纳米结构氧化锌的制备及其应用研究进展

综述了纳米氧化锌的主要制备方法,阐述了目前国内外制备各类形态纳米氧化锌的研究进展,对当前应用研究中存在的一些问题进行了讨论,进一步展望了未来应用研究的前景.     

纳米级氧化镁团聚和解团聚行为的研究

用表面活性剂TX－10的乙醇溶液洗涤Mg(OH)2，使其热分解，制得了粒径为15－20nm的纳米级氧化镁，并将制得的氧化镁用热重、X射线衍射和透射电镜进行了表征。结果表明，用此法制得的纳米氧化镁具有良好的分散性。     

热爆法制取纳米氧化锌

以硝酸锌为原料，用过氧化氢氧化氧化锌得到过氧化锌，然后用热爆分解得到纳米氧化锌。用Ｘ射线粉末衍射及透射电子显微镜方法对它作了表征。纳米氧化锌的大小为（８－２０）ｎｍ×（５０－１００）ｎｍ，形状为针棒状。     

纳米氧化锌粉的表面改性研究

以Zn(NO3)2·6H2O和CO(NH2)2为原料,采用均相沉淀法制备纳米氧化锌粉.用扫描电镜对产物粒度大小、形貌进行观察,并对其影响因素进行了探讨.结果表明,在反应温度为120℃,反应时间为2.5h时,所制的纳米氧化锌的产率最大.用不同的表面改性剂对纳米ZnO进行表面改性,粉体不再发生团聚.图6,表7,参5.     

用氧化锌精矿制备ZnO纳米晶须

以氧化锌精矿为原料,采用湿化学方法制备出ZnO纳米晶须,并就具体的精矿提纯及晶须合成工艺进行了研究．结果表明：经酸溶精矿,净化除杂先得到纯净ZnSO4溶液,然后在70℃以3．1mol／LNaOH溶液沉淀1．25mol／L该ZnSO4溶液合成ZnO前驱体。最后经干燥煅烧可制得ZnO纳米晶须．通过TEM形貌观察和XRD物相分析,所得ZnO为针状结构,直径20～30nm,长度可达350nm,其物相是六方晶系纤锌矿结构．     

三维纳米结构氧化锌的制备

采用两步溶液法在硅片表面制备了新颖的三维纳米结构氧化锌,并采用SEM和XRD等手段对其进行了表征.两步溶液法制备实验表明:当氧化锌种子层的生长制备时间在48 h、种子层外延生长时间超过7 h,在硅片表面就能得到三维纳米结构氧化锌.对三维纳米结构氧化锌的生长机理进行了初步探究.     

纳米氧化锌的制备及其研究进展

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。     

表面修饰的纳米氧化锌的分散稳定性研究

通过采用不同的修饰剂,对合成的纳米氧化锌进行表面修饰,进而研究了修饰后的纳米氧化锌的分散稳定性.经研究发现,修饰后的纳米氧化锌Zeta电位增大,产品的稳定性增加.     

应用模拟退火原理寻找无团聚纳米粒子Zr（OH）4制备的最佳工？…

将模拟退火算法应用于无团聚纳米粒子Ｚｒ（ＯＨ）４的研制中获得制备纳米Ｚｒ（ＯＨ）４的最佳工艺条件。实验验证和计算机模拟都表明该方法有效。     

沉淀法制备纳米氧化锌的研究

通过实验和理论分析,对均匀沉淀法和直接沉淀法制备纳米ZnO进行了比较,结果表明：以硝酸锌为原料,尿素为均匀沉淀剂制得的纳米ZnO粒径小,分布窄,分散性好,收率大体相等,远优于直接沉淀法制备的纳米ZnO.     

纳米ZnO的制备与表征

以ZnAc2.2H2O、(NH4)2CO3为原料,采用沉淀法制备了纳米ZnO.以TG-DTA、IR、XRD、TEM和BET等测试方法研究了纳米ZnO粉体的结构和形貌特性.结果表明,前驱物[Zn5(OH)6(CO3)2]经300℃焙烧2 h,得到的纳米ZnO为六方晶系,粒子为球形,最小晶粒约为5 nm,最大约为28 nm,大部分集中在16~20 nm之间,平均晶粒为19.4 nm,90%的纳米晶粒≤24 nm,粒度分布均匀,分散性良好.探讨了反应物浓度、物料配比和焙烧温度等对样品的影响.     

制备参数对ZnO纳米线阵列特性的影响

针对目前水热法制备ZnO纳米线生长机制及成核过程中存在的一些模糊问题,利用水热法制备了一维ZnO纳米线阵列,研究了ZnO纳米线生长过程中反应液浓度、生长时间、反应压力、退火条件等实验参数对ZnO纳米线阵列的形貌、微结构及光电特性的影响,讨论了纳米线生长的成核机制及生长机理.研究结果对制备高质量一维ZnO半导体纳米线阵列并将其应用于微纳及光电子器件领域都有一定的参考价值.     

氧化锌纳米晶敏感材料的制备

用柠檬酸盐法合成了ZnO纳米晶,研究了不同灼烧温度及同一温度不同灼烧时间对ZnO纳米晶晶化过程的影响,探讨了合成ZnO纳米晶的最佳实验条件.用X射线衍射、红外光谱、热失重、差热、透射电镜等实验手段对ZnO纳米晶进行了研究.实验结果表明,用柠檬酸盐法制得的ZnO纳米晶属立方晶系,形貌为球形,纯度高,粒径分布均匀,平均粒径20nm.     

直接沉淀法纳米氧化锌的制备及表征

以ZnCl2.2H2O和无水(NH4)2CO3为原料,采用直接沉淀法制备了纳米氧化锌.TG-DTG-DTA、IR分析结果表明,前驱体为碱式碳酸锌[Zn5(OH)6(CO3)2].前驱体经300℃煅烧1 h、2 h、3 h后分别得到粒径不同的纳米氧化锌.用XRD、TEM和BET等进行表征,300℃煅烧2 h得到的纳米氧化锌的最小粒径约为8 nm,最大约为15 nm,平均粒径约为12 nm,比表面积为80.56 m2/g,纯度达99.9%以上,结果较为满意.     

氧化锌纳米晶\卟啉复合材料能量及电子转移过程

利用溶胶-凝胶方法制备了半导体ZnO纳米材料,用混合方法将ZnO与卟啉有机物(对-二羟基苯基卟啉)形成复合体系。通过对复合体系光学性质变化的研究,建立了半导体晶体-有机化合物的能级结构图,提出了纳米材料———有机物复合体系中的能量及电子转移过程[1]。     

沉淀法分离Zn(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)制备ZnO和MnO2的研究

在Zn2+、Mn2+混合溶液中,通过加入过量的氨和碳酸氢铵,用沉淀法将Zn2+、Mn2+离子分离,并制备了ZnO和化学MnO2.研究了氨和碳酸氢铵加入量、反应温度、静置时间等条件对沉淀分离效果的影响;通过正交设计实验得到了Zn2+、Mn2+分离的适宜条件为:NH3的用量比生成Zn(NH3)42+配合物的理论用量多20%,NH4HCO3 为理论用量,反应温度T=40 ℃,静置时间t =20 min.获得的ZnO和化学MnO2样品经分析纯度分别为98.6%和96.5%.     

Ag掺杂ZnO纳米晶的发光特性

以Zn(NO3)3.6 H2O,AgNO3为原料,明胶为模板分散剂,采用凝胶模板燃烧法制备纯ZnO和ZnO∶Ag纳米晶,利用XRD,SEM,TEM和PL谱对样品的结构和性能进行了研究.结果表明∶掺杂前后产物粒子形状均为球形,结晶良好,属六方晶系结构且无杂相;Ag占据部分Zn格位或填隙位进入ZnO晶格,掺入量约为1%(摩尔分数);纯ZnO平均粒径约为40 nm,掺杂样品的平均粒径约为45 nm,Ag掺杂轻微地影响ZnO晶粒生长.PL谱显示Ag掺杂能够调整ZnO纳米晶的能带结构?提高表面态含量,进而使得ZnO:Ag纳米晶的可见发光能力显著增强.     

Mn掺杂纳米晶ZnO的制备及其性质

 采用固相热分解自组装方法制备Mn掺杂纳米晶ZnO样品, 并利用X射线衍射(XRD)、 能量散射光谱(EDS)、 X射线光电子能谱(XPS)和光致发光光谱(PL)等方法测试Mn掺杂ZnO样品的结构、 形态及光学性质. 结果表明: 采用本文方法获得了具有ZnMn低O/ZnMn高O核壳结构的ZnMnO合金; 在250 ℃和300 ℃制备样品时, 表面存在大量的Mn对表面起钝化作用.     

ZnO薄膜的制备及其特性研究

采用射频磁控溅射技术生长出高质量（002）晶面取向的ZnO薄膜.通过XRD和AFM研究了射频功率和氧气比例对ZnO薄膜的结构和表面形貌的影响.研究结果显示,射频功率在50W下氧气比例为45%时,所生长的ZnO薄膜可以用于制作高质量的表面声波仪（SAW）.     

Mn掺杂ZnO纳米颗粒制备及磁性研究

采用溶胶—凝胶法制备了Mn掺杂的ZnO,采用X-射线分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)等手段,对样品进行了表征。结果表明:粉体中MnO2的含量较小,主要以小团簇的形式均匀的弥散在ZnO中;Mn掺杂ZnO纳米颗粒的晶粒尺寸与Mn的掺杂量无关,但是与热处理温度有关;VSM测试结果表明样品具有室温铁磁性,样品的饱和磁化强度随Mn的掺杂量的增加,先增大后减小,在2%时,样品的饱和磁化强度达到最大值。