素的水解 : CO (NH2 ) 2 + 3H2 O = 2NH3 H2 O + CO2 。 ( 2) OH - 的生成 : NH3 ·H2 O =NH4+ +OH - 。 ( 3) CO23 - 的生成 : CO (NH2 ) 2 =NH4+ + CO23 - 。 ( 4) 形成中间产物碱式碳酸锌 : 3Zn2 + + CO23 - + 4OH - + H2 O = ZnCO3 ·2Zn (OH ) 2 H2 O。 ( 5) 灼烧得产物纳米氧化锌 : ZnCO3 ·2Zn (OH ) 2 H2O = 3ZnO + 3H2 O + CO2 。其工艺流程如下 : 硝酸锌 ———溶解 ———加压反应 ———分离、洗涤 ———煅烧 ———干燥 ———纳米氧化锌