纳米氧化锌的功能性质综述与前景展望

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1、纳米氧化锌的功能性质综述与前景展望摘要：纳米氧化锌是当前应用前景较为广泛的高功能无机材料。由于其颗粒尺寸的细微化，比表面积急剧增加，表面分子排布、电子结构和晶体结构都发生变化，具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。从而使纳米氧化锌具有一系列优异的物理、化学、表面和界面性质，在磁、光、电、催化等方面具有一般氧化锌所无法比拟的特殊性能和用途。不但可以处理废水中有机污染物，还可以作为抗菌剂添加到其他物质中，而且随着纳米氧化锌应用范围的不断开拓，其必定会给人们的生活带来众多好处。本文对氧化锌的性质和

2、用途进行了综述，并对纳米氧化锌的应用前景进行了展望。一纳米氧化锌的特性1表面效应纳米粒子粒径减小后，其表面原子数与总原子数之比会逐渐变大，从而导致纳米粒子性质发生改变，粒子的粒径越小，表面的原子数就会越多，使表面原子活泼，可以与其他原子合并，活泼性强，于是产生了“表面效应”。2小尺寸效应当纳米粒子的粒径达到某一值时，纳米粒子的光、电、热、力学、磁等性质有着鲜明的变化，称为小尺寸效应。3宏观量子隧道效应当势垒高度高于微观粒子的总能量时，粒子就可以穿越这个势垒，这种能力称为隧道效应。纳米粒子穿越势垒后，其磁化强度会改

3、变，因此称为宏观的量子隧道效应。4体积效应体积效应是当物质的体积减小时，一种是那些与物质本身有关的性质变了；另一种是物质本身的特性会变动。5介电限域效应介电限域效应是纳米粒子在非均匀介质间的介电增强所产生的一种情况。其对光吸收，光化学等作用很大，而且对纳米粒子的光吸收带边的红移产生作用。二纳米氧化锌的应用1制备抗菌除臭、消毒，抗紫外线产品纳米氧化锌在阳光下，尤其是紫外线照射下，在水和空气（氧气）中能自行分解数自由移动的带负电的电子（e-）,同时留下带正电的空穴（h+）。这种空穴可以激活空气中的氧变为活性氧，有极强

4、的化学活性，能与大多数有机物发生氧化反应(包括细菌内有机物)。从而把大多数细菌和病毒杀死。纳米氧化锌的定量杀菌实验表明，在5min内纳米氧化锌的浓度为1%时，金黄色葡萄球菌的杀菌率为98.86%，大肠杆菌的杀菌率为99.93%金属氧化物粉末对光线的遮蔽能力，在粉末粒径为光波长的1/2时最大，在整个紫外光区（200--400nm）氧化锌对光的吸收能力比氧化钛强。纳米氧化锌吸收紫外线能力强，对长波紫外线（UVA）（波长320--400nm）和中波紫外线（UVB）（波长280--320nm)均有屏蔽作用。纳米氧化锌无毒

5、、无味，对皮肤无刺激性，不分解，不变质，热稳定性好，本身为白色可简单加以着色，价格便宜。氧化锌是皮肤的外用药，对皮肤有收敛、效应、防腐、防皱和保护等功能，可以用于化妆品的防晒剂，以防紫外线的伤害并能抗菌除臭；可以用于生产防腐、抗菌、抗紫外线的纤维，如日本帝人公司生产的采用纳米氧化锌和二氧化钛的混合消臭剂，能吸收臭味，净化空气，可用于制造长期卧床病人和医院消臭绷带、尿布、睡衣、窗帘及厕所用纺织品等；日本仓螺公司将氧化锌粉末掺入异形截面的聚酯纤维，除具有屏蔽紫外线的功能外，还有抗菌、消毒、除臭的奇异功能，除用于制造手

6、术服、护士服，外还可制造内衣、外装、鞋、帽、袜、浴巾、帐篷、日光伞、夏日装、农用工作服、运动服等。加油纳米氧化锌的陶瓷制品具有抗菌除臭和分解有机物的自洁作用，经处理后的产品可制作浴缸、地板、墙砖等。添加纳米氧化锌紫外线屏蔽涂层的玻璃可抗紫外线、耐磨、抗菌和除臭，可用作汽车玻璃和建筑用玻璃。在石膏中掺入纳米氧化锌及金属过氧化物粒子后，可制得色彩鲜艳

7、不易褪色的石膏产品，具有优异的抗菌性能，适用于建筑材料和装饰材料。将一定量的超细ZnO.Ca(OH)2.AgNO3等物质加入25%的磷酸盐溶液中，经混合、干燥、粉碎等再

8、制成涂层涂与电话、电脑等，有很好的抗菌性能。2用于催化剂和光催化剂气体通过纳米材料的扩散速度为通过其他材料的上千倍，因此，纳米颗粒是极好的催化剂。纳米氧化锌由于尺寸小、比表面积大、表面的键态与颗粒内部不同、表面原子配位不全等，导致表面活性位置增多，形成了凹凸不平的原子台阶，加大了反应接触面。纳米催化活性和选择性远远大于其传统催化剂。纳米氧化锌是一种很好的光催化剂，在紫外线的照射下，能分解有机物质，能抗菌除臭。3制备气体传感器及压电材料它是利用纳米氧化锌周围气氛中组成气体的改变，其电学性能--电阻发生变化，对气体进

9、行检测和定量测定的。目前已有利用纳米氧化锌的电阻变化制备的气体报警器和湿度计。将纳米氧化锌便于喷涂与质量控制，易于极化和转向，表现出比较理想的电特性和动态特性，适用于瞬态信号的测量。利用纳米氧化锌的压电性能，可制压电音叉、振子表面滤波器等。4制备图像记录材料纳米氧化锌依制备条件可获得光导电性、半导体性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