ZnO纳米线的制备方法及应用

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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。

ZnO纳米材料的制备与应用

1.1 纳米材料概述上世纪70年代纳米颗粒材料问世,80年代中期在实验室合成了纳米块体材料,80年代中期以后,成为材料科学和凝聚态物理研究的前沿热点。

纳米材料研究的内涵不断的扩大,从最初的纳米颗粒(纳米晶、纳米相、纳米非晶等以及由它们组成的薄膜与块体,到纳米丝、纳米管、微孔和介孔材料(包括凝胶和气凝胶[1]。

纳米微粒的粒径一般在1~100nm,具有粒子尺寸小、比表面积大、表面原子数多、表面能和表面张力随粒径的下降急剧增大等特点,其组成的材料具有量子尺寸效应、表面效应、体积效应和宏观量子隧道效应,不同寻常的电学、磁学、光学和化学活性等特性,已在化工、制药、微电子、环境、能源、材料、军事、医学等领域展示了广泛的应用前景[2]。

1.2 氧化锌(ZnO概述氧化锌(ZnO是一种新型无机化工材料,它既是性能优良的压电、热电和铁电材料,同时也是一种新型的宽禁带半导体材料,被广泛应用于橡胶、染料、油墨、涂料、玻璃、压电陶瓷、气体传感器、图像记录材料、光电子及日用化工等领域,特别是纳米ZnO用于毛织物的后整理,使织物具有抗菌除臭、消毒、抗紫外线的功能,国内外在纳米ZnO制备和应用领域的研究正在不断的加强和深化。

目前己经制备出了多种不同形貌的ZnO一维纳米材料,并在激光、场发射、光波导、非线性光学等领域上有了新的用途[3]。

1.2. 1纳米ZnO的性质纳米氧化锌为白色粉末,其粒子尺寸小,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。

室温下,ZnO禁带宽度约为3.37eV,是一种新型的宽禁带直接带隙化合物半导体材料。

其激子束缚能高达60meV,在室温下不会全部分解,这意味着ZnO光致发光和受激辐射具有较低的闭值,因而更易在室温下实现高效受激发射。

ZnO被认为是一种更合适的用于室温或更高温度下的紫外光发射材料。

ZnO纳米材料的制备方法及应用

ＺｎＯ纳米棒，结果表明当银和含量为３％时，光催化的效果最好。
收稿日期：２０１３ — １１－０３
基金项目：吉林农业大学校内科研启动基金（２０１２３８）
作者简介：李雪（１９７９－），女，吉林长春人，硕士研究生，主要从事纳米半导体材料特性研究。
小晶粒。
可以分为直流磁控溅射法和射频磁控溅射法。磁控溅射
的基本原理是利用Ａｒ气和０气混合气体中的等离子成膜速率高
物理
方
磁控溅射法体，在电场和交变磁场的作用下被加速的高能粒子轰击粘附性好靶材表面，能量交换后靶材表面的原子脱离原晶格而逸
容如表ｌ。
２ＺｎＯ纳米材料的应用
２．１光催化剂
随着工业和经济的发展，全球环境污染日益严重，光催化法降解有机污染物是目前解决这一问题最有效
的途径。与ＴｉＯ：相比，ＺｎＯ是直接带隙半导体，其电子跃迁几率远高于ＴｉＯ：，因此有着更高的量子效率，ＺｎＯ中存在较多氧空位，能够加速电子一空穴对的分离，因此有更高的降解效率，ＺｎＯ的光不稳定性问题可以通过控制结构生长得到有效解决，这对于ＺｎＯ做为光催化剂的研究具有很强的现实意义。ＮａｚａｒＥｌａｍｉｎ等人¨ 制备ＺｎＯ纳米材料光催化剂，１１０分钟后，甲基橙几乎全部降解。ＪｉａＺｈｉ — ｇａｎｇ等人。。制备了负载银的

纳米zno的制备与应用

纳米zno的制备与应用
一、制备方法
1、水溶法：水溶法是制备纳米ZnO的简便方法，可采用连续（水-硝
酸甲酯）、隔离（亚硝酸乙酯或酒精-硝酸甲酯）分步法，在反应液中
向锌溶液添加过量浓硝酸，使溶液pH降低到≤2。

在搅拌条件下使锌溶
液和硝酸发生反应，形成纳米锌硝酸。

在增加浓乙醇或水的添加下硝
酸制备出不同的形貌的纳米ZnO粒子。

2、氧化还原反应：可以将氧化锌与还原剂进行氧化还原反应，从而在
一定pH范围内制备出纳米ZnO粒子，氧化还原反应过程可以由X射
线衍射、扫描电镜等表征分析仪表进行表征。

3、溶液浸渍法：它是把染料溶液，碱金属氢氧化物和无机酸比较平衡
地溶液等介质前加入Zn(II)离子，制备出具有不同形貌的纳米ZnO粒子，此法做法简便。

4、共沉淀法：将酸性和碱性的底物混合，随后向其中加入Zn(II)离子，在碱性底物的碳酸钙、硅酸钙的存在下，再缓缓加入氢氧化钾溶液，ZnO的纳米颗粒会在pH范围内沉淀到底物表面，即可得到纳米ZnO
粒子。

二、应用：
1、电子器件：ZnO纳米粒子具有较高的非线性折射率，此特性使其成
为数码电子器件中的主要组件。

纳米ZnO多晶硅材料具有优异的机械
强度和电磁介质性，因此其在可靠性和耐热性方面特别有利。

2、光学元件：纳米ZnO具有上至真空处的高反射率和强的抗紫外线能
力，因此应用于需要高反射和抗UV的光学元件。

3、量子点：纳米ZnO也被用于制造量子点，量子点具有非常独特的物理特性和电子特性，使其成为生物技术与材料学研究中重要的技术工具。

《ZnO纳米线阵列的可控制备及气敏性研究》

《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不断进步，ZnO纳米材料因其独特的物理和化学性质在许多领域都表现出广泛的应用前景。

其中，ZnO纳米线阵列以其优异的电学、光学和气敏性能，在传感器、光电器件等领域具有重要应用价值。

本文将重点探讨ZnO纳米线阵列的可控制备技术及其气敏性能的研究进展。

二、ZnO纳米线阵列的可控制备1. 制备方法ZnO纳米线阵列的制备方法主要包括化学气相沉积法、溶胶-凝胶法、水热法等。

其中，化学气相沉积法因其制备过程简单、可控制备条件等优点，成为目前较为常用的制备方法。

2. 制备过程在化学气相沉积法中，首先将锌源（如氧化锌粉）置于反应炉中，然后在一定温度下进行热解。

通过调节温度、气氛等参数，使锌源在基底上形成ZnO纳米线阵列。

此外，还可以通过掺杂其他元素来改善ZnO纳米线阵列的性能。

3. 可控制备技术可控制备技术是实现ZnO纳米线阵列性能优化的关键。

通过调整反应条件、掺杂元素等手段，可以实现对ZnO纳米线阵列的尺寸、形貌、结晶度等性能的精确控制。

此外，还可以通过优化制备工艺，提高ZnO纳米线阵列的产率和纯度。

三、气敏性能研究1. 气敏性能测试方法气敏性能测试是评估ZnO纳米线阵列性能的重要手段。

通过测量ZnO纳米线阵列在不同气体浓度下的电阻变化，可以评估其气敏性能。

常用的测试方法包括静态测试和动态测试。

2. 气敏性能影响因素ZnO纳米线阵列的气敏性能受多种因素影响，包括材料本身的性质（如尺寸、形貌、结晶度等）、制备工艺以及测试条件等。

通过优化这些因素，可以提高ZnO纳米线阵列的气敏性能。

3. 气敏性能应用ZnO纳米线阵列在气体传感器领域具有广泛应用。

由于其高灵敏度、快速响应和低功耗等优点，ZnO纳米线阵列可应用于检测有毒气体、可燃气体以及环境监测等领域。

此外，还可以通过掺杂其他元素或与其他材料复合，进一步提高其气敏性能。

四、结论与展望本文对ZnO纳米线阵列的可控制备及气敏性能进行了研究。

zno纳米线

ZnO纳米线的研究进展摘要：ZnO纳米线是很重要的准一维纳米材料。

本文主要介绍ZnO纳米线的合成、结构分析、特性和应用。

首先，本文讨论了纳米线合成步骤的设计以及分别通过气相和化学生长方法合成纳米线。

其次，本文描述了ZnO纳米线独特的光电性能和气敏特性。

最后，本文对一些使用纳米线制作的新器件和应用进行了跟踪报道，如超灵敏的化学生物纳米传感器，染料太阳能电池，发光二极管，纳米激光器等。

1. 引言在纳米技术领域，最引人注目并且最具代表性的一维纳米结构主要有三种：碳纳米管、硅纳米线和ZnO纳米线/纳米带。

ZnO作为一种优良的纳米材料，已经引起人们很大的兴趣。

ZnO作为一种重要的半导体材料，在光学、光电子学、能源、生物科技等方面有广泛的应用（图1）[1]。

它所展现出的丰富的纳米结构形态，是其它材料无法比拟的。

图1 ZnO特性和应用的概要[1]2. ZnO的晶体结构通常情况下，ZnO具备纤锌矿结构，其晶胞为六角形，空间群为C6mc，晶格常数为a = 0.3296nm，c = 0.52065nm。

O2-和Zn2+构成正四面体单元，整个结构缺乏中心对称。

ZnO的结构可以简单描述为：由O2-和Zn2+构成的正四面体组成的大量交互平面，沿c轴叠加形成的，如图2所示[2]。

图2 ZnO的纤锌矿结构[2]3. ZnO纳米线的合成氧化物纳米结构的合成主要通过高温下的物理气相生长途径和低温下的化学途径。

3.1 VLS生长纳米线可以应用于制作激光器、发光二极管及场效应晶体管。

ZnO纳米线生长需要用到基底和晶体颗粒。

大规模优良的垂直ZnO纳米线阵列最早生长在（1120）晶面取向的蓝宝石基底上，其中用Au纳米颗粒做催化剂[3]。

不像通常的VLS过程，纳米线阵列的生长需要适当的生长速率，因为催化剂需要是熔融态，并且构成合金，从而一步步凝结，最后在蓝宝石表面上完成外延生长。

因此，需要相对较低的生长温度来减小气体浓度。

把ZnO和石墨粉末混合在一起，也就是碳热蒸发，可以把气化温度从1300℃降低到900℃。

《ZnO纳米线阵列的可控制备及气敏性研究》

《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，ZnO纳米材料因其独特的物理和化学性质，在传感器、光电器件、生物医药等多个领域具有广泛应用。

其中，ZnO纳米线阵列作为一种典型的纳米结构，其可控制备与性能研究成为了当前研究的热点。

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方面的应用研究。

二、ZnO纳米线阵列的可控制备1. 制备方法ZnO纳米线阵列的制备方法主要包括化学气相沉积法、水热法、溶胶-凝胶法等。

其中，化学气相沉积法因其制备过程简单、成本低廉、易于大规模生产等优点，成为了一种常用的制备方法。

在化学气相沉积法中，首先需要制备ZnO的前驱体溶液，然后将基底置于反应室中，通过加热、催化等手段使前驱体溶液在基底上生长成为ZnO纳米线阵列。

此外，通过调节反应参数如温度、压力、气氛等，可以实现ZnO纳米线阵列的形貌和尺寸的可控制备。

2. 可控制备技术为了实现ZnO纳米线阵列的可控制备，需要掌握一系列的制备技术。

首先，要选择合适的基底材料和前驱体溶液，以确保ZnO纳米线的生长质量和均匀性。

其次，要控制反应参数，如温度、压力、气氛等，以实现ZnO纳米线阵列的形貌和尺寸的可控。

此外，还需要对制备过程进行优化，如通过添加催化剂、调节反应时间等手段，进一步提高ZnO纳米线阵列的制备质量和效率。

三、气敏性研究1. 气敏性原理ZnO纳米线阵列具有优异的气敏性能，其原理主要与其表面吸附氧和目标气体分子的相互作用有关。

当目标气体分子与吸附在ZnO表面的氧发生反应时，会导致ZnO的电阻发生变化，从而实现对目标气体的检测。

此外，ZnO纳米线阵列的高比表面积和良好的电子传输性能也有助于提高其气敏性能。

2. 气敏性应用ZnO纳米线阵列在气敏性方面具有广泛的应用前景。

例如，可以用于检测空气中的有害气体如甲醛、苯等；也可以用于检测可燃气体如甲烷、氢气等；此外，还可以用于生物传感器的制备，如检测生物分子的浓度和活性等。

《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中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、良好的电子传输性能和优异的化学稳定性，在传感器、光电器件、生物医学等领域有着广泛的应用。

本文将重点研究ZnO纳米线阵列的可控制备技术及其在气敏性方面的应用。

二、ZnO纳米线阵列的可控制备1. 材料选择与制备方法ZnO纳米线阵列的制备主要采用化学气相沉积法。

首先，选择适当的锌源和氧源，如锌粉和氧气，然后通过高温反应生成ZnO纳米线。

通过控制反应温度、压力、反应时间等参数，可实现ZnO纳米线阵列的可控制备。

2. 制备过程中的关键因素在制备ZnO纳米线阵列的过程中，关键因素包括反应温度、反应时间和反应物的浓度。

反应温度过高或过低都会影响ZnO纳米线的生长质量和产率。

反应时间过短可能导致纳米线生长不完整，而过长则可能导致纳米线过粗，影响其性能。

反应物的浓度则直接影响到纳米线的密度和尺寸。

三、气敏性研究1. 气敏性原理ZnO纳米线具有优异的气敏性能，能够对外界气体浓度进行快速响应。

当气体分子吸附在ZnO纳米线表面时，会引起其电阻发生变化，从而实现对气体浓度的检测。

2. 实验设计与实施为了研究ZnO纳米线阵列的气敏性能，我们设计了不同浓度的气体实验。

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，然后测量其电阻变化。

通过对比不同浓度气体下的电阻变化情况，评估ZnO纳米线阵列的气敏性能。

3. 结果与讨论实验结果表明，ZnO纳米线阵列对不同气体具有不同的响应特性。

在低浓度下，其对某些气体的响应更为敏感。

此外，通过改变反应条件，可以调整ZnO纳米线的尺寸和密度，从而优化其气敏性能。

同时，我们还发现ZnO纳米线阵列的气敏性能与其表面缺陷密切相关，适当增加表面缺陷可以提高其气敏性能。

四、结论与展望本文研究了ZnO纳米线阵列的可控制备及气敏性能。

ZnO纳米线纳米片及其应用

[1]Liu et al.,J. Phys. Chem. C 2010, 114, 19835–19839 [2]Cheng et al.,Appl. Phys. Lett. 99, 203105 (2011) [3]Fu et al.,Appl. Phys. Lett. 100, 223114 (2012)
1.n型ZnO与p型GaN型LED 常见的p-n结的组成结构是n-型ZnO纳米线垂直生长在以p型GaN为缓冲层的蓝宝石衬底上如下图[3]。
[1]Ozgur et al., J. Appl. Phys. 98, 041301(2005) [2]A. Tsukazaki et al.,Nat. Mater. 2005 , 4 , 42 [3]W. I. Park and G. C. Yi, Ad. Mater. 2004,16, No.1
后来，研究者们研究了利用不同染料[1][2]，或制备不同长度的ZnO纳米线（最长33μm）
[3]，以及利用在上Fe或Pt微米棒上生长ZnO NW阵列并置于柔性衬底上[4]的ZnO NW基
DSSC。
利用N3，红汞，罗明丹做染料得到的DSSC性能参数如下：
染料
Jsc(mA cm–2) Voc(V)
η（%）
n型ZnO与p型GaN型LED主要性能参数
正向导通电压：不同制备方法得到的ZnO纳米线由于与各种缺陷以及与GaN的界面缺陷等，使得正向导通电压各不同。n型ZnO与p型GaN型LED正向导通电压一般在2.5V[1]~3V[2]之间。
EL发光光谱： ZnO-GaN LED发光光谱主要由ZnO带边发光光谱及p-GaN掺杂发光光谱组成。不同的研究者利用不同的方法得到ZnO-GaN LED发光光谱不同，例如： Park et al.[3]利用MOCVD法制备的ZnO-GaN LED有两个发光峰，分别位于450 and 560 nm处。 Jeong et al.[4]同样利用MOCVD法制备的ZnO-GaN LED的发光峰在386nm处。而利用CVD法: Fu et al.[5]制备的ZnO-GaN LED的发光峰在405nm处； Zhang et al.[6]的到发光峰在440nm处，并且随着偏压的增大，发光峰从440nm处移到 400nm处。

纳米ZnO的制备

纳米ZnO的制备、表征及应用摘要:本文比较和综述了纳米ZnO的各种制备方法，并对纳米ZnO的广泛应用进行了分析和阐述。

使用热重分析、扫描电镜分析（SEM）、透射电镜分析（TEM）、粒度分析、X射线衍射仪(XRD)、对所制得纳米ZnO的成分、晶型和形貌进行了表征, 并举例说明了纳米ZnO的一些实际应用。

关键词：ZnO 制备表征应用纳米ZnO是一种新型的多功能的精细无机材料，出于其颗粒尺寸细小，比表面积较大，所以具有普通ZnO所无法比拟的特殊性能，如表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。

同时纳米ZnO也是一种自激活的半导体材料，室温下禁带宽度为3.27eV，激子束缚能为60meV，这就使得纳米ZnO材料从理论上具备了从紫外光至可见光稳定的发射本领。

因此，纳米ZnO材料在光电转换、光催化及气体传感器等领域有着广阔的应用前景。

1 纳米ZnO的结构与性质氧化锌晶体有三种结构：六边纤锌矿结构、立方闪锌矿结构，以及比较罕见的氯化钠式八面体结构。

纤锌矿结构在三者中稳定性最高，因而最常见。

立方闪锌矿结构可由逐渐在表面生成氧化锌的方式获得。

在两种晶体中，每个锌或氧原子都与相邻原子组成以其为中心的正四面体结构。

八面体结构则只曾在100亿帕斯卡的高压条件下被观察到。

纤锌矿结构、闪锌矿结构有中心对称性，但都没有轴对称性。

晶体的对称性质使得纤锌矿结构具有压电效应和焦热点效应，闪锌矿结构具有压电效应。

纤锌矿结构的点群为6mm（国际符号表示），空间群是P63mc。

晶格常量中，a = 3.25 埃，c = 5.2 埃；c/a比率约为1.60，接近1.633的理想六边形比例。

在半导体材料中，锌、氧多以离子键结合，是其压电性高的原因之一。

由于纳米材料晶粒极小，表面积特大，在晶粒表面无序排列的原子分数远远大于晶态材料表面原子所占的百分数，导致了纳米材料具有传统固体所不具备的许多特殊。

基本性质，如体积效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电限域效应等，从而使纳米材料具有微波吸收性能、高表面活性、强氧化性、超顺磁性及吸收光谱表现明显的蓝移或红移现象等。

ZnO纳米材料的制备与应用

1.1 纳M材料概述上世纪70年代纳M颗粒材料问世,80年代中期在实验室合成了纳M块体材料,80年代中期以后,成为材料科学和凝聚态物理研究地前沿热点.纳M材料研究地内涵不断地扩大,从最初地纳M颗粒<纳M 晶、纳M相、纳M非晶等）以及由它们组成地薄膜与块体,到纳M 丝、纳M管、微孔和介孔材料<包括凝胶和气凝胶）[1].纳M微粒地粒径一般在 1～100nm,具有粒子尺寸小、比表面积大、表面原子数多、表面能和表面张力随粒径地下降急剧增大等特点,其组成地材料具有量子尺寸效应、表面效应、体积效应和宏观量子隧道效应,不同寻常地电学、磁学、光学和化学活性等特性,已在化工、制药、微电子、环境、能源、材料、军事、医学等领域展示了广泛地应用前景[2].b5E2RGbCAP1.2氧化锌<ZnO）概述氧化锌<ZnO）是一种新型无机化工材料,它既是性能优良地压电、热电和铁电材料,同时也是一种新型地宽禁带半导体材料,被广泛应用于橡胶、染料、油墨、涂料、玻璃、压电陶瓷、气体传感器、图像记录材料、光电子及日用化工等领域,特别是纳MZnO用于毛织物地后整理,使织物具有抗菌除臭、消毒、抗紫外线地功能,国内外在纳MZnO制备和应用领域地研究正在不断地加强和深化.目前己经制备出了多种不同形貌地ZnO一维纳M材料,并在激光、场发射、光波导、非线性光学等领域上有了新地用途[3].p1EanqFDPw1.2. 1纳MZnO地性质纳M氧化锌为白色粉末,其粒子尺寸小,比表面积大,因而它具有明显地表面与界面效应、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地物理和化学性能.室温下,ZnO禁带宽度约为3.37eV,是一种新型地宽禁带直接带隙化合物半导体材料.其激子束缚能高达60meV,在室温下不会全部分解,这意味着ZnO光致发光和受激辐射具有较低地闭值,因而更易在室温下实现高效受激发射.ZnO被认为是一种更合适地用于室温或更高温度下地紫外光发射材料.纳MZnO作为优异地半导体氧化物材料,在光电、化学方面表现出其他材料无可比拟地优越性能,主要是显著地量子限域效应和强烈地紫外吸收、低闽值高效光电特性、紫外激光发射以及压电、光催化及载流子传输等方面性质.此外,ZnO材料还具有高地熔点和热稳定性、制备简单、高机械强度和较低地电子诱生缺陷等优点,是一种来源广泛、成本低、毒性小,具有生物相容性地天然材料[4].DXDiTa9E3d1.2.2ZnO材料制备方法纳MZnO地制备方法很多,按照制备地环境是气体还是液体,一般可以分为固相法、气相法和液相法.固相法也称为固相化学反应法,是近几年来刚发展起来地一种价廉而又简易地全新地方法.它是把金属氧化物或其盐按照配方充分混合,研磨后进行煅烧,最终得到金属氧化物地超微粒子.它主要包括热分解法、固相反应法和机械粉碎法等.所谓气相法主要是指在制备地过程中,源物质是气相或者通过一定地过程转化为气相,随后通过一定地机理形成所需纳M材料地方法.因此根据其源物质转化为气相地途径不同气相法主要包括化学气相氧化法、激光诱导化学气相沉积法<LICVD）、气相冷凝法、喷雾热解法、金属有机化学气相沉积<MOCVD）等.根据传递能量地方式或者载体不同,液相法可分为溶剂热法、水热法、化学反应自组装法、微乳液法、模板法、有机物辅助热液法等.其中气相法是现今制备ZnO 一维纳M材料地主要方法.随着科技地发展,目前己经有一些方法不属于上述两种方法,比如像光刻现在也可以制备纳M材料.下面详细介绍几种主要地制备方法、形成机理及其进展.RTCrpUDGiT<1）固相法[5]固相法是将两种物质分别研磨、混合后,再充分研磨得到前驱物,最后经加热分解得纳M颗粒.这种方法地优点是简便易行,适应面广.但由于生成地例子容易结团,必须经常依赖机械粉碎,而且配料不是很准确,难免出现组成不均匀地现象.5PCzVD7HxA<2）气相法①化学气相氧化法Mitarai[6]以O2 为氧源,锌粉为原料,在高温下<823-1300K）,以N2作载气,发生以下氧化还原反应：jLBHrnAILg2Zn+O2→2ZnOYokoSuyama 在1123~1343K地范围内把锌蒸气气相氧化获得了纳MZnO,透射电镜观察表明,所得粉体为球状和类四角锥体两种形状.此法制得地纳M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.xHAQX74J0X②激光诱导化学气相沉积法<LICVD）[7]EI-shallM.S.等利用反应气体分子对特定波长激光束地吸收,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M粒子.纳MZnO是以惰性气体为载气,以锌盐为原料,用 CWCO2激光器为热源加热反应原料,使之与氧发生反应生成地LICVD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.LDAYtRyKfE③气相冷凝法[8]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M粉体.该法反应速度快,制得地产品纯度高、结晶组织好.但对技术设备要求较高.Zzz6ZB2Ltk④喷雾热解法赵新宇等[9]利用喷雾热解技术,以二水合醋酸锌为前驱体合成ZnO纳M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.dvzfvkwMI1⑤金属有机物化学气相沉积<MOCVD）[10]MOCVD技术是生长化合物半导体最常用地技术.用MOCVD技术生长一维ZnO纳M结构,一个比较重要地优点是可以实现材料地阵列化.选择合适地催化剂和衬底,以及合适地流量和气压,可以让纳M材料垂直衬底生长.比如控制催化剂在衬底上地大小和分布,可以实现ZnO地阵列化,及有序可控生长,为以后纳M器件地开发和应用打下基础.rqyn14ZNXI<3）液相法①水热和溶剂热法[10]水热法地原理是将反应物和水在高压釜中加热到高温高压,在水热地条件下加速离子反应和促进水解反应,使一些在常温常压下反应速度很慢地热力学反应,在水热条件下可实现反应快速化.无机晶体材料地溶剂热合成研究是近二十年发展起来地,主要是指在非水有机溶剂热条件下地合成,用于区别水热合成,非水溶剂同时也起到传递压力,媒介和矿化剂地作用.非水溶剂代替水,不仅扩大了水热技术地应用范围,而且能够实现通常条件下无法实现地反应.水热及溶剂热合成与固相合成地差别主要在于反应机理上,固相反应地机理主要以界面扩散为其特点,而水热与溶剂热反应主要以液相反应为其特点.在溶剂热地条件下,由于ZnO地稳定相是六方相,加上极性生长,较易得到ZnO地一维纳M材料.EmxvxOtOco②化学反应自组装法[10]自组装法通常是在特定溶剂中及合适地溶液条件下,由原子、分子形成确定组分地原子团、超分子、分子集合体、纳M颗粒以及其他尺度地粒子基元,然后再经过组装成为具有纳M结构地介观材料和器件.自组装体系一般包括人工纳M结构组装体系,纳M结构自组装体系和分子自组装体系.人工自组装纳M结构由于仪器所限,目前还处于探索阶段.而纳M结构地自组装体系主要通过弱地和较小方向性地非共价键,如氢键、范德华力和弱地离子键协同作用把原子、离子或者分子连接在一起构筑成一个纳M结构.SixE2yXPq5③微乳液法微乳液是利用两种互不相溶地溶剂在表面活性剂地作用下形成均匀地乳液,从乳液中析出固体从而制备出一定粒径地纳M粉体.它通常是由表面活性剂、助表面活性剂,通常为醇类、油相和水相按照适当地比例组成地各向同性、热力学稳定、低粘度、外观透明或半透明、粒径在纳M级地水包油或油包水地分散体系.6ewMyirQFL 用于制备纳M结构地反相微乳液体系一般由油连续相、水核及表面活性剂与助表面活性剂组成地界面三相构成.水核被表面活性剂与助表面活性剂组成地单分子层界面所包围,形成单一均匀地纳M级空间,所以可以看作一个“微型反应器”.由于微乳液是热力学稳定体系,在一定条件下具有保持稳定尺寸、自组装和自复制地能力,因此微乳液给人们提供了制备均匀尺寸纳M微粒地理想微环境.其中,新组织是相当重要地步骤[2].反相微乳液由于液滴直径小、分散性好,可控地粒径分布和形状,同时实验装置简单、操作容易等优点,所以这种方法被广泛地应用于制备多种无极功能纳M材料.kavU42VRUs④模板法[11]所谓模板合成就是将具有纳M结构、价廉易得、形状容易控制地物质作为模子,通过物理或化学地方法将相关材料沉积到模板地孔中或表面,而后移去模板,得到具有模板规范形貌与尺寸地纳M材料地过程.模板法与湿化学法<沉淀法、水热合成法等）、气相化学法、溶胶-凝胶法、分子束外延、射线照射法等相比具有诸多优点,主要表现在：<Ⅰ）多数模板不仅可以方便地合成,而且其性质可在广泛范围内精确调控；<Ⅱ）合成过程相对简单,很多方法适合批量生产；<Ⅲ）可同时解决纳M材料地尺寸与形状控制及分散稳定性问题；<Ⅳ）特别适合一维纳M材料,如纳M线、纳M管和纳M带地合成.因此模板合成是公认地合成纳M材料及纳M阵列地最理想方法.利用模板方法可以制备金属、半导体、碳、聚合物和其它材料组成地纳M管和纳M线,它们可以是单组分材料,也可以是复合材料,或在管内甚至可包裹生物材料.由于模板法在材料合成方面具有特别地优势,因此,模板技术在光学材料、磁性材料、光电材料、生物材料方面具有广阔地应用前景.y6v3ALoS891.2.3ZnO纳M材料地应用ZnO作为一种新型地半导体材料,对它地研究已取得了较大地进展,范围已涵盖了ZnO体单晶、薄膜、量子点、量子线以及ZnO传感器、表面声波器件及发光管等器件地研究和制作.特别是近几年,纳MZnO以其独特地优点取得了令人瞩目地进展.目前国际上已制备出各种形状地ZnO纳M材料,除了纳M线外,ZnO纳M带、纳M棒、纳M列阵、纳M弹簧、纳M环已经合成出来,并有广泛地应用前景.在ZnO中掺杂Mg、Co等元素可以实现带隙调节,有望开发出紫外、绿光,特别是蓝光等多种发光器件,之后随着具有铁磁性半导体<比如Mn掺杂InAs和GaAs）地发现,稀磁半导体,吸引了众多研究者地目光,这是因为传统半导体是不具磁性地,而稀磁半导体可以在不改变传统半导体其他性质地情况下引入磁性,具有优异地磁、磁光、磁电性能,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具有重要应用,已成为当今材料研究领域中地热点[4].M2ub6vSTnP<1）陶瓷工业陶瓷材料是材料地三大支柱之一,传统陶瓷材料地应用有较大地限制,随着纳M技术地广泛应用,纳M陶瓷随之产生.纳M陶瓷被誉为“万能材料”或“面向21世纪地新材料”.所谓纳M陶瓷,是指显微结构中地物相具有纳M级尺度地陶瓷材料.加之ZnO地陶瓷制品具有抗菌除臭和分解有机物地自洁作用,且降低了陶瓷地烧成温度,覆盖力强,使陶瓷制品光亮如镜.经过纳M氧化锌抗菌处理过地产品可制浴缸、地板砖、墙壁、卫生间及桌石.0YujCfmUCw<2）橡胶工业橡胶工业是氧化锌消费地大户.高速耐磨地橡胶制品,如飞机轮胎、高级轿车用地轮胎等就是使用ZnO做填充料,它能使橡胶制品抗摩擦着火,使用寿命长,难以老化.目前,普通氧化锌已逐渐被活性ZnO取代.eUts8ZQVRd<3）纺织工业和日日化工业纳M氧化锌无毒、无味,对皮肤无刺激性,不分解,不变质,热稳定性好,本身为白色.且纳M氧化锌在阳光或紫外线照射下,在水和空气<氧气）中,能自行分解出自由移动地带负电地电子,同时留下带正电地空穴.这种空穴可以激活空气中地氧变为活性氧,有极强地化学活性,能与大多数有机物发生氧化反应<包括细菌在内地有机物）,从而把大多数病菌和病毒杀死.纳M氧化锌吸收紫外线地能力强,对UVA<长波320～400nm）和UVB<中波280～320 nm）均有屏蔽作用.鉴于以上特点,在纺织工业中可用于制造长期卧床病人和医院地消臭敷料、绷带、尿布、睡衣、窗帘及厕所用纺织品等；在日化工业中用于防晒剂和抗菌剂.sQsAEJkW5T<4）玻璃工业纳MZnO对紫外线吸收率可达95%以上,却可透过大于或等于85%地可见光.因此,可以用于汽车玻璃和建筑用玻璃,这种含纳MZnO地玻璃在屏蔽紫外线地同时,还可以杀菌,从而也是自洁玻璃.GMsIasNXkA<5）催化剂与光催化剂由于气体通过纳M材料地扩散速率为通过其他材料地上千倍,因此纳M颗粒是极好地催化剂.纳MZnO由于尺寸小、比表面积大、表面地键态与颗粒内部地不同、表面原子配位不全等,导致表面地活性位置增多,形成了凸凹不平地原子台阶,加大了反应接触面.因此,纳M催化剂地催化活性和选择性远远大于传统催化剂.纳M氧化锌还是一种很好地光催化剂.氧化锌作为光催化剂可以使水中地有害有机物质如有机氯化物、农药、界面活性剂、色素等分解,而且与普通粒子相比,几乎不引起光地散射,且有大地比表面积和宽地能带,因此被认为是极具应用前景地光催化剂之一.TIrRGchYzg<6）电子工业纳MZnO是在低压电子射线下唯一可发荧光地物质,光色为蓝色和红色.添加了ZnO、TiO2、MnO2等地陶瓷微粉,经烧结可制成具有高介常数,表面微平滑地片状体,用于制造陶瓷电容器.按制备条件不同,纳MZnO可获得光导电性、半导体和导电性等不同性质.利用这种变异,可用作图像记录材料,还可以利用其光导电性质用于电子摄影；利用半导体性质可作放电击穿记录纸；利用导电性质作电热记录纸等.其优点是无三废公害,画面质量好,可高速记录,能吸附色素进行彩色复印,酸蚀后有亲水性,可用于胶片印刷等.雷达波吸收材料<简称吸波材料）系指能有效地吸收入射雷达波并使其入射衰减地一类功能材料.利用等离子共振频移随颗粒尺寸变化地性质,可以改变颗粒尺寸,控制吸收边地位移,制造具有一定频宽地微波吸收纳M材料,用于电磁波屏蔽、隐形飞机等.吸波材料地研究在国防上具有重大地意义,这“隐身材料”地发展和利用,是提高武器系统生存和突防能力地有效手段.纳M粉末是一种非常有前途地新型军用雷达波吸收剂.纳M氧化锌等金属氧化物由于质量轻、厚度薄、吸波能力强等优点,而成为吸波材料研究地热点之一.7EqZcWLZNX<7）涂料工业借助于传统地涂层技术,添加纳M材料,可进一步提高涂料防护能力,实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等.纳M氧化锌可以明显地提高涂料地耐老化性能,可作为涂料地抗老化添加剂[12].lzq7IGf02E1.2.4 ZnO纳M材料地研究现状及发展2004年美国佐治亚理工学院王中林教授领导地研究小组首次得到了有压电效应地半导体纳M环结构.2006年又利用ZnO纳M线成功研制处世界上最小地纳M发电机.Bhattacharya[13]等通过激光脉冲沉寂地方法制备出了宽带隙地MgxZn1-xO合金薄膜.朋兴平等[14]采用射频反应溅射法在硅衬底上制备了不同Cu掺杂量地ZnO多晶薄膜,并对样品地结构和PL谱进行了测试,研究发现掺杂量和溅射功率都对ZnO薄膜发光特性有影响.何秋星等[15]采用双微乳液混合法制备纳MZnO粉体,确定了制备纳MZnO粉末较理想地工艺条件.周富荣等[16]以CTAB/正辛醇/煤油/氨水反胶束微乳体系,采用双微乳液混合法制备了纳MZnO,并得出纳MZnO为球形六方晶体.zvpgeqJ1hk随着高科技地迅速发展和对合成新材料地迫切需要,纳M氧化锌地开发研究必将日益受到人们地高度重视.虽然,目前对纳M氧化锌地研究已取得不少成果,新地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：NrpoJac3v1<1）对合成纳M氧化锌地过程机理缺乏深入地研究,对控制微粒地形状、分布、粒度、性能及团聚体地控制与分散等技术地研究还很不够.1nowfTG4KI<2）工艺地稳定性、质量可重复性地控制及纳M粉体地保存、运输技术问题.<3）现有地制备技术还不成熟,对工艺条件地研究还不够,已取得地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地问题,目前研究地很少.fjnFLDa5Zo<4）对纳M氧化锌地合成装置缺乏工程研究,能够进行工业化生产地设备有待进一步研究和改进.<5）深入对纳M氧化锌材料地性能测试和表征手段急需改进[4].。

ZnO纳米线的制备

第22卷第4期大学物理实验Vol.22No.42009年12月出版PHYSICAL EXPERIMENT OF COLLE GE Dec.2009收稿日期:2009-10-15文章编号:1007-2934(2009)04-0026-04ZnO 纳米线的制备李倩(沈阳理工大学,沈阳 110168)摘要:利用磁控溅射技术在Si 衬底上沉积的锌膜进行热氧化后,得到一维ZnO 纳米线。

关键词:磁控溅射;纳米线;热氧化;退火中图分类号:O4-33 文献标识码:A1 ZnO 纳米线及其制备1.1 ZnO 纳米线ZnO 纳米线是近年来发现的一种新型无机功能材料,由于其在催化、光电、磁性、敏感等方面具有许多特殊性能和新用途,已成为众多领域研究的热点。

氧化锌(ZnO)为一族宽带隙半导体,点阵常数a =0.3250nm,c =0.5206nm,室温下禁带宽度Eg =3.37eV,图1 ZnO 的纤锌矿结构模型为极性晶体,其中天然Zn0为n 型半导体,有六方相和立方两种晶型,常温下的稳定相是六角纤锌矿结构,图1纤锌矿结构的ZnO 结构模型,具有四面体对称,表1列出ZnO 的一些基本参数;同时ZnO 的生长温度较低,化学性质稳定,具有高的激子(在半导体中,当光将一个电子从价带激发到导带后,导带中的电子与价带中留下的带正电的空穴由库仑静电相互作用,形成一个类氢原子的束缚态,被称为激子)束缚能(~60meV),这些本征的优点使其在紫外光电子方面有巨大的应用价值。

表1 ZnO的基本参数(ZnO)参量数值结构纤锌矿晶格常量a=0.325nm,c=0.520nm禁带宽度(RT) 3.37eV激子束缚能60meV密度 5.642g/cm2熔点1975∀莫氏硬度 4.5热导率 1.16#0.08W/(cm∃K)1.7#0.09W/(c m∃K)本征载流子浓度 1.7%10-17c m-3(RT)迁移率(n型)196cm2/(V∃S)抗辐射能2M e V电阻率1012 ∃c m1.2 ZnO纳米线的制备制备ZnO纳米线的方法很多,常用方法主要有化学法:包括化学气相沉积法、电化学沉积法和溶胶!凝胶法;物理法:热氧化法和气相输运法制备ZnO纳米线。

纳米氧化锌的制备及应用

纳米氧化锌的制备及应用
纳米氧化锌（ZnO）是一种重要的二维非金属半导体纳米材料，可应用于传感器、光电子器件、非线性光学器件、荧光粉及生物传感器，既可有很好的特性又可在大量生产中实现实际应用。

根据结构形态而定，纳米颗粒形状可分为板条状、线形、长针形、螺旋状、柱状等几种形状。

纳米氧化锌的制备常用的方法包括溶胶—凝胶法和溶胶—冻胶法，这些方法的共同优点是快速，成本低廉，两种获得的结果也比较可靠。

纳米氧化锌在功能材料上应用极为广泛，最突出的应用应该是其生物感应性和光催化的功能。

除此之外，它还可用于光有源器件、电机磁体及水净化行业。

纳米氧化锌还能释放出氧离子，并生成臭氧气体，同时能快速杀灭有害物质馒头，有助于保持室内空气某洁净，也可有效杀灭室内各种有害生物及耐热再生造纸领域的各种有害物质。

纳米氧化锌作为一种功能材料，越来越受到人们的关注和重视，制备出来的 ZnO具有锐利的照明和特殊物理化学功能，它可以用于传感器、光电子器件、非线性光学器件、荧光粉及生物传感器等广泛领域。

但是，由于其制备条件较复杂，而且ZnO相对较容易污染，这也成为ZnO纳米技术发展的瓶颈所在，需要进一步改善。

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。

ZnO纳米半导体材料制备

ZnO纳米半导体材料制备ZnO纳米半导体是一种重要的半导体材料，在化学、电子学、材料学等领域有着广泛的应用。

本文主要介绍ZnO纳米半导体材料的制备方法及其应用。

一、ZnO纳米半导体材料制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备ZnO纳米材料的方法。

该方法以氧化锌为前驱体，将其以适当的浓度溶解在有机溶剂中，加入表面活性剂后通过水热处理得到ZnO纳米晶粒。

2. 水热法水热法是一种快速简单的制备ZnO纳米半导体材料的方法。

该方法可以通过改变反应物浓度、反应温度和反应时间等条件来控制ZnO纳米晶粒的大小和形状。

3. 热分解法热分解法是一种通过分解金属有机化合物制备ZnO纳米晶粒的方法。

该方法可以制备高品质的ZnO纳米晶粒，但需要高温下进行反应，操作较为复杂。

4. 气相沉积法气相沉积法是一种将气相反应物在高温下沉积在基底表面上制备ZnO纳米晶粒的方法。

该方法可以通过控制反应条件来调控ZnO 纳米晶粒的大小和形状。

二、ZnO纳米半导体材料的应用1. 光电器件ZnO纳米半导体材料在太阳能电池、LED等光电器件方面有着广泛的应用。

ZnO纳米材料可以提高器件的光电转换效率、增加光敏度、减少暗电流等。

2. 生物医学领域ZnO纳米材料在生物医学领域有着广泛的应用。

ZnO纳米颗粒可以用作抗菌剂、药物传递系统、生物成像等方面。

3. 环境保护ZnO纳米材料在环境保护领域有着广泛的应用。

ZnO纳米颗粒可以用作光催化材料、气体传感器、废水处理等方面。

4. 纳米传感器ZnO纳米材料在纳米传感器领域有着广泛的应用。

ZnO纳米颗粒可以用作气敏材料、湿度传感器等方面。

ZnO纳米半导体材料是一种重要的材料，在各个领域都有着广泛的应用前景。

随着制备技术的不断发展，ZnO纳米材料的性能和应用将会得到更大的提升。

纳米ZnO的制备

化学化工学院材料化学专业实验报告实验名称：纳米ZnO的制备年级：2010级日期：2012—9—12姓名：余梅娜学号： 222010316210045 同组人：王志容一、预习部分1、纳米Zn O的性质和应用：纳米ZnO是一种新型的精细功能无机材料，由于其具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应，因而纳米ZnO产生了其体相材料所部具备的这些效应，展现了许多特殊性质。

在催化、滤光、光吸收、医药、磁介质、电等方面有着广阔的应用前景。

主要用于制造气体传感器、荧光体、紫外线遮蔽材料、变阻器、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。

2、纳米Zn O的制备方法：制备纳米氧化锌的方法很多，一般可以分为物理法和化学法。

物理法是利用特殊的粉碎技术，将普通的粉体粉碎；化学法是在控制条件下，从原子或分子的成核，生成或凝聚成具有一定尺寸和形状的粒子。

常见的合成方法有固相法、液相法和气相法，其中，液相法和气相法又有多种制备方式。

固相法：室温固相合成纳米氧化物是近年来发展起来的一种新方法。

首先制备固相前驱物，进而前驱物经高温热分解或微波辐射热分解制备纳米氧化锌。

（1）碳酸锌法：利用硫酸锌制得前驱物碳酸锌，在200℃烘1h，得纳米氧化锌初产品；经去离子水、无水乙醇洗涤，过滤、干燥可得纳米氧化锌产品。

（2）氢氧化锌法：利用硝酸锌制得前驱物氢氧化锌，在600℃保持2h，高温热分解得纳米氧化锌。

气相法：（1）化学气相氧化法:化学气相氧化法是Mitarai等以锌粉为原料，氧气为氧源，在550℃的高温下，以氧气为载体进行氧化反应。

该法制备的氧化锌粒度细（10～20nm），原料易得，分散性好。

但产品纯度低，其中含有未反应的原料。

（2）激光诱导化学气相沉淀法：利用反应气体分子对特定波长激光的吸收，引起气体分子激光光解，热解，光敏化和激光诱导化学合成反应，在一定条件下合成纳米粒子。

它以惰性气体为载体，以锌盐为原料，用cwco2激光器为热源加热反应原料，使之与氧气反应得到纳米氧化锌。

探讨ZnO纳米线在若干领域的应用

探讨ZnO纳米线在若干领域的应用在众多一维纳米结构材料中，ZnO材料引起了人们的广泛关注。

ZnO具备六角纤锌矿结构，室温条件下，禁带宽度为3.37eV，激子束缚能较高，达到了60meV，波尔半径为1.8nm，属于一种十分重要的半导体材料，具备良好的物理及化学性质。

由于在一维纳米材料中，具备显著量子效应及电子传导效应，是纳米器件等系统主要的基元，为此，这些材料的制备方法及特性研究受到较多关注。

通过研究发现，ZnO纳米线在催化、光学、磁性、敏感器件等领域具备良好的应用前景，但由于其本身存在的缺陷，难以让ZnO晶体达到完美化学计量比，将一些元素加入到ZnO纳米线中，可以在改变形貌结构的同时，改善ZnO纳米线的磁学、光电、敏感等性能，从而推动其应用领域不断扩大。

1 ZnO纳米线的掺杂制备方法1.1 电化学合成法电化学合成法是当前技术较为成熟的一种纳米材料合成方式，这种方法操作环保，反应条件较为温和，反应过程容易控制。

电化学合成法主要包括两种，分别为模板法及电解电镀法。

随着研究的深入，模板电化学法逐渐成为较为成熟的合成纳米材料的技术，这种制备方法主要通过以下操作来实现：首先，制备出存有纳米孔道的模板材料，在模板一面蒸镀金属膜，形成阴极，将镀有金属膜的一面固定于导电基底，另一面则放置于电解液里面，在恒电流或恒电位状态下，将半导体或金属沉积到模板纳米孔道中，最后溶解模板，获得纳米线或纳米管材料。

1.2 热蒸发法热蒸发法是对不同材料进行热蒸发，收集不同衬底生成物，这种纳米线制备方法成本较低、重复性较好、操作简单。

在实际研究中，选择蓝宝石、硅片、石英等材料作为生长纳米线的衬底，通过热蒸发法，制备出了多种一维ZnO纳米材料。

1.3 溶胶与凝胶法溶胶与凝胶法制备纳米线或纳米棒，装置较为简单，反应条件要求较低，制备过程较为容易。

但由于溶胶是在毛细作用下进入到孔内，这就导致了模孔容易出现填充度较低现象，最终对纳米线质量带来不利影响。