ZnO纳米材料的制备与应用
《纳米棒状ZnO自组装结构的制备及其光电性能研究》范文
《纳米棒状ZnO自组装结构的制备及其光电性能研究》篇一一、引言随着纳米科技的发展，ZnO纳米材料因其优异的物理和化学性质，如高激子结合能、高电子迁移率等，被广泛应用于光电器件、生物传感器、光催化剂等领域。
本文以纳米棒状ZnO自组装结构为研究对象，探讨了其制备方法及光电性能，旨在为ZnO纳米材料的应用提供理论依据。
二、制备方法1. 材料选择与准备本实验选用高纯度的ZnO粉末作为原料，通过溶胶-凝胶法进行制备。
此外，还需准备乙醇、去离子水、表面活性剂等辅助材料。
2. 制备过程首先，将ZnO粉末溶解在乙醇中，形成均匀的溶液。
然后，加入表面活性剂，在搅拌条件下使溶液形成溶胶。
接着，将溶胶置于适当的温度下进行凝胶化处理，使ZnO纳米棒自组装形成结构。
最后，对所得产物进行清洗、干燥，得到纳米棒状ZnO自组装结构。
三、结构与形貌分析1. 结构分析通过X射线衍射（XRD）对制备的纳米棒状ZnO自组装结构进行物相分析，结果表明，所得产物为六方纤锌矿结构的ZnO。
2. 形貌分析利用扫描电子显微镜（SEM）对样品进行形貌观察，发现ZnO纳米棒呈规则的棒状结构，且自组装形成紧密的结构。
此外，通过透射电子显微镜（TEM）对纳米棒的微观结构进行进一步观察，发现其具有较高的结晶度和良好的分散性。
四、光电性能研究1. 紫外-可见吸收光谱分析通过紫外-可见吸收光谱测试，发现纳米棒状ZnO自组装结构在紫外区域具有较高的光吸收能力。
此外，通过对光谱数据的分析，可以得到其禁带宽度等光电性能参数。
2. 光致发光性能研究光致发光性能是评价半导体材料光学性能的重要指标。
通过光致发光光谱测试，发现纳米棒状ZnO自组装结构具有较好的光致发光性能，发光峰位明确，半峰宽较窄。
这表明其具有较高的光学质量和较好的结晶度。
3. 电学性能研究通过电学性能测试，发现纳米棒状ZnO自组装结构具有较高的电子迁移率和较低的电阻率。
这些电学性能参数对于评估其在光电器件中的应用具有重要意义。
ZnO纳米材料的制备方法及应用
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — １ １ － ０ ３
基金项 目： 吉林农业大学校 内科研启动基金 （ ２ ０ １ ２ ３ ８ ）
作者简 介： 李雪 （ １ ９ ７ ９ － ） ， 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 Ａ ｒ 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 。
２ Ｚ ｎ Ｏ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Ｔ ｉ Ｏ ： 相 比， Ｚ ｎ Ｏ是直接带隙半导体 ， 其电子跃迁几率远高于 Ｔ ｉ Ｏ ： ， 因此有着更高的量子效率 ， Ｚ ｎ Ｏ 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 ， Ｚ ｎ Ｏ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 Ｚ ｎ Ｏ做 为 光 催 化 剂 的 研 究 具 有 很 强 的 现 实 意 义 。 Ｎ ａ ｚ ａ ｒ Ｅ ｌ ａ ｍｉ ｎ等 人¨ 制备 Ｚ ｎ Ｏ纳米材 料光催 化 剂 ， １ １ ０分钟 后 ， 甲基橙 几乎 全部 降解 。 Ｊ ｉ ａ Ｚ ｈ ｉ — ｇ ａ ｎ ｇ等人 。 。 制 备 了负载银 的
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。
量子点zno
量子点ZnO简介量子点ZnO是一种由氧化锌（ZnO）组成的纳米材料，具有特殊的光电性质和优异的应用潜力。
它的独特之处在于其尺寸在纳米级别，导致其电子结构和光学性质与大尺寸的ZnO材料不同。
量子点ZnO因其在能带结构和电荷传输方面的特殊性质而受到广泛关注。
量子效应量子点是指尺寸在纳米级别（通常小于10 nm）的微小晶体。
由于其尺寸相对较小，量子点材料表现出与大尺寸晶体不同的物理和化学性质。
其中之一就是量子效应。
在量子点中，电子和空穴被限制在三个空间维度上运动，形成了一个类似于三维势阱的结构。
这种限制导致了能带结构发生变化，使得材料呈现出禁带宽度随粒径变化而变化的特性。
当粒径减小到一定程度时，禁带宽度增加，能级间距减小，从而导致光学性质的变化。
ZnO的性质氧化锌（ZnO）是一种宽禁带半导体材料，具有优异的光电性能和化学稳定性。
它在紫外光区域具有高透过率，并且具有高载流子迁移率、快速载流子复合速率和良好的热稳定性。
这些特性使得ZnO在光电器件、传感器、催化剂等领域具有广泛的应用前景。
然而，普通尺寸的ZnO材料往往受到缺陷密度和表面态等问题的困扰，限制了其在某些应用中的效果。
量子点ZnO由于其特殊结构和尺寸效应，可以显著改善这些问题。
量子点ZnO制备方法制备量子点ZnO主要有物理法和化学法两种方法。
物理法物理法主要包括溅射法、蒸发-凝聚法和激光烧结法等。
这些方法通过控制材料蒸发和沉积过程中的温度、压力和气氛等参数来实现纳米级别尺寸的控制。
溅射法是一种常用的物理法，通过将靶材（通常为ZnO）置于真空腔室中，加热靶材并用惰性气体轰击使其蒸发，然后在基底上沉积形成纳米颗粒。
化学法化学法主要包括溶胶-凝胶法、水热合成法和热分解法等。
这些方法通过在溶液中控制反应条件来实现量子点ZnO的制备。
溶胶-凝胶法是一种常用的化学方法，通过将金属前驱体和溶剂混合并控制反应温度和时间等参数，在溶液中形成纳米颗粒。
量子点ZnO的应用量子点ZnO由于其特殊的光电性质，在多个领域具有广泛的应用潜力。
《ZnO纳米材料的水热法制备及丙酮气敏性能优化研究》范文
《ZnO纳米材料的水热法制备及丙酮气敏性能优化研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，氧化锌（ZnO）纳米材料因其独特的物理和化学性质，在光电子器件、传感器、催化剂等领域展现出广泛的应用前景。
ZnO纳米材料的气敏性能对于气体检测、环境监测和安全防护等领域具有极高的应用价值。
本文将详细介绍ZnO纳米材料的水热法制备工艺及其在丙酮气敏性能的优化研究。
二、ZnO纳米材料的水热法制备1. 材料与试剂制备ZnO纳米材料所需的主要材料和试剂包括：锌盐（如硝酸锌）、碱（如氢氧化钠）、去离子水以及表面活性剂等。
2. 制备方法水热法是一种制备ZnO纳米材料的常用方法。
具体步骤如下：（1）将一定浓度的锌盐溶液与碱溶液混合，调节pH值；（2）加入表面活性剂，以控制ZnO纳米颗粒的形貌和尺寸；（3）将混合液转移至反应釜中，加热并保持一定时间；（4）反应结束后，冷却、离心、洗涤，得到ZnO纳米材料。
3. 制备工艺优化通过调整反应物的浓度、pH值、反应温度和时间等参数，可以优化ZnO纳米材料的制备工艺，提高其产率和质量。
三、丙酮气敏性能优化研究1. 丙酮气敏性能测试采用气敏传感器对制备的ZnO纳米材料进行丙酮气敏性能测试。
通过测量传感器在不同浓度丙酮气体下的电阻变化，评估其气敏性能。
2. 性能优化措施（1）材料改性：通过掺杂其他元素或采用复合材料的方法，提高ZnO纳米材料的气敏性能。
（2）表面修饰：利用表面活性剂或生物分子对ZnO纳米材料进行表面修饰，提高其与丙酮气体的相互作用，从而提高气敏性能。
（3）结构优化：通过调整ZnO纳米材料的形貌、尺寸和结晶度等，优化其气敏性能。
3. 优化效果分析通过对比优化前后的气敏性能测试结果，分析优化措施对ZnO纳米材料气敏性能的影响。
结果表明，经过优化后的ZnO纳米材料在丙酮气体检测方面表现出更高的灵敏度、更低的工作温度和更好的选择性。
四、结论本文研究了ZnO纳米材料的水热法制备工艺及其在丙酮气敏性能的优化研究。
ZnO纳米材料的制备及其光性能分析
ZnO纳米材料的制备及其光性能分析ZnO纳米材料的制备及其光性能分析摘要：随着纳米材料的研究和应用逐渐深入，ZnO纳米材料因其优异的光学性质和广泛的应用潜力而备受关注。
本文通过对ZnO纳米材料的制备方法及其光性能的分析，探讨了其在可见光谱范围内的应用前景和潜在问题。
1. 引言ZnO是一种重要的半导体材料，在可见光范围内具有良好的透明性和光学性能。
纳米化技术使ZnO纳米材料的制备更加容易，并且能够调控其形貌和结构，进一步扩展了其应用领域。
本文主要研究了ZnO纳米材料的制备方法和其在光学性能方面的应用。
2. ZnO纳米材料的制备方法2.1 水热法水热法是制备ZnO纳米材料常用的方法之一。
通过在高温高压条件下将Zn源物与反应溶液中的脱水剂反应，在特定的温度、压力和时间下得到纳米级的ZnO颗粒。
这种方法可以控制纳米粒子的形貌和大小。
2.2 氧化法氧化法是将氧化锌粉末进一步破碎并通过化学反应得到纳米级ZnO颗粒的方法。
具体步骤包括溶液制备、沉淀制备和煅烧等。
这种方法制备的ZnO纳米材料通常具有较高的纯度和比表面积。
2.3 等离子体辅助沉积法等离子体辅助沉积法是一种通过等离子体溅射氧化锌薄膜并在退火过程中形成纳米颗粒的方法。
这种方法对制备较大面积的纳米薄膜具有较高的效率和可控性。
3. ZnO纳米材料的光性能分析3.1 光吸收与发射性质ZnO纳米材料在可见光谱范围内具有很好的吸光性能，吸收光谱主要集中在紫外光区域，具有很高的吸收系数。
此外，ZnO纳米材料还表现出良好的荧光性能，其荧光峰位主要在380-420 nm范围内。
3.2 光电导性质由于ZnO纳米材料是一种半导体材料，因此具有良好的光电导性能。
通过引入掺杂元素或修饰表面，可以调控和增强ZnO纳米材料的光电导能力。
这使得ZnO纳米材料在光电器件和太阳能电池等领域有广泛的应用前景。
3.3 光催化性能ZnO纳米材料具有较高的光催化性能，可以在可见光区域内吸收光能并产生电子-空穴对。
ZnO纳米半导体材料制备
ZnO纳米半导体材料制备ZnO纳米半导体材料是一种应用广泛的纳米材料，具有较高的光学、电学性能，被广泛应用于光电器件、光化学传感器等领域。
本文将主要介绍ZnO纳米半导体材料制备的方法和工艺流程。
1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是制备ZnO纳米半导体材料的一种有效方法。
大体上，溶胶-凝胶法是将一定比例的Zn(NO3)2·6H2O和NaOH在水中溶解，形成氢氧化锌胶体，通过高温固化和煅烧制备出ZnO纳米半导体材料。
其中，胶化处理的条件包括温度、pH值、浓度等因素，对于制备ZnO纳米半导体材料的影响较大。
在实际操作中，也可以通过添加其他成分，如葡聚糖等，对胶体进行修饰，可以得到不同形态、大小和分散状态的ZnO纳米半导体材料。
2. 气相沉积法气相沉积法是制备ZnO纳米半导体材料的一种常用方法。
基本的制备过程是，在预制的基底上，通过真空或气氛等环境下，使大气中的气体通过热源或光源的激发，分解并反应生成ZnO纳米半导体材料。
在实际操作中也可以通过在反应中加入其他气体或化学试剂等进行反应，如NH3、H2O等，可对所得纳米半导体的性质进行改变。
3. 热分解法热分解法是通过热分解物质，在目标物质的表面附着形成纳米半导体材料的制备方法。
在ZnO纳米半导体材料的制备中，可以采用类似的方法，先将ZnO前体溶于某种有机溶液中，然后在一定温度下加热，使前体产生分解反应，沉积在基底上的ZnO形成纳米半导体材料。
不同于其他制备道德方法，热分解法所得纳米材料较好地维持了前体分子的结构，因而具有较好的晶型、晶粒尺寸和形貌等方面的性质。
总之，ZnO纳米半导体材料具有良好的物理性能和应用前景，其规模化制备对纳米材料的推广应用十分重要。
不同的制备方法也可以根据材料特点和应用领域的不同来选择。
ZnO纳米复合材料的制备、表征及其光催化性能的研究开题报告
ZnO纳米复合材料的制备、表征及其光催化性能的研究开题报告一、课题背景随着环境污染问题的日益突出，探索高效、环保的污染治理手段成为迫在眉睫的任务。
光催化技术由于具有高效、无二次污染等优点，被广泛应用于水处理、空气净化和有机污染物的降解等领域，成为一种重要的环境治理技术。
作为一种重要的光催化材料，ZnO因其光催化性能优异、低成本等特点得到了广泛关注。
目前，制备ZnO纳米结构已经成为探索ZnO光催化性能的热点研究方向之一。
同时，通过将ZnO与其他物质复合，可以进一步提高其光催化性能，因此开展ZnO纳米复合材料的研究对于提高光催化技术的效率和应用范围具有重要意义。
二、研究内容和目标本课题将采用常规化学合成法制备ZnO纳米复合材料，并对其进行表征。
同时，通过考察ZnO复合材料的光催化性能，探究不同复合材料对ZnO光催化性能的影响，以期为开发高效、稳定的光催化材料提供理论依据。
具体任务包括：1. 合成适宜的ZnO复合材料。
将ZnO与具有改善或增强其光催化性能的适宜物质进行复合，如碳材料、MnO2等，以提高其催化效率和稳定性。
2. 对制备的ZnO纳米复合材料进行结构、形貌和光学性质等的表征。
采用XRD、SEM、TEM等技术对复合材料的结构和形貌进行分析，使用UV-Vis分光光度计研究其光学性质。
3. 考察ZnO纳米复合材料的光催化性能。
对纳米复合材料进行光催化降解有机染料如罗丹明B等实验，研究复合材料在光照下催化降解上述污染物的催化性能及稳定性。
三、研究意义本课题旨在通过制备ZnO纳米复合材料，探究不同复合材料对ZnO 光催化性能的影响，为光催化应用提供一定的理论和实验基础。
同时，该项研究有望为ZnO纳米复合材料的应用提供一种新思路，进一步推动光催化技术的发展和应用。
zno纳米粒子的制备及表征
zno纳米粒子的制备及表征ZnO纳米粒子是一种重要的功能材料，其制备和表征在材料科学和纳米技术研究中具有重要的意义。
本文将介绍ZnO纳米粒子的制备方法和表征技术。
一、ZnO纳米粒子制备方法1. 溶液法溶液法是制备ZnO纳米粒子的常用方法之一。
这种方法需要将金属Zn或Zn碎块加入酸性或碱性溶液中，然后加入氧化剂，如NaOH，NH4OH和H2O2等，使其氧化形成ZnO纳米粒子。
其中，NaOH和NH4OH是碱性氧化剂，而H2O2是氧化性氧化剂。
不同的氧化剂会影响ZnO纳米粒子的形貌和大小。
2. 水热法水热法是一种简单有效制备ZnO纳米粒子的方法。
该方法将Zn盐与氢氧化物或碱性溶液混合，在高温高压的条件下反应，形成纳米粒子。
通常情况下，水热法制备的ZnO纳米粒子具有较高的结晶性和较好的晶型控制。
3. 氧化镀膜法氧化镀膜法是一种将Zn薄膜表面进行氧化反应的方法，可以制备出更为均匀和纯净的ZnO纳米粒子。
在氧化镀膜过程中，通过调节反应条件，例如反应温度、时间和氧气流量等，可以精确控制纳米粒子的大小和形貌。
4. 其他方法除了上述方法外，还有一些其他的制备方法，如化学还原法、气氛氧化法、放电火花法等。
这些方法具有各自的优缺点，可以根据具体需求进行选择。
二、ZnO纳米粒子表征技术1. X射线衍射 X射线衍射是一种常见的用于表征ZnO 纳米粒子晶体结构的技术。
该技术通过测量样品的X射线衍射谱，可以确定ZnO纳米粒子的晶体结构、晶粒大小和晶体品质等信息。
2. 透射电镜透射电镜是一种用于表征ZnO纳米粒子形貌和尺寸的技术。
透射电镜可以通过高清晰度的图像直接观察纳米粒子的形态和尺寸分布。
3. 紫外可见吸收光谱紫外可见吸收光谱是一种测量ZnO纳米粒子带隙能量的技术。
这种技术可以通过分析样品的吸收谱来确定纳米粒子的带隙能量，从而了解其光电性能。
4. 红外光谱红外光谱是一种可以测量ZnO纳米粒子表面官能团的技术。
通过分析样品的红外光谱，可以确定纳米粒子表面化学官能团的成分和数量，为其在化学反应和生物学应用中的应用提供支持。
ZnO纳米材料的制备及性能研究的开题报告
CuO/ZnO纳米材料的制备及性能研究的开题报告一、研究背景和意义：氧化铜（CuO）和氧化锌（ZnO）是广泛应用于化工、医药和环保等多个领域的重要材料。
近年来，由于纳米材料的独特性质，人们开始研究纳米CuO/ZnO复合材料的制备和性能研究。
这种复合材料具有多种独特性质，如高比表面积、优异的光催化性能、电学性能等，具有广泛的应用前景。
因此，对CuO/ZnO纳米材料的制备及性能研究具有重要的理论和应用价值。
二、研究内容和方法：本研究将采用水热法、溶胶-凝胶法等方法，制备CuO/ZnO纳米材料，并结合X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等手段对材料的物理和化学性质进行表征。
同时，采用紫外-可见光谱（UV-vis）测试材料的光催化性能，以及采用电化学工作站（EIS）测试材料的电化学性能，研究CuO/ZnO纳米材料的光催化机理及电化学机理，揭示CuO/ZnO纳米材料的性能特点，探索其在环境污染治理和能源转换等方面的应用。
三、研究目标和预期成果：本研究旨在制备高质量的CuO/ZnO纳米材料，研究其结构、性质和应用特点，揭示其光催化机理及电化学机理，为其在环境治理和能源转换等领域的应用提供理论和实验基础。
预期成果包括：1）成功合成CuO/ZnO纳米材料，并得到其形貌、晶体结构、化学成分等信息；2）研究CuO/ZnO纳米材料的光催化性能及机理，探究其在污染物降解等方面的应用；3）研究CuO/ZnO纳米材料的电化学性能及机理，探究其在能源转换等方面的应用。
四、研究进度安排：第一年：制备CuO/ZnO纳米材料，并结合XRD、SEM、TEM等方法对其进行表征，初步研究其光催化和电化学性能；第二年：进一步研究CuO/ZnO纳米材料的光催化和电化学性能，在此基础上探究其光催化机理及电化学机理；第三年：继续研究CuO/ZnO纳米材料的光催化和电化学性能及应用，撰写论文并进行学术交流。
ZnO纳米材料的绿色合成及其应用研究的开题报告
Ag及Ag/ZnO纳米材料的绿色合成及其应用研究的开题报告一、研究背景和意义纳米材料在化学、物理和生物学等领域中具有重要潜在应用，具有高比表面积、较小的颗粒尺寸、更高的表面能等优越特性。
因此，纳米材料作为一种新型的功能材料，被广泛应用在催化、电子、生物医学、环境、能源等领域。
在这些应用领域中，纳米材料的绿色合成变得非常重要，绿色合成可以减少有害物质的产生，同时提高纳米材料的生物相容性，改善对环境的影响。
Ag是一种具有良好生物相容性和生物活性的材料，可用于医学和环境应用领域。
其固体溶液Ag/ZnO是一种优秀的光催化剂，可用于清除水中有机物和细菌等。
然而，目前存在的Ag/ZnO纳米材料的绿色合成方法还不够完善，因此需要进一步研究和改进。
二、研究目的本研究旨在通过绿色合成方法制备高质量的Ag及Ag/ZnO纳米材料，并研究其在环境和生物医学领域的应用。
具体研究目的包括：1.发展新的绿色合成方法制备Ag及Ag/ZnO纳米材料；2.研究其物化性质；3.评估其对环境和生物的影响；4.探究其在水处理和生物医学领域的应用。
三、研究内容和方法1.绿色合成方法的开发和优化采用绿色化学合成方法，如植物提取物、微生物发酵提取物、离子液体等，通过控制反应条件如温度、pH、浓度等参数，精确控制纳米材料的尺寸和形貌，实现高质量的纳米材料制备。
2.物化性质的研究采用XRD、TEM、UV-Vis等技术对纳米材料的结构、形貌、光学性质等进行表征，全面了解其物理、化学和光学性质。
3.环境和生物医学应用的研究通过探究其在水处理和生物医学领域的应用，评估其对环境和生物的影响和应用潜力。
四、研究意义本研究旨在通过绿色合成方法制备优质的Ag及Ag/ZnO纳米材料，并评估其在环境和生物医学应用领域的应用潜力。
该研究的实现将为纳米材料的绿色合成和应用开发提供一定的参考和指导，对于推动纳米材料的应用和环保事业具有一定的实际意义和社会价值。
zno基纳米材料
zno基纳米材料ZnO基纳米材料是一种具有广泛应用前景的纳米材料。
它由氧化锌（ZnO）组成，具有独特的物理和化学性质，因此在多个领域都得到了广泛的研究和应用。
ZnO基纳米材料在光电领域具有重要的应用。
由于其独特的能带结构和优异的光学性能，ZnO基纳米材料在光电转换器件中表现出色。
例如，它可以用于制备高效的太阳能电池，利用其优异的光吸收和光催化性能，将太阳能转化为电能。
此外，ZnO基纳米材料还可以用于制备光电二极管、激光二极管和发光二极管等光电器件，具有广阔的应用前景。
ZnO基纳米材料在传感领域具有广泛的应用。
由于其具有高灵敏度、快速响应和良好的选择性，ZnO基纳米材料可以用于制备各种传感器，如气体传感器、湿度传感器和生物传感器等。
例如，将ZnO基纳米材料与金属氧化物复合，可以制备出高灵敏度的气体传感器，用于检测环境中的有害气体。
此外，将ZnO基纳米材料与生物分子相结合，可以制备出高灵敏度的生物传感器，用于检测生物分子的存在和浓度。
ZnO基纳米材料在催化领域也有重要应用。
由于其具有较大的比表面积和丰富的活性位点，ZnO基纳米材料可以用于制备高效的催化剂。
例如，将ZnO基纳米材料与贵金属复合，可以制备出高效的催化剂，用于催化氧化反应、还原反应和有机合成等。
ZnO基纳米材料还在生物医学领域展现出巨大的应用潜力。
由于其良好的生物相容性和生物活性，ZnO基纳米材料可以用于制备生物医学材料，如人工骨骼、人工关节和人工血管等。
ZnO基纳米材料具有广泛的应用前景。
在光电、传感、催化和生物医学等领域，ZnO基纳米材料都展现出卓越的性能和潜力。
未来，随着科学技术的不断进步，我们有理由相信，ZnO基纳米材料将会在更多的领域得到广泛应用，为人类的生活和发展带来更多的福祉。
ZnO纳米材料的制备与应用概况
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。
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摘要本文介绍了ZnO纳米半导体材料的制备方法和应用前景。
首先，阐述了ZnO纳米材料在电子、光电、催化等领域的应用潜力。
其次，介绍了ZnO纳米半导体材料的制备方法，包括溶胶-凝胶法、气-液相法、水热法、物理气相沉积法等。
最后，对制备方法的优缺点进行了评价和比较，并对未来的研究方向提出了展望。
介绍ZnO是一种重要的半导体材料，具有优良的电学、光电性能和生物相容性，是当前非常热门的材料之一。
ZnO纳米材料由于其小尺寸效应、表面活性等特点，其物理、化学、光电等性质都与其宏观材料相比发生了显著变化，因此在电子、光电、催化等领域有着广泛的应用前景。
ZnO纳米材料在电子学中被用作半导体材料，因其能带宽度较大，禁带宽度可达3.37eV，电子传导性能优良，能够制备出高性能的固态器件。
同时，在光电领域中，ZnO纳米材料被广泛应用于荧光显示技术、太阳能电池、探测器和光学传感器等器件中。
ZnO纳米晶还具有良好的光催化性能，可用于水处理、空气净化等领域。
因此，研究ZnO纳米半导体材料的制备方法具有重要意义。
制备方法ZnO纳米半导体材料的制备方法有多种，这里介绍了其中常用的几种方法。
溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是目前制备ZnO纳米材料的常用方法之一。
其基本原理是利用金属有机化合物或无机盐在溶剂中形成均相溶胶，然后将其加热至一定温度下使其凝胶化。
再经过焙烧等处理过程，最终制得ZnO纳米粉末。
具体操作如下：依次将Zn源溶剂中加热至一定温度，得到均匀的溶胶，然后将其放在恒温槽中，将温度升高至一定值，定向形成凝胶，最后通过焙烧处理得到纯净的ZnO纳米粉末。
气-液相法气-液相法是一种通过气态单质还原溶液中的金属离子制备纳米粒子的方法。
在该方法中，先将ZnO粉末放入反应釜中，加入氢氧化钠水溶液并搅拌，同时向反应釜中注入氢气，经过一段时间后过滤，再用浓盐酸处理，即可得到纳米粒子。
水热法水热法是一种通过水热反应制备纳米材料的方法，也是制备ZnO纳米材料的一种常用方法。
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。
ZnO微纳米结构及其复合材料的制备和性质研究的开题报告
ZnO微纳米结构及其复合材料的制备和性质研究的开题报告一、研究背景氧化锌（ZnO）是一种多功能的材料，由于其独特的电学，光学和机械性能，已经在许多领域得到广泛应用，如显示器件，激光器，光电探测器，传感器和太阳能电池等。
但是，由于ZnO自身的特殊性质，如高表面能，缺陷和宽带隙等，使其在纳米尺度下具有更好的性能。
因此，制备和研究ZnO微纳米结构已经成为当前重要的研究方向之一。
此外，复合材料的制备也是新材料开发的重要途径。
ZnO复合材料由于具有更优异的性能和材料组合的优势，可应用于光电子器件，催化剂和生物医学等领域。
因此，对ZnO微纳米结构及其复合材料的制备和性质研究具有重要意义。
二、研究目的本研究的目的是制备ZnO微纳米结构及其复合材料，并研究其结构与性质之间的关系。
具体来说，将探讨以下几个方向：1. 采用不同的化学合成方法，制备各种形态的ZnO微纳米结构；2. 研究不同形态ZnO微纳米结构的光催化性能；3. 制备ZnO复合材料，并研究其组成对复合材料光学和电学性质的影响；4. 研究ZnO复合材料在生物医学领域的应用潜力。
三、研究方法1. 化学合成方法制备ZnO微纳米结构，包括水热法、氢氧化物沉淀法等；2. 采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等表征手段，分析ZnO微纳米结构的形态和结构；3. 采用光催化方法研究ZnO微纳米结构的催化降解性能，采用紫外-可见分光光度计（UV-vis）对催化剂的吸收性能进行研究；4. 制备ZnO复合材料，采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱、光致发光（PL）等测试方法对其光电学性质进行分析；5. 探讨ZnO复合材料在生物医学领域的应用潜力，研究生物相容性、细胞毒性等。
四、预期结果和意义通过本研究的实验和数据分析，预计能够得到以下结果：1. 成功制备出形态各异的ZnO微纳米结构，如纳米棒、纳米片、薄片等；2. 研究ZnO微纳米结构的形态对催化降解反应速率的影响；3. 制备出ZnO复合材料，并研究其光学和电学性质；4. 探讨ZnO复合材料在生物医学领域的应用潜力。
纳米ZnO及复合物的可控制备与光催化性能研究
纳米ZnO及复合物的可控制备与光催化性能研究一、本文概述随着环境问题的日益严重和能源需求的不断增长，光催化技术作为一种高效、环保的能源转换和污染物降解手段，受到了广泛的关注和研究。
在众多光催化剂中，氧化锌（ZnO）因其独特的物理和化学性质，如宽禁带、高激子结合能以及优异的光电性能，被认为是一种理想的光催化材料。
然而，ZnO在实际应用中仍面临一些挑战，如光生电子-空穴对的快速复合、可见光利用率低等。
为了解决这些问题，研究者们尝试通过制备ZnO复合物、调控其形貌和结构等方式来提高其光催化性能。
本文旨在研究纳米ZnO及其复合物的可控制备方法，并探讨它们的光催化性能。
我们将介绍纳米ZnO及其复合物的制备方法，包括溶胶-凝胶法、水热法、微波辅助法等，并对比各种方法的优缺点。
然后，我们将重点讨论如何通过调控制备条件，如温度、浓度、时间等，来实现纳米ZnO及其复合物的形貌、结构和性能的调控。
接着，我们将对所制备的纳米ZnO及其复合物进行光催化性能评价，包括光催化降解有机物、光催化产氢等方面，并通过对比实验，探究不同制备方法和条件对光催化性能的影响。
我们将总结本文的主要研究成果，并提出未来可能的研究方向和应用前景。
通过本文的研究，我们期望能够为纳米ZnO及其复合物在光催化领域的应用提供理论基础和技术支持，同时也为其他光催化材料的研究和开发提供借鉴和参考。
二、文献综述纳米ZnO及其复合物作为一种重要的半导体材料，近年来在光催化领域受到了广泛关注。
其独特的物理和化学性质，如大的比表面积、高的光催化活性以及良好的稳定性，使得纳米ZnO在光催化降解有机物、光解水产氢、太阳能电池和气体传感器等领域具有广阔的应用前景。
早期的研究主要集中在纳米ZnO的合成方法上，如溶胶-凝胶法、化学沉淀法、水热法、气相法等。
随着纳米科技的不断发展，研究者们开始关注纳米ZnO的形貌控制，以期获得具有更高光催化活性的材料。
例如，通过调节反应条件，可以制备出不同形貌的纳米ZnO，如纳米颗粒、纳米棒、纳米线、纳米花等。
《ZnO纳米材料的水热法制备及丙酮气敏性能优化研究》
《ZnO纳米材料的水热法制备及丙酮气敏性能优化研究》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诸多领域，如光电、催化、传感器等，都表现出优异的性能。
本文旨在研究ZnO纳米材料的水热法制备工艺，并进一步探讨其丙酮气敏性能的优化。
二、ZnO纳米材料的水热法制备1. 材料与方法ZnO纳米材料的水热法制备主要涉及的是化学法，以锌盐为主要原料，通过控制反应条件（如温度、压力、时间等）来实现ZnO纳米结构的可控合成。
其具体步骤包括：准备原料、配置反应溶液、水热反应、洗涤和干燥等步骤。
2. 结果与讨论通过水热法成功制备出ZnO纳米材料，通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）等手段对产物进行表征。
结果表明，制备的ZnO纳米材料具有较高的纯度和良好的结晶度，且形貌规整，尺寸均匀。
三、丙酮气敏性能的优化研究1. 材料与方法为了优化ZnO纳米材料的丙酮气敏性能，我们采用了表面修饰、掺杂等手段。
首先对ZnO纳米材料进行表面修饰，以提高其比表面积和活性；然后通过掺杂其他元素，改善其电子结构和表面化学性质，从而提高其对丙酮气体的敏感度。
2. 结果与讨论经过表面修饰和掺杂处理后，ZnO纳米材料的丙酮气敏性能得到显著提高。
通过气敏传感器测试，我们发现优化后的ZnO纳米材料对丙酮气体的响应速度更快，灵敏度更高。
此外，我们还研究了不同温度、湿度等环境因素对气敏性能的影响，为实际应用提供了有力的参考。
四、结论本文成功制备了ZnO纳米材料，并对其丙酮气敏性能进行了优化研究。
通过水热法，我们得到了形貌规整、尺寸均匀的ZnO 纳米材料；通过表面修饰和掺杂处理，提高了其对丙酮气体的敏感度和响应速度。
此外，我们还研究了环境因素对气敏性能的影响，为实际应用提供了重要的参考。
本研究为ZnO纳米材料在气体传感器领域的应用提供了新的思路和方法，具有重要的科学意义和应用价值。
未来，我们将继续深入研究ZnO纳米材料的制备工艺和气敏性能，以期在更多领域实现应用。
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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].。