纳米zno的制备方法及其光催化性能

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1、精选公文范文管理资料纳米ZnO的制备方法及其光催化性能　　0引言　　纳米氧化锌（ZnO）是一种面向21世纪的半导体材料，在陶瓷、化工医药、生物等领域得到了广泛的使用。纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1~100nm）。当氧化锌的尺寸在纳米尺度范围时，就具有了普通氧化锌所不具有的量子尺寸效应、量子隧道效应、表面效应以及体积效应等，比普通氧化锌表现出更优良的性质，如非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力等，因此被广泛应用于气体传感、催化、能源、光电材料等领域。半导体金属氧化物在水中接受光照后，能够在其表面生成高活性的氢氧自由基，氧化有机物使其降解。

2、ZnO是一种宽禁带II-VI族化合物半导体光催化材料，其禁带宽度为3.37eV，在波长　　1[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料纳米氧化锌的制备方法　　纳米材料从形态上大致有纳米粉末、纳米纤维、纳米膜和纳米晶4类，对纳米氧化锌研究较多的是纳米粉末和纳米膜，制备方法主要分为物理法与化学法。　　1.1物理法　　物理法是指采用球磨、喷雾等力学过程或光、电技术使材料细化到纳米尺度的制备方法。用来制备纳米ZnO的物理方法有机械粉碎法、深度塑性变形法制备纳米粉体，磁控溅射、分子束外延(MBE)、脉冲激光沉积(PLD)等制备ZnO薄膜。　　1.1.1物理法制备纳米

3、ZnO粉体　　1.1.1.1机械粉碎法　　机械粉碎法是采用球磨或超声波粉碎、冲击波粉碎、电点火花爆炸等技术，将普通级别的氧化锌粉碎至纳米量级。该方法可以制得100nm氧化锌，一般很难达到1~100nm[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料量级。利用该法制备纳米氧化锌具有成本低、能耗小等优点，但是存在产品的粒径分布范围较宽、容易引入杂质等缺点，所以很少应用。　　1.1.1.2深度塑性变形法　　深度塑性变形法是通过深度塑性形变使原材料内部产生均匀分布的超细晶粒从而制备纳米氧化锌的方法，主要有累计轧合法、等通道挤压法、高压扭转法等。利用该方法制备氧化锌粉体具

4、有致密性好、粒度可控、纯度高等优点，但加工生产需要特殊的设备。　　1.1.2物理法制备纳米ZnO薄膜　　1.1.2.1磁控溅射法　　磁控溅射法是目前制备ZnO薄膜中最成熟的方法。溅射是利用低压惰性气体辉光放电产生的正离子经电场加速轰击靶材，溅射出大量靶材原子（或分子）被并沉积到基片上形成膜的方法。　　1.1.2.2分子束外延法（MBE）　　分子束外延法是在超高真空下将原材料高温蒸发，产生分子束流喷射到衬底上缓慢生长成薄膜的方法。该方法生长速率慢，易于精确控制，但是对设备要求较高。　　1.1.2.3[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料激光脉冲沉积法（P

5、LD）　　该方法是将高功率的脉冲激光束聚焦之后照射真空室中的靶材，使其产生高温及熔蚀，而产生的高温高压等离子体定向局域膨胀发射并在衬底上沉积而形成薄膜。　　1.2化学法　　化学法是通过控制反应条件，使原子（或分子）成核、生长成为纳米颗粒的方法。与物理法相比，化学法普遍具有成本低，设备要求不高，易于放大进行工业化生产等特点。常见的化学方法包括固相法、液相法和气相法。　　1.2.1固相法　　固相化学反应法是将金属盐或金属氧化物[如Zn(NO3)2·6H2O和Na2C2O4]分别研磨、混合后，再充分研磨得到前驱物，煅烧后制得纳米氧化锌粉体。　　固相法无需溶剂、转化率高、工艺简

6、单、能耗低、反应条件易掌握，但反应过程往往进行不完全或者过程中可能会出现液化现象，所得粒子粒径分布较宽，易引入杂质，引起晶格畸变和低温下相变。　　1.2.2[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料液相法　　由于在液相中化学反应较易进行，所以液相法是纳米催化材料制备过程中研究较多的方法之一。液相法制备纳米氧化锌的主要方法有直接沉淀法、均匀沉淀法、水热合成法，此外，还有溶胶—凝胶法、微乳液法、超重力法、醇盐水解法等。　　1.2.2.1直接沉淀法　　直接沉淀法是把沉淀剂[如NH3·H2O、(NH4)2CO3、(NH4)2C2O4、NaOH]加入到可溶性锌盐溶液

7、中生成另一种不溶于水的锌盐或锌的碱式盐、氢氧化锌等，滤出沉淀物，洗涤、干燥、焙烧得到纳米ZnO。如用NH4HCO3为沉淀剂，以ZnSO4为原料的反应方程式为：　　靳建华等用直接沉淀法制得粒径6~17nm的氧化锌。余方丹等以木质素基磷酸酯季铵盐为模板剂采用直接沉淀法无需烧结制备出氧化锌，三级结构达到了30nm。直接沉淀法操作简单，但容易引起团聚现象、分散性较差、粒径分布较宽。　　1.2.2.2[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料均匀沉淀法　　均匀沉淀法与直接沉淀法不同之处在于加入沉淀剂不是直接与沉淀组分发生反应生成沉淀，