ZnO的性质
氧化锌(Zinc oxide)基本资料
氧化锌（Zinc oxide）基本资料氧化锌(ZnO)是锌的一种氧化物，俗称锌白，英文名称是Zinc oxide。
中文别名有锌氧粉、锌白、锌白粉、锌华、亚铅华、锌白银、一氧化锌、水锌矿等等。
难溶于水，可溶于酸和强碱。
氧化锌是一种常用的化学添加剂，广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中，在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。
此外，微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。
氧化锌氧化锌生产厂家主要集中在辽宁(大连)、山东(潍坊)、河北(高邑、邢台)、江苏、浙江等地，生产的氧化锌以99.7%含量的为主，俗称997(99.7)氧化锌。
一、氧化锌物理化学性质1.1.基本信息密度：5.6沸点：2360ºC熔点：1975°C分子式：OZn分子量：81.408精确质量：79.924065PSA：17.07000外观性状：白色粉末折射率：2.008~2.0291.2.分子结构摩尔折射率：无可用的摩尔体积(cm3/mol)：无可用的等张比容(90.2K)：无可用的表面张力(dyne/cm)：无可用的介电常数：无可用的极化率(10-24cm3)：无可用的单一同位素质量：79.924061Da 标称质量：80Da平均质量：81.4084Da1.3.编号系统CAS号：1314-13-2MDL号：MFCD00011300 EINECS号：215-222-5 RTECS号：ZH4810000二、性质与稳定性2.1.如果遵照规格使用和储存则不会分解，未有已知危险反应，避免碱、碱金属2.2.受阳光照射发磷光，在阴极线和阳极线上，能发出绿色和紫色等光。
为两性氧化物，溶于稀酸、浓氢氧化碱溶液、氨水和铵盐溶液，不溶于水和醇。
2.3.工作人员应做好防护，应注意防尘通风。
空气中最高允许浓度0.5mg/m3。
溶于酸、氢氧化钠、氯化铵，不溶于水、乙醇和氨水。
ZnO及其纳米结构的性质与应用
ZnO及其纳米结构的性质与应用本文将综述ZnO及其纳米结构的性质与应用等方面的内容。
1.ZnO的形貌与晶体结构按形貌来分，有单晶ZnO，薄膜ZnO、纳米结构ZnO，纳米结构又分为纳米点、纳米颗粒、纳米线、纳米棒（纳米柱）、纳米管、纳米花、纳米片（纳米带）、纳米弹簧、纳米环、纳米梳、纳米钉（纳米针）、纳米笼、纳米四足体、塔状纳米结构、盘状纳米结构、星状纳米结构、支状纳米结构、中空纳米微球、纳米阵列等。
按晶体结构来分，ZnO又有六方对称铅锌矿结构、四方岩盐矿结构和闪锌矿结构，其中六方对称铅锌矿结构为稳定相结构。
在不同的环境下制备出的ZnO的结构与形貌都不尽相同，而不同的结构与形貌又表现出不同的性质，有不同的应用。
2.ZnO的性质及应用纳米氧化锌材料具有诸多优良的性质，总的来说，可分为三个方面，一是作为半导体材料所具有的性质，二是作为纳米材料而具有的性质，三是其自身独有的性质。
2.1作为半导体材料的ZnO在半导体产业中，一般将Si、Ge称为第一代半导体材料；将GaAs(砷化镓) 、InP(磷化铟) 、GaP(磷化镓)等称为第二代半导体材料；而将宽禁带( Eg >2. 3eV) 的SiC(碳化硅) 、GaN(氮化镓)和金刚石等称为第三代半导体材料。
[1]通常状态下，ZnO是直接宽带隙n型半导体材料，室温下的禁带宽度是3.3eV，是第三代半导体材料中的典型代表。
因而其具有第三代半导体材料所具有的诸多优良性质，比如发光特性、光电特性、电学性质、压阻特性、铁磁性质等。
2.1.1发光特性在半导体中，处于激发态的电子可以向较低的能级跃迁，以光辐射的形式释放出能量，这就是半导体的发光现象。
[2]LED产业中比较有代表性的半导体材料是GaN、SiC、ZnO和金刚石，虽然GaN 与SiC的工艺已经比较成熟，但SiC发光效率低，而ZnO在某些方面具有比GaN更优越的性能，如：熔点、激子束缚能和激子增益更高、外延生长温度低、成本低、易刻蚀而使后继工艺加工更方便等。
氧化锌和次氧化锌
氧化锌和次氧化锌一、氧化锌（ZnO）1. 物理性质外观：白色粉末或六角晶系结晶体。
熔点：1975℃。
密度：5.606g/cm³。
溶解性：难溶于水，可溶于酸和强碱。
例如，它能与盐酸反应生成氯化锌和水，化学方程式为：ZnO + 2HCl = ZnCl₂+ H₂O；与氢氧化钠反应生成偏锌酸钠和水，化学方程式为：ZnO+2NaOH = Na₂ZnO₂ + H₂O。
2. 化学性质氧化性：在高温下，氧化锌具有一定的氧化性。
例如，它可以与一氧化碳反应，将一氧化碳氧化为二氧化碳，自身被还原为锌，反应方程式为：ZnO+CO = Zn + CO₂（高温条件）。
酸碱性：氧化锌是一种两性氧化物，既能与酸反应表现出碱性，又能与碱反应表现出酸性。
3. 制备方法直接法：以锌精矿为原料，经高温氧化焙烧，使锌精矿中的硫化锌转变为氧化锌，反应方程式为：2ZnS+3O₂ = 2ZnO + 2SO₂（高温条件）。
间接法：将锌锭加热至1000℃以上，使其挥发形成锌蒸气，锌蒸气与空气中的氧气反应生成氧化锌，反应方程式为：2Zn+O₂ = 2ZnO。
湿法：用锌盐（如硫酸锌）溶液与碱（如氢氧化钠或氨水）反应生成氢氧化锌沉淀，然后将氢氧化锌加热分解得到氧化锌，以硫酸锌和氢氧化钠为例，反应方程式为：ZnSO₄+2NaOH = Zn(OH)₂↓+Na₂SO₄，Zn(OH)₂ = ZnO + H₂O（加热条件）。
4. 用途在橡胶工业中，氧化锌作为硫化活性剂使用，能提高橡胶的硫化效率，改善橡胶的物理性能，如硬度、耐磨性等。
在涂料工业中，可作为白色颜料，具有良好的遮盖力和着色力，同时还能提高涂料的耐候性和抗粉化性。
在电子工业中，氧化锌是一种重要的半导体材料，可用于制造压敏电阻、发光二极管（LED）等电子元件。
二、次氧化锌（ZnO·Zn(OH)₂）1. 物理性质外观：通常为淡黄色粉末。
密度：相对氧化锌有所不同，一般在4 5g/cm³左右。
氧化锌 表征-概述说明以及解释
氧化锌表征-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述氧化锌（Zinc Oxide，ZnO）是一种重要的无机化合物，由锌和氧两种元素构成。
它具有多种物理和化学性质，广泛用于各个领域。
本文将对氧化锌的表征进行详细介绍。
首先，我们将介绍氧化锌的物理性质。
氧化锌是一种白色粉末状固体，无味无臭。
其晶体结构属于六方晶系，具有高熔点和热稳定性。
此外，氧化锌具有优异的电学性能，是一种半导体材料，具有特殊的光学和电学性质。
其次，我们将探讨氧化锌的化学性质。
氧化锌在常温下相对稳定，不溶于水和酸，但可溶于碱性溶液。
它具有良好的催化活性，可以催化多种有机反应，例如光催化和氧化反应。
此外，氧化锌还具有抗菌、抗氧化、光敏和防紫外线等特性，因此在医药、化妆品和防晒等领域得到广泛应用。
最后，我们将介绍氧化锌的应用领域。
氧化锌作为一种重要的功能材料，广泛应用于多个领域。
例如，在橡胶工业中，氧化锌可用作活性剂，起到促进橡胶硫化反应的作用。
在电子行业中，氧化锌可以制备成透明导电膜，用于平板显示器和太阳能电池等器件。
此外，氧化锌还可用于催化剂、染料、润滑剂和防腐剂等方面。
综上所述，本文将全面介绍氧化锌的物理性质、化学性质和应用领域。
通过对氧化锌的表征，我们可以深入了解这种材料的特性和潜在的应用价值。
接下来的正文将对氧化锌的各个方面进行详细探讨，希望通过本文的阐述能够增加对氧化锌的全面理解，并为未来的研究和应用提供参考。
1.2 文章结构文章结构本文主要围绕氧化锌的表征展开，文章分为引言、正文和结论三部分。
引言部分（Chapter 1）为文章的开篇，主要包括概述、文章结构和目的。
在概述（1.1）中，将简要介绍氧化锌的基本情况，包括其化学式、晶体结构等相关信息，以及氧化锌在实际应用中的重要性。
这一部分旨在引起读者对本文的兴趣，并为后续内容做好铺垫。
接下来是文章的文章结构（1.2）部分，本部分将详细介绍整篇文章的组织结构。
首先，将会介绍本文的大纲，即引言、正文和结论三个主要部分。
氧化锌的物理化学性质及用途
氧化锌的物理化学性质及用途氧化锌（ZnO），俗称锌白，是锌的一种氧化物。
难溶于水，可溶于酸和强碱。
氧化锌是一种常用的化学添加剂，广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。
氧化锌的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。
此外，微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。
中文名称：氧化锌英文名称：Zinc oxide中文别名：C.I.颜料白4;氧化锌; 锌氧粉; 锌白; 锌白粉; 锌华; 亚铅华; 预分散ZnO-80; 母胶粒ZnO-80; 药胶ZnO-80; 活性剂ZnO; 环氧乙酰蓖麻油酸甲酯;中国白; 锌白银; 活性氧化锌;一氧化锌; 氧化锌掺杂银; 锌白银(色料名);纳米氧化锌; 水锌矿; 氧化锌脱硫剂T304; 氧化锌脱硫剂T303; 金属氧化物; ZnO英文别名：C.I. 77947; C.I. Pigment White 4; Zinc oxide [USAN]; zincoxideheavy; flowers of zinc; zinc white; zinc oxide,edible; active zinc oxide; zinkoxyd aktiv; zinci oxidum; activox; activox b; actox14; zine oxide; zine white; zincoxide; actox16; actox216; ai3-00277; akro-zincbar85; akro-zincbar90; amalox; azo22; azo-33; azo-55; azo-55tt; azo-66; azo-66tt[1]CAS编号：1314-13-2物理性质白色六方晶系结晶或粉末。
无味、质细腻。
溶于酸、氢氧化钠、氯化铵，不溶于水、乙醇和氨水。
活性氧化锌
活性氧化锌基本性质：分子式：ZnO分子量：81.39性质：活性氧化锌为白色或微黄色球状微细粉末，密度 5.47g/cm 3，熔点1800 'C,不溶于水，溶于酸、碱、氯化铵和氨水中。
在潮湿空气中能吸收空气中二氧化碳生成碱式碳酸锌。
其最大特征是粒径50-100纳米，比间接法氧化锌和直接法氧化锌有更大的比表面积，在应用中具有更高活性和良好分散性。
执行标准：HHXPQB-YHX（HX）-200理化指标:应用：1、专用工业活性氧化锌具有滚动性好，分散性优良的特点，加上它粒径小，结构轻而疏松，氮吸附比表面积大，使它在用作硫化活性剂时，在胶料中分布均匀，与硫化氢的接触面积大，进行界面反应机遇较大，再加上本产品有活性物质的助催化作用，使氧化锌转化为硫化锌的转化率高。
因此作为合成橡胶的硫化促进剂和良好的补强剂，是普通氧化锌用量的50 - 70 %。
2、专用工业活性氧化锌在橡塑工业中用作紫外线的稳定剂，能使聚乙烯的耐大气性得到较好的改善。
3、专用工业活性氧化锌与树脂酸发生反应而制得的锌树脂，可用来生产快干油墨，具有良好的着色作用。
4、专用工业活性氧化锌制成的氧化锌脱硫剂，具有比表面积大，穿透硫容高，机械强度高，堆积空隙大，床层压降小的特性，广泛应用于合成氨、甲醇和制氢等工业原料气、油的深度脱硫净化过程。
在一定温度和压力下能把气体中微量的硫化氢、有机硫浓度有效地降低。
间接法出现于19 lit纪中叶，法国使用金属锌在旳祸中髙温气化，并便锌蒸气氧化燃烧，而收集到氧化锌粉末，因此也称为"法国法"。
T业上，间接法生产加0是先将锌块在离温下熔融而蒸发成锌裁气，进而氧化生成ZnO。
产品品世及物理性能与氧化的条件有关，而产品的纯度与所用的锌块纯度有关。
间接法也可使用锌渣等低规格的含锌原料，但需要采用气-液相的分离技术, 预先分离出Cd, Pb, Fc及Al等杂质，以提髙锌裁气的纯度。
除去杂质的措施如下：1）采用川竭法或马弗炉法，便不易熬发的Fe和Pb等杂质成渣而分离;2）采用分馆法，便高温裁发的原料蒸气中的Cd. Pb. Fe, Al及Cu等杂质水通过由碳化硅材料制成的分馆塔板时得以分离；3）采用一室炉分离法，原料预先在一室炉中分离杂质，进入第一室后，在无氧存在的条件下进行熬馆，以提高锌蒸气的纯度，如纯度不够，还可以继续用分馆法分离少量的Pb;4）釆用回转窑法, 在回转窑中使物料熔化、蒸懈，并有部分氧化，町控制温度、C02及02的分用等操作条件，以减少Pb杂质的含量，还町控制生成的氧化锌的颗粒和晶体形状。
氧化锌凝固油脂的作用原理
氧化锌凝固油脂的作用原理氧化锌凝固油脂的作用原理可以从以下几个方面进行阐述:一、氧化锌的物理化学性质氧化锌(ZnO)是一种无机化合物,白色粉末,不溶于水。
它具有良好的Adsorption 能力,可以吸附油脂分子。
同时,ZnO微粒表面存在大量的Lewis酸性位点,可以和油脂中的不饱和脂肪酸发生化学反应。
二、油脂的组成油脂主要由甘油酯类化合物组成,其中不饱和脂肪酸含有C=C双键。
常见的油脂如大豆油主要含有油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸。
三、氧化锌对油脂的作用机理1. 物理吸附:ZnO表面积大,可以像海绵一样物理吸附油脂分子。
2. 加成反应:ZnO的Lewis酸性位点可以和C=C双键发生加成反应,打开双键。
3. 酯交换反应:甘油酯发生酯交换,生成聚酯,交联结构增强了凝固程度。
4. 氧化反应:不饱和脂肪酸在空气中可发生自由基氧化,生成聚合物,增加凝固效果。
5. 水合作用:ZnO表面的羟基可以与油脂发生水合反应,促进结构的交联。
四、凝固油脂的过程1. 油脂接触ZnO表面,被物理吸附。
2. ZnO的Lewis酸性位点和C=C双键反应,打开双键。
3. 发生酯交换反应,构建交联网状结构,油脂凝固。
4. 同时发生自由基氧化和水合反应,增强凝固效果。
5. 最终形成多孔的半固体胶体凝胶结构。
五、影响因素反应条件、ZnO用量、油脂种类会影响凝固效果。
酸碱度会影响ZnO的化学活性。
温度过高会使油脂流动,降低效果。
综上,氧化锌通过多方位的物理化学作用,使油脂分子结网交联从而发生凝固。
这种绿色凝固方式目前已广泛应用于工业污水处理等领域。
ZnO
16.7%
相变源自晶格尺寸的减小，离子间的库伦作用使Zn-O键表现 出更多的离子型。当施加在ZnO上的压力达到56 GPa，仍保 持稳定的B1相。
晶格常数
决定晶格常数的因素：
1，占据导带底的自由电子浓度 2，杂质原子或缺陷的浓度以及与所替代的矩阵离子的半径差 3，外部应力 4，温度 ZnO的晶格常数可以从实验或者理论计算得到，且两种方法得 到的结果能很好吻合 a:3.2475－3.2501 Å c:5.2042－5.2075 Å c/a:1.593－1.6035 u:0.383－0.3856, 当纤锌矿被施加压力，u与c/a的理想关系被破坏。
压电张量： ZnO半导体有很高的压电张亮，可以满足有很大机电耦合要求的应用。六角相的ZnO压 电张量有三个独立的分量。其中两个分量描述的是0电场下，伴随沿C轴或基面的均匀 应力的极化，相应的关系是 （7） Pzpiezo = e33ε z + e31ε ⊥ ε z 和 ε ⊥ 是沿C轴或基面内的应力，e33 和 e31 是压电系数。第三个分量 e15 描述了剪切应力 引起的极化，经常被忽略。 六角相的ZnO因为具有低对称行导致在沿C轴方向具有自发极化，但是这一现象在非铁 电材料中无法直接测量，但可以通过研究二维电子气和量子阱跃迁的红移来间接测量。
Fig.3.（a）Girard测得的一些正常的激发能量在20 to 50 eV的光电子发射谱，并由此 得出了大块ZnO的能带结构（b）。虚线是Schröer的用局域密度近似理论，将3d态考虑 为价带态的计算结果 四个价带能级与实验值符合良好。Zn的3d态分成了4，6两组，其中一组没能和实验结 果精确符合。
ZnO内聚能
Table.1. 不同相的ZnO内聚能计算结果
作者 Jaffee, Hess. Jaffe 方法 第一性原理 局域密度近似（LDA）的密度 函数理论 广义梯度近似（GGA）的密 度函数理论 B4，B3，B1的内聚能 −5.658, −5.606 , −5.416 eV −9.769, −9.754, −9.611 eV −7.692, −7.679, −7.455 eV
纳米晶体ZnO的应用
•
•
利用热蒸发法所得到的纳米带
ZnO纳米带的SEM图像和 XRD图像[10]
ZnO纳米的TEM和HRTEM图像以及 相关的电子衍射图像[10]
液相法
• 液相法：是指在制备的过程中，采用溶液作为媒介或载体传递能量，使反应 源发生一定的物理化学反应，从而结晶长大制备纳米材料的方法。 根据传递能量的方式或者载体不同，液相法主要包括溶剂热(Solvothemlal)、 水热法(Hydrothermal)、超临界流体液固法(Supercritical fluid-liquidsolid)、化学反应自组装法(Self-assembly)等方法。 液相法中由于中间过程比较复杂，有关合成机理的研究不如气相法成熟，目 前较为成熟的机理是超临界流体液固法合成纳米材料中提出的溶液一液相一 固相机理(Solution-liqllid-solid）。
参考文献
• • • • • • • [1] 刘智昂. Zn基纳米材料的制备、微结构、生长机理及光谱研究[D].南昌航空 大学,2012. [2] 叶晓云,周钰明. 纳米ZnO研究进展[J]. 化学与生物工程,2010,02:1-6. [3] 田晓亮,孙婉婷,谢明政,井立强. ZnO纳米棒阵列在TiO_2介孔薄膜上的生长及 其表征[J]. 无机化学学报,2012,07:1441-1446. [4] 贺惠蓉. 氧化锌的制备及性能研究[D].陕西科技大学,2013. [5] Wang Z L, Song J. Piezoelectric nanogenerators based on zinc oxide nanowire arrays[J]. Science, 2006, 312(5771): 242-246. [6] 刘国强. 水溶液法制备ZnO纳米线/p+-Si异质结光电特性的研究[D].大连理 工大学,2012. [7] 张威,李梦轲,魏强,曹璐,杨志,乔双双. ZnO纳米线场效应管的制备及I-V特性 研究[J]. 物理学报,2008,09:5887-5892. [8] 王锦春. ZnO纳米线的光致发光（PL）行为研究[D].电子科技大学,2006. [9] Law M, Greene L E, Johnson J C, et al. Nanowire dye-sensitized solar cells[J]. Nature materials, 2005, 4(6): 455-459. [10] Pan Z W, Dai Z R, Wang Z L. Nanobelts of semiconducting oxides[J]. Science, 2001, 291(5510): 1947-1949.
氧化锌zno分析
激子——半导体吸收光子之后，电子从价带跃迁 到导带，但由于库仑作用，其仍然和价带中的空 穴联系在一起，形成电子-空穴对。 自由激子——激子作为一个实体，可以在半导体 中运动； 束缚激子——被杂质和缺陷态束缚的激子。 不论是自由激子还是束缚激子，都是一种激发状 态，其中电子-空穴随时都有可能复合发光，将能 量释放出来，回到稳定的基态。
Zn和O原子各自组成完全相同的面心立方晶 格，O原子的晶格沿对角线[111]方向相对 于Zn原子平行移动0.25晶胞对角线长度， 这样就形成了闪锌矿ZnO的晶格结构。
立方闪锌矿结构ZnO近邻原子数为4个，Zn 原 子位于四个近邻O原子所组成的四面体中 心，闪锌矿ZnO沿[111]方向的 (111)晶面 是密排面，晶体结构的[111]方向也具有 极性。
构，使得具有独特的压电特性和热 电特性。
2.立方纤维矿结构
立方闪锌矿结构的ZnO可以在立方相结构的衬底上外延生长得到，具体结构如图所 示。
闪锌矿ZnO晶格常数a=0.4463nm，空间 点阵群属于F 3m。每个晶胞 中包含4个Zn 原
子和4个O原子，在晶胞中Zn原子位 于
和
,
O原子位于
。
闪锌矿ZnO晶体结构与金刚石结构相似，只 是在金刚石结构中均是C原子构成，而在 闪锌矿ZnO晶体中，分别是Zn和O原子构 成。
大多数研究者认为价带对称性顺序应为A一Г7，B一Г9和C一Г7，根据光学跃迁的选
择定则，当激发光入射到样品表面，。偏振(E⊥c，k⊥c)时，A、B激子具有较大的 谐振强度;当a偏振 (E⊥c，k//c)，A、B、C激子均有较强的谐振强度;当二偏振 (E//c，k⊥c)，则C激子具有较强的谐振强度。
ZnO的光致发光性质
ZnO沿c轴方向的极性以及极性面、表面极化的存在，使 其具有铁电特性，是研究极性诱生铁电性能的理想材料 5]I。本征ZnO的居里温度约为330K，一般而言，带宽增 加，居里温度也会增加。nzo是一种很好的稀磁半导体材 料，3d过渡态元素在Zno中的溶解度很高，可以高达百分 之几十，常用的掺杂元素包括Mn、Ni、Fe、Co等
ZnO材料的性质及其薄膜研究现状
ZnO材料的性质及其薄膜研究现状【摘要】近几年，ZnO作为宽禁带半导体受到人們越来越多的重视。
和目前最成功的宽禁带半导体材料GaN相比，ZnO具有很多优点。
本文综述了ZnO材料的主要性质，并深入探讨了ZnO薄膜的研究现状。
【关键词】ZnO薄膜;应用近几年，由于短波长激光二极管LD激光器在信息领域具有很大的应用前景，人们对宽禁带半导体的研究产生了极大的兴趣。
目前已经制造出GaN和ZnSe基的蓝光发光二极管和激光器。
蓝色发光器件的研制成功，使得全色显示成为可能，而且可以制作出高亮度和高效率的白光发射器件。
用GaN制造的蓝光激光器可代替GaA红外激光器，使光盘的光信息存储密度大大提高，这将极大的推动信息技术的发展。
但这些蓝光材料也有明显的不足，ZnSe激光器在受激发射时容易因温度升高而造成缺陷的大量增殖，所以寿命很短，而GaN材料的制备需要昂贵的设备，缺少合适的衬底材料，薄膜需要在高温下生长，难度较大，找到性质与之相近的发光材料，并克服GaN材料的不足，这个工作具有十分重要的意义。
ZnO材料无论是在晶格结构，晶格常数还是在禁带宽度上都与GaN很相似，对衬底没有苛刻的要求而且很容易成膜。
同时ZnO材料在室温下具有高的激子束缚能约60meV，在室温下激子不会被电离可以获得有效地激子发射。
这将大大降低室温下的激射域值。
目前国内外关于ZnO材料的研究正蓬勃发展，覆盖面十分广阔。
本文综述了ZnO材料的主要性质，并深入探讨了ZnO薄膜的研究现状。
一、ZnO的性质1、ZnO薄膜的光电性质ZnO是一种宽禁带的n型半导体材料，具有优良的光电性质。
其光电性质与化学组成、能带结构、氧空位数量及结晶程度密切相关[1]。
在适当的制备条件及掺杂下，ZnO薄膜表现出很好的低阻特征。
B.Joeph等人[2]利用化学喷雾沉积法在沉积温度为450℃及真空煅烧的条件下，制得厚度为175nm的未掺杂ZnO薄膜的电阻率仅为3某10-3Ωm，而T.Schuler等以ol-gel法制备的厚度为174nm的掺Al等杂质的ZnO的电阻率也仅为5某10-3Ωm。
氧化锌
氧化锌（ZnO），俗称锌白，是锌的一种氧化物。
难溶于水，可溶于酸和强碱。
氧化锌是一种常用的化学添加剂，广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。
氧化锌的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。
此外，微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。
理化常数CAS编号：1314-13-2化学式：ZnO分子量：81.37外观：白色固体相对密度：5.606熔点：1975 °C（分解）沸点：2360 °C在水中溶解度：0.16 mg / 100 mL（30 °C）能带隙：3.3eV标准摩尔生成焓：-348.0 kJ / mol标准摩尔熵：43.9 J / (K · mol)MSDS编号：ICSC 0208EU分类：对环境有害（N）警示性质标准词：R50/53（对水生生物有剧毒，可能对水生环境造成长期的不良影响）安全建议标准词：S60（物质及容器必须按危险废物放置）、S61（防止排向环境）闪点：1436 °C化学性质氧化锌主要以白色粉末或红锌矿石的形式存在。
红锌矿中含有的少量锰元素等杂质使得矿石呈现黄色或红色。
氧化锌晶体受热时，会有少量氧原子溢出（800 °C时溢出氧原子占总数0.007%），使得物质显现黄色。
当温度下降后晶体则恢复白色。
当温度达1975 °C时氧化锌会分解产生锌蒸气和氧气。
单质碳可用于氧化锌中锌的还原，在高温条件下发生反应：·ZnO + C → Zn + CO氧化锌是一种两性氧化物，难溶于水或乙醇，但可溶于大多数酸，例如盐酸：·ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O同时可以与强碱反应生成可溶性锌酸盐，例如与氢氧化钠反应：·ZnO + 2NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4]氧化锌在脂肪酸中可发生缓慢的反应，生成相应的羧酸盐，如油酸盐和硬脂酸盐。
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。
氧化锌离子晶体
氧化锌（ZnO）是一种常见的离子晶体，由锌离子（Zn²⁺）和氧离子（O²⁻）组成。
在氧化锌中，锌离子和氧离子以晶格的形式排列，形成了一种稳定的固态材料。
氧化锌具有较高的熔点、良好的热稳定性和机械强度，此外，它还具有半导体性质，因此在电子学和光学领域有着广泛的应用。
氧化锌的离子晶体结构可以通过其空间群来描述，空间群是指晶体中原子或离子的排列方式。
氧化锌的常见晶体结构是六方最密堆积（HCP）结构，这种结构中原子或离子的排列非常紧密，使得材料具有较高的密度和强度。
在实际应用中，氧化锌离子晶体可以通过不同的方法合成，如固相反应、溶胶-凝胶法、化学气相沉积（CVD）等。
这些合成方法可以控制氧化锌的粒径、形状和结晶度，从而满足不同的应用需求。
此外，氧化锌还具有多种同素异形体，如纤锌矿结构（wurtzite structure）和闪锌矿结构（blende structure），这些不同的结构形态对氧化锌的性质有很大影响，如光学性质、电学性质等。
氧化锌离子晶体是一种具有多种应用前景的材料，其独特的物理和化学性质使其在半导体、光伏、催化剂、传感器等领域有着广泛的应用。
光响应的纳米粒子zno
光响应的纳米粒子zno纳米粒子ZnO是一种具有光响应性质的材料，其在光催化、光电子学和光化学等领域有着广泛的应用。
本文将以人类的视角来描述纳米粒子ZnO的光响应特性，让读者感受到这种材料的神奇之处。
让我们来了解一下纳米粒子ZnO的基本特性。
纳米粒子ZnO是由氧化锌组成的微小颗粒，其尺寸通常在纳米级别，具有较大的比表面积和量子尺寸效应。
这使得纳米粒子ZnO在光响应方面表现出了独特的性质。
当纳米粒子ZnO暴露在光线下时，它会吸收光能并将其转化为其他形式的能量。
这一过程涉及到材料内部的电子和空穴的运动。
当光线照射到纳米粒子ZnO表面时，光子的能量被吸收，激发了材料中的电子和空穴。
这些激发的载流子会在材料中自由移动，并参与到各种光响应的反应中。
纳米粒子ZnO的光响应主要表现在以下几个方面。
首先，纳米粒子ZnO可用于光催化反应。
当纳米粒子ZnO暴露在光线下时，其表面会产生活性氧物种，如氢氧自由基和羟基自由基。
这些活性氧物种能够与有机物质发生氧化反应，从而实现水和空气的净化、废水处理和有机物的降解等环境应用。
纳米粒子ZnO还可以应用于光电子学领域。
由于纳米粒子ZnO具有优异的光电性能，可以将其用于光电探测器、光电传感器和光电二极管等光电子器件的制备。
这些器件可以将光信号转化为电信号，实现光信号的检测和传输。
纳米粒子ZnO还在光化学方面具有重要的应用价值。
纳米粒子ZnO 可以作为催化剂参与到光化学反应中，促进反应的进行。
例如，纳米粒子ZnO可用于光解水反应，将光能转化为化学能，并产生氢气和氧气。
这种反应有望实现可持续能源的制备和利用。
纳米粒子ZnO作为一种具有光响应性质的材料，在光催化、光电子学和光化学等领域有着广泛的应用前景。
通过光的激发，纳米粒子ZnO可以实现各种有益的化学反应和能量转化。
相信随着科学技术的不断发展，纳米粒子ZnO的应用会更加广泛，为人类带来更多的福祉。
zno压电原理
zno压电原理
ZnO（氧化锌）是一种压电材料，具有良好的压电性能。
它的压电效应基于以下原理：
1. 构造：ZnO的晶体结构是六方最密堆积，其中锌原子和氧原子按照特定的排列方式紧密相连。
这种结构使得ZnO 具有压电性质。
2. 晶格畸变：当施加力或压力作用于ZnO晶体时，晶格会发生畸变。
在这种畸变过程中，正负离子之间的距离发生微小的改变，导致电荷分布的不均匀性。
3. 电荷分离：由于晶格畸变，正负离子的位移产生了电荷分离。
正离子向一侧移动，而负离子则向反方向移动。
这导致产生了一个内部电场。
4. 极化：由于电荷分离，产生的内部电场导致晶体极化。
即，在施加力或压力的作用下，ZnO晶体的极性发生变化，从而形成了极化电荷。
5. 电荷积累：极化电荷在晶体表面积累，形成一个表面电荷层。
这个表面电荷层会导致晶体的两端具有不同的电位，从而产生电势差。
6. 压电效应：当施加外界电场时，ZnO晶体会发生力学变形，这是由于电荷重新分布所引起的。
反之，施加力或压力时，晶体会产生电荷重新分布，从而产生电势差。
这种相互转换的现象就是压电效应。
基于以上原理，ZnO可以用作压电传感器、压电振动器、声波滤波器和压电发电装置等应用领域。
ZnO
氧化锌粉末氧化锌[3]（英文：Zinc Oxide），俗称锌白，化学式为ZnO，是锌的一种氧化物。
难溶于水，可溶于酸和强碱。
氧化锌是一种常用的化学添加剂，广泛地应用于塑料、陶瓷、玻璃、水泥制品、合成橡胶、润滑油、油漆、药膏、粘合剂、密封剂、颜料、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。
自然界中的氧化锌存在于红锌矿中，但工业生产中使用的氧化锌通常以燃烧锌或焙烧闪锌矿的方式取得。
氧化锌也是一种半导体材料。
氧化锌的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在液晶显示器、隔热玻璃、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。
理化常数CAS编号：1314-13-2化学式：ZnO分子量：81.37外观：白色固体相对密度：5.606熔点：1975 °C（分解）沸点：2360 °C在水中溶解度：0.16 mg / 100 mL（30 °C）能带隙：3.3eV标准摩尔生成焓：-348.0 kJ / mol标准摩尔熵：43.9 J / (K ·mol)MSDS编号：ICSC 0208EU分类：对环境有害（N）警示性质标准词：R50/53（对水生生物有剧毒，可能对水生环境造成长期的不良影响）安全建议标准词：S60（物质及容器必须按危险废物放置）、S61（防止排向环境）闪点：1436 °C化学性质氧化锌主要以白色粉末或红锌矿石的形式存在。
红锌矿中含有的少量锰元素等杂质使得矿石呈现黄色或红色。
氧化锌晶体受热时，会有少量氧原子溢出（800 °C时溢出氧原子占总数0.007%），使得物质显现黄色。
当温度下降后晶体则恢复白色。
当温度达1975 °C时氧化锌会分解产生锌蒸气和氧气。
单质碳可用于氧化锌中锌的还原，在高温条件下发生反应：·ZnO + C → Zn + CO氧化锌是一种两性氧化物，难溶于水或乙醇，但可溶于大多数酸，例如盐酸：·ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O同时可以与强碱反应生成可溶性锌酸盐，例如与氢氧化钠反应：·ZnO + 2NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4]氧化锌在脂肪酸中可发生缓慢的反应，生成相应的羧酸盐，如油酸盐和硬脂酸盐。
zno在氢气中被还原温度
zno在氢气中被还原温度ZnO在氢气中被还原温度ZnO，即氧化锌，是一种常见的无机化合物，广泛应用于各个领域。
然而，在一些特定的应用场景中，需要将ZnO还原为金属锌。
而氢气是一种常用的还原剂，可以在适当的条件下将ZnO还原为Zn。
本文将探讨ZnO在氢气中被还原的温度条件。
首先，我们需要了解ZnO的化学性质。
ZnO是一种离子晶体，其晶格结构由锌离子（Zn2+）和氧离子（O2-）组成。
在常温下，ZnO是稳定的，不易被还原。
然而，当氢气存在时，ZnO可以发生还原反应，生成金属锌。
ZnO的还原反应可以用如下的化学方程式表示：ZnO + H2 → Zn + H2O由方程式可知，还原反应需要氢气与ZnO发生反应，生成金属锌和水。
所以，还原温度的选择需要考虑两个因素：氢气的活性和ZnO的热稳定性。
氢气的活性与温度有关。
一般来说，温度越高，氢气的活性越强。
因此，提高还原温度可以加速反应速率，但过高的温度可能导致反应过程不可控或产生副反应。
因此，选择适当的还原温度非常重要。
ZnO的热稳定性也需要考虑。
在低温下，ZnO的结构稳定，不易发生还原反应。
而在高温下，ZnO的热稳定性降低，更容易被还原。
因此，提高温度可以增加还原反应的效率。
综合考虑氢气的活性和ZnO的热稳定性，选择适当的还原温度是关键。
一般来说，ZnO在300到500摄氏度的温度范围内可以被较好地还原为金属锌。
在这个温度范围内，氢气的活性较高，有利于反应的进行，同时ZnO的热稳定性也相对较好。
然而，还原温度的选择还受到其他因素的影响。
例如，反应时间、反应物的浓度以及催化剂的存在都可能影响还原温度的选择。
因此，在具体应用中，需要根据实际情况进行调整和优化。
总结起来，ZnO在氢气中被还原的温度是一个复杂而且需要综合多种因素考虑的问题。
一般来说，选择适当的温度范围（300-500摄氏度），可以提高反应效率并控制副反应的产生。
然而，在具体应用中，还需要根据实际情况进行调整和优化。
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1．纳米氧化锌的性质
1.1表面效应
表面效应是指纳米粒子表面原子与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化，随着粒径减小,表面原子数迅速增加，另外 ,随着粒径的减小,纳米粒子的表面积、表面能及表面结合都迅速增大这主要是由于粒径越小,处于表面的原子数越多表面原子的晶场环境和结合能与内部原子不同表面原子周围缺少相邻的原子,有许多悬空键,具有不饱和性质 ,易与其它原子相结合而稳定下来,故具有很大的化学活性 ,晶体微粒化伴有这种活性表面原子的增多,其表面能大大增加伴随表面能的增加 ,其颗粒的表面原子数增多 ,表面原子数与颗粒的总原子数的比值被增大 ,于是便产生了“表面效应”,即“表面能”与“体积能”的区分就失去了意义 ,使其表面与内部的晶格振动产生了显著变化 ,导致纳米材料具有许多奇特的性能
1.2体积效应
当纳米粒子的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或更小时,周期性的边界条件将被破坏,磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化剂及熔点等都较普通粒子发生了很大的变化 ,这就是纳米粒子的体积效应这种体积效应为实用开拓了广阔的新领域。