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技术管理
纳米氧化锌常用制备技术
张西平贺辛亥张雄斌令璐王国庆(西安工程大学机电工程学院,陕西西安710048
摘要:纳米氧化锌是一种新型无机半导体材料,具有很多
模板法主要是通过有孔道的模板来控制材料的生长方向,
优异特性。简述了ZnO的结构、性能及应用,综述了近几年来使材料只能按照一定的方向生长。余晓,陈中银等?以鸡蛋壳
国内外研究者最常用的纳米ZnO的制备技术,然后对存在的一内膜为模板,通过简单环保的液相浸渍技术结合热处理工艺制
些问题进行了总结,最后对ZnO纳米材料未来的发展做了备出具有蛋膜分级结构特征的氧化锌微纤维材料。
展望。
通过认真分析研究广大学者的研究成果,简单总结了这五
关键词:纳米氧化锌;结构;性能;制备技术;发展
种最常用的制备纳米Zn0工艺的优缺点,见表1。
纳米氧化锌具有粒子尺寸小、比表面积大、表面与界面效
表1制备纳米氧化锌工艺的优缺点
应明显等特点,被称为一种新型多功能金属氧化物半导体材制备工艺
优点
快点
料。纳米氧化锌应用比较广泛,在诸多方面都表现出良好的物
工艺简单,反应快,粒子较纯、晶形可
制备条件苛刻,易造成
化性能。但影响其应用于实际生活中的因素还是挺多的,例如
水热法
其工作温度高、长时间工作热稳定性欠佳等,都一直阻碍着其
控、无团聚,成本低,毒害小
资源浪费,难以达到工
业节能化
发展。本文对Zn0常用制备技术方面的研究工作进行了总结。
1纳米氧化锌结构
溶胶一凝胶法产物纯度高,分散性好,副反应少,エ「成本高,易团聚
艺简单,有工业化生产潜力
Zn0是一种新型的I~I族宽禁带、直接带隙化合物半导体
过渡金属氧化物。通常情况下,纤锌矿型结构是乙n0的主要存
直接沉淀注操作过程简易,对设备和技术要求不/粒径分布范围很宽,分
散性较差,除阴离子较
高,同时制备成本低
在结构,如图1所示。Zn0具有独特的极性表面,在表面极化电
困难
荷和断键原子作用下,可制备成形貌各异的纳米结构。王忠林
生产规模较小,合成
课题组成功制备出了点、线、管、花、塔、笼等不同形状特殊形
模板法
机理、过程比较简单适用面广「品成分、结品度很难
貌的纳米ZnO。
控制
3结语
本文主要总结了氧化锌的性能,介绍了制备纳米氧化锌的
常用方法,其中仍有许多问题需要解决,归纳起来有:
(1)纳米ZnO颗粒制备机理需继续深入研究;
(0t10
2)ZnO纳米颗粒形貌控制,粒度分布,粒子性能等需进一
步研究
3)Zn0纳米颗粒的收集、存放及储运方法及设备有待
改进;
(4)纳米颗粒制备工业化的设备与装置需改善;
12101
(5)制备工艺要提高产率,降低耗能,降低成本。
图1纤锌矿结构2Zn0晶体模型示意图
随着科学技术的不断进步,气敏材料的发展也比较迅速。
2纳米氧化锌的制备方法
在气敏传感器基材开发方面,对于气敏材料进行元素掺杂、表
近年来,纳米材料发展迅速,其制备工艺种类繁多,国内外面改性以及其微结构形貌与尺寸方面控制等方面,开发纳米材
研究者最常用的制备技术主要有水热法、溶胶~凝胶法、喷雾热料仍是金属氧化物半导体气敏材料的发展方向。
解法、直接沉淀法、模板法。
参考文献:
2.1水热法
在特别制造的一种密闭反应容器里,以水溶液为反应介 ties and Applications U].Journal of Physics: Condensed Matter,004
境,使得通常难溶或不溶的物质溶解并且重结晶的方法即是
匀]施尔畏,夏长泰,王步国等,水热法的应用与发展无
水热法。陈同云等能在低温下制备掺杂GU的Zn0,但以乙醇机材料学报,1996,112:193-206.
为溶剂,造成资源浪费。
3]陈同云,朱小华,储向峰,等Cu2“掺杂ZnO納米棒的制备
2.2溶胶~凝胶法
及气敏性能硏究卟无机材料学报,2012,10(2:1089~1094
技术。该方法主要是以无机盐或金属醇盐为前驱物,经过水解酸盐通报,190103062-6
溶胶一凝胶法門是近年来才开发的一种制备超微粉体的新
4杨南如,余桂郁.溶胶凝胶法名词解释和测试方法硅
缩聚过程,然后对其进行一定的处理,最终得到所需纳米粉体
5姜秀平,弓巧娟,王帅.棒状纳米ZnO的制备及其光催化
的一种纳米材料湿化学方法。姜秀平等把醋酸锌、草酸作为性能研究.应用化工,2013,42(5):848-850.
主要原料,乙二胺作为添加剂,制得了粒子直径在20~30nm棒
[6]Cao Yali, Hu Pengfei, Pan Weiyu Methanal and xylene sen-
状结构的纳米Zn(
sors based on Zno nanoparticles and nanorods prepared by
2.3直接沉淀法
room-temperature solid-state chemical reaction J].Sensors and Ac
将沉淀剂加入到可溶性盐溶液中,然后在一定条件下生成 tutors B: Chemical,2008,134:462~466
沉淀,从溶液中将该沉淀析出,去除阴离子,最后再沉淀,经热
[?余晓,陈中银,等.蛋膜结枃氧化锌微纤维的合成与表征
分解,即可得到纳米氧化锌的方法就是直接沉淀法。
J河南师范大学学报(自然科学版),2007,354:103~105
2.4模板法
2016年3月化1177
万方数据