纳米氧化锌的研究进展

学号：201140600113 纳米氧化锌的制备方法综述

姓名：范丽娜

学号： 201140600113

年级： 2011级

院系：应用化学系

专业：化学类

纳米氧化锌的制备方法综述

姓名：范丽娜学号： 201140600113 内容摘要:介绍了纳米氧化锌的应用前景及国内外的研究现状,对制

备纳米氧化锌的化学沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法、水热合成法、

化学气相法的基本原理、影响因素、产物粒径大小,操作过程等进行

了详细的分析讨论;提出了每种创造工艺的优缺点,指出其未来的研

究方向是生产具有新性能、粒径更小、大小均一、形貌均可调控、生

产成本低廉的纳米氧化锌。同时也有纳米氧化锌应用前景的研究。

Describes the application of zinc oxide prospects and research status, on the preparation of ZnO chemical precipitation, sol-gel method, microemulsion, hydrothermal synthesis method, chemical vapor of the basic principles, factors, product particle size, operating procedure, carried out a detailed analysis and discussion; presents the advantages and disadvantages of each creation process, pointing out its future research direction is the production of new properties, particle size is smaller, uniform size, morphology can be regulated, production cost of zinc oxide. There is also promising research ZnO.

关键字：纳米氧化锌制备方法影响研究展望

正文：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。

一、性能表征

纳米级氧化锌的突出特点在于产品粒子为纳米级，同时具有纳米材料和传统氧化锌的双重特性。与传统氧化锌产品相比，其比表面积大、化学活性高，产品细度、化学纯度和粒子形状可以根据需要进行调整，并且具有光化学效应和较好的遮蔽紫外线性能，其紫外线遮蔽率高达98%；同时，它还具有抗菌抑菌、祛味防酶等一系列独特性能。

清华大学分析测试中心用透射电镜对产品进行了分析，纳米氧化锌粒子为球形，粒径分布均匀，平均粒径20~30纳米，所有粒子的粒径均在50纳米以下。经比表面及孔径测定仪测试，纳米氧化锌粉体的BET比表面积在35m2/g以上。此外，通过调整制备工艺参数，还可以生产出棒状纳米氧化锌。本产品经中国科学院微生物研究所检测鉴定，结果表明，在丰富细菌培养基中，加入0.5%~1%的纳米氧化锌，可有效抑制大肠杆菌的生长，抑菌率达99.9%以上。

二、氧化锌纳米材料制备的新方法

对纳米材料的研究首先是侧重于制备方法的研究，随着研究的不断深入，近年来，人们己开发了一系列制备氧化锌纳米材料的新方法，如微波法、静电纺丝法、离子液体法、脉冲激光烧蚀沉积法、频磁控溅射法等。

1.微波法

微波是频率300MHz-300GHz、波长lmm-lm的电磁波。1986年，Cedye R等在微波炉内进行了醋化、水解等化学反应。此后，微波技术便逐渐渗透应用于化学的各个领域。近年来，微波技术大量应用于材料化学和催化化学领域，日益显示其独特优势。利用微波制备纳米材料，起步虽晚但进展迅速，国内外己有不少这方面的文献报道[1]。

2.静电纺丝法

静电纺丝是一种制备纳米纤维的技术，该法可十分经济地制得直径为纳米级的连续不断的纤维[2]。近年来，由于对纳米科技研究的迅速升温，静电纺丝这种可大规模制备纳米尺寸纤维的纺丝技术激起了人们的广泛兴趣。

3.离子液体法

离子液体法是采用离子液体作为反应溶剂来制备纳米材料。其己表现出许多其他方法不具备的优点。Wand W W等应用离子液体法(MAIL) 在离子液体 [BMIM]BF4中通过控制适当的条件，成功合成形状可控的针状和花状的ZnO材料[3]。合成快速(5~20)min，也不需要品种、表面活性剂和模板剂等。但这种方法还是一个比较新的方法，

尚待进一步完善，如：离子液体制备纳米材料时，离子液体的制备时间较长目易受到杂质的污染；此外，离子液体的获得不如水或常用的有机溶剂方便，这也限制了它的广泛使用。

4.脉冲激光烧蚀沉积法

日本的Okada等脉冲激光烧蚀沉积法成功合成了ZnO的纳米棒。他们将纯度为99.99%ZnO日标物在KrF激光下消融，然后在载气(O2/He)气氛下保持一定的温度进行反应，最终在A12O3底物上成功获得了尺寸为120nm的ZnO纳米棒[4]。该法制备纳米粒子无需经过十燥的过程、工艺简单、团聚少，不需其他处理即可获得十燥粉体。但由于反应温度较高，需要装置具有承受高温或高压的能力，所以设备比较昂贵。

5.频磁控溅射法

Kim等使用Si作为衬底，Zn作为靶材料在一定条件下溅射，首先得到了Zn的纳米线，经过氧化进一步得到了形貌规整、分布均匀的ZnO纳米线。使用该制备方法获得的ZnO无论是结品质量还是光学性能都很突出。与日前广泛采用的气液固催化机制制备ZnO低维纳米材料相比，射频磁控溅射法的设备更为简单，还可克服气液固催化生长所固有的杂质污染产物的缺点[5]。但射频磁控溅射法需在高温下进行，对于设备的要求较高，过程难以控制。此外，合成氧化锌纳米材料的方法还包括真空蒸汽冷凝法、球磨法、热爆法、微/乳液法、脉冲激光沉积法(PLD)、喷雾热解法等，这儿种方法均可以得到纯度高，粒径和形貌可控的氧化锌纳米材料，但是制备工艺复杂，抑或是设备