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纳米氧化锌的介绍

纳米氧化锌的介绍
纳米氧化锌的介绍

纳米氧化锌的粒径介于1-100 NM之间,是一种高端的高功能精细无机产品,表现出许多特殊的性质,如非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力等,利用其在光、电、磁、敏感等方面的奇妙性能,可制造气体传感器、荧光体、变阻器、紫外线遮蔽材料、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等。

主要用于这些行业:1、橡胶工业:用于制造高速耐磨的橡胶制品,如飞机轮胎、高级轿车用的子午线胎等。

2、陶瓷工业:可以从纳米材料的结构层次(1-100nm)上控制材料的成分和结构,有利于充分发挥陶瓷材料的潜在性能。

3、日用化工:产品在阳光,尤其在紫外线照射下,在水和空气中,能自行分解出自由移动的带负电的电子,同时留下带正电的空穴。这种空穴可以将空气中的氧变成活性氧,有极强的化学活性,能与大多数有机物发生氧化反应(包括细菌类的有机物),从而把大多数的病菌和病毒杀死。

4、涂料:舰船长期航行、停泊在海洋环境中,采用纳米氧化锌作原料,制成一种舰船专用的涂料,不仅起到屏蔽紫外线的作用,而且还可以杀死各种微生物,从而可提高航行速度并延长检修期限。

注意事项:原包装打开后立即使用,剩余部分快速扎口保存;储存于阴凉、干燥处,防止雨淋、受潮,不得与酸、碱类物品混贮。

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不同基底下生长氧化锌纳米线

不同基底下生长氧化锌纳米线研究 首先在FTO玻璃基底上用水热法制备氧化锌纳米线,发现在配备种子层的基础上0.7437克硝酸锌和0.35克六次甲基四胺在九十五摄氏度的温度下反应三个小时制得的氧化锌纳米线最好。然后以重金属金为基底用水热法制备氧化锌纳米线,以金为催化剂0.7437克硝酸锌和0.35克六次甲基四胺分别在70摄氏度,80摄氏度,90摄氏度反应七个小时,发现在七十摄氏度的条件下氧化锌纳米线排列最为整齐,结果最好。不同基底相对比发现以FTO为基底制备氧化锌纳米线,氧化锌纳米线排列紧密且长径比较大,但是倾斜严重,适合染料敏化太阳能电池等科技的研究。以重金属金为基底制备氧化锌纳米线,氧化锌纳米线排列宽松,但倾斜较小,长径比较小,个体较大。适合于研究单独一根氧化锌纳米线。 关键词:FTO基底,金基底,不同基底制备氧化锌纳米线的特点 最近人们对于碳纳米管的发现引起了制备其它一维纳米材料的极大兴趣。一维纳米结构氧化物具有独特的光学,电学性能。各种氧化物纳米线的制备和性能研究已成为当今的热点。氧化锌是重要的II – VI族直接带隙宽禁带半导体氧化物,具有较大的禁带宽度(3.2eV),激子结合能(60meV)高,能在室温及更高温度产生近紫外的短波激子发光。其中特别是具有较大长径比的氧化锌纳米线所表现出的奇特光学与电学性能,使其在低压和短波长光电子器件方面具有潜在的应用价值,例如透明导电材料,发光二极管,气敏传感器和荧光器件等。一维氧化锌纳米线是一种性能优异的新型功能材料,应用开发前景十分广阔。其制备方法多种多样,制备技术也日趋完善,它在传统材料、微电子、医药等领域的应用日益广泛和重要,对这些领域将会带来革命性的改变,也会影响到人们的日常生活。可以预见,随着氧化锌纳米线的制备方法、生长机理、结构表征等研究的不断深入,其应用研究将会有一个快速发展的阶段。 1.1纳米材料 1.1.1纳米材料简介 纳米材料是在纳米尺度空间内研究电子、原子和分子的内在运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术。它的最终目标是人类能够按照自己的意愿直接操纵单个原子,制造具有特定功能的产品。 1.1.2纳米材料四大效应 体积效应 当纳米粒子尺寸比电子的德布罗意波更小时,内压、磁性、化学活性、热阻、光吸收、催化性及熔点等与普通粒子相比发生了很大的变化,周期性边界条件将被破坏。纳米粒子以下几个方面的应用均基于它的体积效应。例如,利用等离子共振频移随颗粒尺寸变化的性质,

氧化锌在釉中的作用与用途

氧化锌在使用中应该注意以下几点: 1、在使用前须经过高温煅烧,煅烧温度在1200℃左右。如果不煅烧直接加入生釉中,将会影响釉料的工艺性能。在加入熔块料中则无需煅烧。 2、氧化锌在釉料中用量过大将会影响釉面光泽。 3、氧化锌对某些色釉有不佳影响,尤其是铬釉 氧化锌又名锌白, 一般为白色粉末,无臭无味,高温煅烧后呈现淡黄色,其熔点为1975℃。 氧化锌是一种重要的陶瓷化工熔剂原料,特别在建筑陶瓷墙地砖釉料与低温瓷釉料用量较多。在艺术陶瓷釉料中也广泛使用。 在釉中的作用与用途: 氧化锌在釉中有较强的助熔作用,能够降低釉的膨胀系数,提高产品的热稳定性,同时能增加釉面的光泽与白度,提高釉的弹性。在扩大熔融范围的同时能够增加釉色的光彩。不过在含有铬的黑釉中不宜使用。 概括地讲氧化锌主要用于以下几个方面。 一、用作熔剂:氧化锌在低温熔块釉中作为熔剂使用时, 一般用量在5%~10%之间,在低温生料釉中用量普通为5%左右。 二、用作乳浊剂:在含有Al2O3较高的釉料中加入氧化锌, 可提高釉面的乳浊性。因为氧化锌能与Al2O3生成锌尖晶石 ZnO?Al2O3 晶体。在含锌乳浊釉中,Al2O3能够提高釉面的白度和乳浊度。SiO2则可以提高釉面的光泽。 三、用作结晶剂:在艺术釉结晶釉中,氧化锌是不可缺少的结晶剂,在熔釉急冷却时,就形成为较大的晶体花纹,非常漂亮。在结晶釉中、氧化锌的用量高达20~30%。 四、用以制作钴天蓝釉:氧化锌在钴天蓝釉中是非常重要的助熔剂,它能够使氧化钴在釉中形成美丽的天蓝色。 五、用作陶瓷颜料:由于具有较强的助熔作用,氧化锌可以作为陶瓷颜料的助熔剂,矿化剂及釉料载体。

纳米氧化锌抗菌性能及机制

中国组织工程研究第16卷第3期 2012–01–15出版 Chinese Journal of Tissue Engineering Research January 15, 2012 Vol.16, No.3 ISSN 1673-8225 CN 21-1581/R CODEN: ZLKHAH 527 纳米氧化锌抗菌性能及机制*★◆ 胡占江1,赵忠1,王雪梅2 Antibacterial properties and mechanism of nano-zinc oxide Hu Zhan-jiang1, Zhao Zhong1, Wang Xue-mei2 Abstract BACKGROUND: The zinc oxide has a good biocompatibility, security and long effectiveness, and can be used as a type of antibacterial material of active oxide category. OBJECTIVE: To summarize the antibacterial properties and mechanism of nano-zinc oxide (nano-ZnO). METHODS: A computer-based online search of related papers from December 1995 to February 2011 was performed in Elsevier (Science Direct) and Web of Science databases using the key words of “antibacterial properties of nano-ZnO” in English, and in CNKI and Wanfang databases using the key words of “antibacterial properties of nano-ZnO” in Chinese. Totally 75 literatures were selected. RESULTS AND CONCLUSION: The nano-ZnO has a strong bactericidal property in many fields. It can replace other materials of active oxide category based on its good biocompatibility, security and long effectiveness. The antibacterial properties and mechanism of nano-ZnO were summarized in this study from the sides of modified antibacterial properties and the effects of morphology and structure of nano-ZnO on antibacterial properties. However, more studies are in need to solve how to improve the utilization and antibacterial properties, and to expand the applications of nano-ZnO in antibacterial and other fields. Hu ZJ, Zhao Z, Wang XM. Antibacterial properties and mechanism of nano-zinc oxide. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu. 2012;16(3):527-530. [https://www.docsj.com/doc/fa15522084.html, https://www.docsj.com/doc/fa15522084.html,] 摘要 背景:氧化锌作为一种活性氧化物类抗菌材料,拥有良好的生物相容性、安全性以及长效性。 目的:总结纳米氧化锌的抗菌性能及其抗菌机制。 方法:应用计算机检索1995-12/2011-02 Elsevier (ScienceDirect)及Web of Science期刊引文索引数据库相关文章,检索 词为“antibacterial properties of nano-zinc oxide”,并限定文章语言种类为English。同时计算机检索1995-12/2011-02 CNKI 学术总库及万方数据库相关文章,检索词为“纳米氧化锌抗菌性能”,并限定文章语言种类为中文。共检索到文献75篇。 结果与结论:纳米氧化锌在很多方面的杀菌性能都很强,并且由于其良好的生物相容性、安全性以及长效性,可以取代医学 上其他活性氧化物抗菌材料。文章从纳米氧化锌抗菌性能改性,以及形貌与结构对抗菌性的影响等方面,详细总结了纳米氧 化锌的抗菌性能及其抗菌机制,但是如何提高纳米氧化锌的利用率和杀菌性能,如何使纳米氧化锌应用于更多细菌的抑制或 更广阔的领域,都需要人们的继续努力。 关键词:纳米氧化锌;抗菌材料;抗菌机制;生物材料;综述文献 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.03.033 胡占江,赵忠,王雪梅.纳米氧化锌抗菌性能及机制[J].中国组织工程研究,2012,16(3):527-530. [https://www.docsj.com/doc/fa15522084.html, https://www.docsj.com/doc/fa15522084.html,] 0 引言 近年来随着资源的过度开发,环境破坏日益严重,由此导致各种致病细菌、真菌和病毒引起的疾病(例如非典,禽流感,猪流感等)严重威胁着人类的健康,因此,各种抗菌材料(也称抗菌剂)成为医学研究的重点。其中无机抗菌材料由于其优良的安全性、耐久性、缓释性和化学稳定性,且使用方便,得到了越来越重要的应用。目前应用比较广泛的无机抗菌材料主要有:银系抗菌材料、金属离子抗菌材料、光催化抗菌材料、活性氧化物类抗菌材料等。活性氧化物类抗菌材料拥有良好的生物相容性、安全性以及长效性,越来越受到青睐。对于活性氧化物抗菌材料的研究,人们最先关注的是以氧 化锌(ZnO)、氧化钙、氧化镁为代表的活性氧化 物,发现它们都具有良好的抗菌性,甚至较低浓 度的氧化物在无光条件下也显示出了优异的抗 菌性能。ZnO是一种宽禁带Ⅱ,Ⅵ族化合物半导 体材料,具有规整的六角形纤锌矿结构,本身为 白色,稳定性好,高温下不变色、不分解、价格 低廉、资源丰富,己成为无机抗菌剂研究的热点 之一。关于ZnO抗菌性能的研究[1],称ZnO的光催 化活性甚至强于二氧化钛,在很多方面,ZnO完 全可以作为二氧化钛的替代材料。二氧化钛在未 进行紫外光照射时是一种生物兼容性很好的材 料,但是经使用UVA进行照射后,又可以显示出 极强的细胞毒性[2-3]。因此,与二氧化钛相比ZnO 更具有实用价值。 1Key Laboratory for Magnetism and Magnetic Materials of the Ministry of Education, School of Physical Science and Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730000, Gansu Province, China; 2School of Stomatology, Lanzhou University, Lanzhou 730000, Gansu Province, China Hu Zhan-jiang★, Master, Key Laboratory for Magnetism and Magnetic Materials of the Ministry of Education, School of Physical Science and Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730000, Gansu Province, China huzj2010@ https://www.docsj.com/doc/fa15522084.html, Correspondence to: Wang Xue-mei, Lecturer, School of Stomatology, Lanzhou University, Lanzhou 730000, Gansu Province, China w_xuemei@ https://www.docsj.com/doc/fa15522084.html, Supported by: Natural Science Foundation of Gansu Province, No. 1010RJZA112* Received: 2011-05-13 Accepted: 2011-07-30 1兰州大学物理科 学与技术学院,磁 学与磁性材料教 育部重点实验室, 甘肃省兰州市 730000;2兰州大 学口腔医学院,甘 肃省兰州市 730000 胡占江★,男, 1984年生,河北 省邯郸市人,满 族,2010年邯郸 学院毕业,硕士, 主要从事表面物 理化学的研究。 huzj2010@ https://www.docsj.com/doc/fa15522084.html, 通讯作者:王雪 梅,讲师,兰州大 学口腔医学院,甘 肃省兰州市 730000 w_xuemei@ https://www.docsj.com/doc/fa15522084.html, 中图分类号:R318 文献标识码:A 文章编号: 1673-8225 (2012)03-00527-04 收稿日期:2011-05-13 修回日期:2011-07-30 (20110513019/WL·L)

纳米氧化锌综述

纳米氧化锌综述 概述 纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料,晶体为六方结构,其颗粒大小约在1~100纳米。纳米氧化锌由于颗粒小、比表面积大而具有许多其表面电子结构和晶体结构发生变化,产生了宏观物体所不具有的特殊的性质,呈现表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点[1]。近年来发现它在催化、光学、磁学、力学等方面展现出许多特殊功能,使其在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等许多领域有重要的应用价值,具有普通氧化锌所无法比较的特殊性和用途。纳米氧化锌在纺织领域可用于紫外光遮蔽材料、抗菌剂、荧光材料、光催化材料等。由于纳米氧化锌一系列的优异性和十分诱人的应用前景,因此研发纳米氧化锌已成为许多科技人员关注的焦点。 纳米氧化锌的性质 纳米氧化锌是一种半导体催化剂的电子结构,在光照射下,当一个具有一定能量的光子或者具有超过这个半导体带隙能量Eg的光子射入半导体时,一个电子从价带NB激发到导带CB,而留下了一个空穴。激发态的导带电子和价带空穴能够重新结合消除输入的能量和热,电子在材料的表面态被捕捉,价态电子跃迁到导带,价带的孔穴把周围环境中的羟基电子抢夺过来使羟基变成自由基,作为强氧化剂而完成对有机物(或含氯)的降解,将病菌和病毒杀死[2]。 纳米氧化锌的制备 1.纳米氧化锌的液相化学制备技术 除了能够准确控制粒子的化学组成外,液相法与其它化学制备技术相比还具有设备简单、批量大、原料易得、相对来说粒子大小集中、晶相结构及形状容易控制、产物活性好、成本低等特点。液相法可以分为沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、水热合成法、溶剂蒸发法等。 1.1化学沉淀法 1.1.1直接沉淀法 直接沉淀法是直接混合制备氧化锌的锌盐与沉淀剂溶液的方法,特点是条件易于控制,操作简单,适于大批量制备粉体材料,其缺点是副产物离子的洗涤较困难,且产物粒径分布较宽,干燥过程中粒子易于团聚。郭志峰等[3]向乙酸锌溶液滴加草酸,同时搅拌,伴有草酸锌沉淀生成。将沉淀物送入烘箱烘干,烘干的草酸锌粉末置洗净坩埚中,在箱式电阻炉中反应,制得氧化锌晶体。 1.1.2 均匀沉淀法 均匀沉淀法是将反应物之一通过化学反应缓慢释放出来并导致沉淀反应发生的技术,因此混合反应物溶液沉淀反应并不立即发生。其特点是避免了直接沉淀法中的局部过浓,从而大大降低沉淀反应的过饱和度。洪若瑜等[4]采用连续微波加热用硫酸锌和尿素制备了粒径为8~30nm的纳米氧化锌。 1.2溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶法是以无机盐或金属醇盐为前驱物,经水解缩聚过程逐渐胶化,然后作相应处理得到所需纳米粉体,方法多采用有机溶剂。该方法合成的粉体纯度高,化学成分均匀,颗粒度小且分布范围窄。溶液的pH值、浓度、反应时间及温度均是影响溶胶-凝胶质量的主要因素。 Tianbao Du等[5]采用溶胶-凝胶浸渍涂布技术制备了氧化锌半导体薄膜,他 们以耐热玻璃为模板,在不断搅拌中把模板加入Zn( CH 3C00) 2 /乙醇溶液中,取出

氧化锌常识

1 普通氧化锌的生产工艺及制备方法进展 普通氧化锌包括直接法氧化锌、间接法氧化锌和湿法氧化锌。其中直接法氧化锌占10% -20%,间接法氧化锌占70%气80%,而湿法氧化锌只占1%-2%。 直接法也称“韦氏炉”法,因首先出现在美国,又称“美国法”。直接法生产氧化锌,优点是成本较低,热效率高。含锌的原料在1000-1200℃下,被含碳物质(主要是煤)还原。锌原料的含锌质量分数在60%-70%。反应设备一般选用回转窑。常用的回转窑长30m,直径2.5 m左右。燃烧气中含有的锌蒸气和CO,可导入氧化设备,使氧化反应进行完全,再经过热交换器,冷却后进入布袋分离器,以收集成品。直接法生产的氧化锌为针状结构,是工业等级氧化锌。直接法氧化锌因含有未能完全分离的杂质,白度也较差,但因价格较低而有一定的销路。 间接法出现于19世纪中叶,法国使用金属锌在坩埚中高温气化,并使锌蒸气氧化燃烧,而收集到氧化锌粉末,因此也称为“法国法”。工业上,间接法生产ZnO是先将锌块在高温下熔融而蒸发成锌蒸气,进而氧化生成ZnO。产品品型及物理性能与氧化的条件有关,而产品的纯度与所用的锌块纯度有关。 间接法也可使用锌渣等低规格的含锌原料,但需要采用气-液相的分离技术,预先分离出Cd,Pb,Fe及Al等杂质,以提高锌蒸气的纯度。除去杂质的措施如下:1)采用坩埚法或马弗炉法,使不易蒸发的Fe和Pb等杂质成渣而分离;2)采用分馏法,使高温蒸发的原料蒸气中的Cd,Pb,Fe,Al及Cu等杂质在通过由碳化硅材料制成的分馏塔板时得以分离;3)采用二室炉分离法,原料预先在一室炉中分离杂质,进入第二室后,在无氧存在的条件下进行蒸馏,以提高锌蒸气的纯度,如纯度不够,还可以继续用分馏法分离少量的Pb;4)采用回转窑法,在回转窑中使物料熔化、蒸馏,并有部分氧化,可控制温度、CO2及O2的分压等操作条件,以减少Pb杂质的含量,还可控制生成的氧化锌的颗粒和晶体形状。 间接法生产的氧化锌为无定形,可制成光敏氧化锌、彩电玻壳用氧化锌、药用氧化锌及饲料级氧化锌等。 湿法是以ZnSO4或ZnCl2为原料,经去除杂质,加入Na2CO3溶液,生成Zn2(OH)2CO3沉淀,再经过漂洗、过滤、干燥,将所得干粉焙烧得ZnO。所制得的ZnO具有较大的比表面积,所以也有称其为活性ZnO。其反应式如下: ZnSO4+Na2CO3→ZnCO3+N a2SO4 沉淀中可能含有一定量的Zn(OH)2,焙烧后释放出CO2和水蒸气,而得到ZnO。 2 活性氧化锌生产方法及改进 2.1 有机化合物的碱性还原法 1951年日本特许公报昭26-113报道了这种方法。即用有机化合物的碱性还原废锌,再用水洗净,加热到高温,单独或混以少量的硫,生产适合橡胶填料用的活性氧化锌。 2.2 通入二氧化碳的方法

ZnO及其纳米结构的性质与应用

ZnO及其纳米结构的性质与应用 本文将综述ZnO及其纳米结构的性质与应用等方面的内容。 1.ZnO的形貌与晶体结构 按形貌来分,有单晶ZnO,薄膜ZnO、纳米结构ZnO,纳米结构又分为纳米点、纳米颗粒、纳米线、纳米棒(纳米柱)、纳米管、纳米花、纳米片(纳米带)、纳米弹簧、纳米环、纳米梳、纳米钉(纳米针)、纳米笼、纳米四足体、塔状纳米结构、盘状纳米结构、星状纳米结构、支状纳米结构、中空纳米微球、纳米阵列等。 按晶体结构来分,ZnO又有六方对称铅锌矿结构、四方岩盐矿结构和闪锌矿结构,其中六方对称铅锌矿结构为稳定相结构。 在不同的环境下制备出的ZnO的结构与形貌都不尽相同,而不同的结构与形貌又表现出不同的性质,有不同的应用。 2.ZnO的性质及应用 纳米氧化锌材料具有诸多优良的性质,总的来说,可分为三个方面,一是作为半导体材料所具有的性质,二是作为纳米材料而具有的性质,三是其自身独有的性质。 2.1作为半导体材料的ZnO 在半导体产业中,一般将Si、Ge称为第一代半导体材料;将GaAs(砷化镓) 、InP(磷化铟) 、GaP(磷化镓)等称为第二代半导体材料;而将宽禁带( Eg >2. 3eV) 的SiC(碳化硅) 、GaN(氮化镓)和金刚石等称为第三代半导体材料。[1]通常状态下,ZnO是直接宽带隙n型半导体材料,室温下的禁带宽度是3.3eV,是第三代半导体材料中的典型代表。因而其具有第三代半导体材料所具有的诸多优良性质,比如发光特性、光电特性、电学性质、压阻特性、铁磁性质等。 2.1.1发光特性 在半导体中,处于激发态的电子可以向较低的能级跃迁,以光辐射的形式释放出能量,这就是半导体的发光现象。[2]LED产业中比较有代表性的半导体材料是GaN、SiC、ZnO和金刚石,虽然GaN 与SiC的工艺已经比较成熟,但SiC发光效率低,而ZnO在某些方面具有比GaN更优越的性能,如:熔点、激子束缚能和激子增益更高、外延生长温度低、成本低、易刻蚀而使后继工艺加工更方便等。[1]此外,ZnO还具有紫外激光发射行为,因而可用作紫外激光器,由于其波长比GaN所发蓝光更短,因而更受青睐。 2.1.2光电特性 ZnO 薄膜中掺Al使其禁带宽度显著增大,具有较高的光透过率。在可见光区,光透过率达90%。高的光透过率和大的禁带宽度使其可作为太阳能电池窗口材料、低损耗光波导器件及紫外光探测器。[3] 2.1.3电学性质 目前已经可以合成质量好的ZnO单晶,在这种单晶中一般存在较低的本底杂质、点缺陷及位错浓度,从而显示出较好的电学性质。[4]此外,尽管ZnO的迁移率低于GaN,但ZnO的饱和速率却高于GaN,这表明ZnO适于高频器件。[5] 2.1.4压阻特性 对半导体施加应力时,除产生形变外,能带结构也要相应地发生变化,因而材料的电阻率就要改变。[2]ZnO压敏材料受到外加电压时,存在一个阈值电压,当外加电压高于该值时即进入击穿区,此时电压的微小变化即会引起电流的迅速增大。由于具有这种特征,ZnO压敏材料在各种电器设备的电压保护、稳压和浪涌电压吸收等方面都起着重要作用。[3] 2.1.5铁磁性质 Dietl预言在p型ZnO通过Mn掺杂将可以实现室温下载流子控制的铁磁性,通过控制半导体中自旋可以生产相关的器件:如自旋光发射二极管、自旋场效应管及量子计算机的自旋量子位等。[4]

氧化锌纳米棒研究进展汇总

氧化锌纳米棒研究进展** 孔祥荣*, 邱晨, 刘强, 刘琳, 郑文君 (南开大学化学学院材料系,天津,300071) Kxr0918@https://www.docsj.com/doc/fa15522084.html, 摘要:氧化锌纳米棒由于具有新奇的物理化学性质而成为研究的热点,本文就近年来氧化锌纳米棒在制备方法和反应机理及应用研究等方面予以综述。 关键词:氧化锌; 纳米棒; 制备; 反应机理 1 引言 近年来,低维纳米结构的半导体材料引起了广泛的关注,尤其是一维(1-D纳米材料在维数和大小物理性质的基础研究中有潜在的优势,同时在光电纳米器件和功能材料中的应用研究成为热点。氧化锌由于在室温下较大的导带宽度和较高的电子激发结合能(60meV 及光增益系数(300 cm 而使之具有独特的催化、电学、光电学、光化学性质,在太阳能电池、表面声波和压电材料、场发射、纳米激光、波导、紫外光探测器、光学开关、逻辑电路 [5,6][1]-1[2][3][4] 等领域潜在的应用等方面均具有广泛的应用前景。本文就氧化锌纳米棒及其阵列的制备、反应机理、应用研究等进行简要的综述。 2 氧化锌纳米棒的制备 2.1 超声波法和微波法 刘秀兰等在低温反应条件下(冰水浴),通过超声的方法,采用醋酸锌和水合肼为原料,[7] 以DBS 作为表面活性剂,制备了ZnO 纳米棒,截面为六方型,直径100nm ,长度1μm。研究表明:与其它制备方法相比,低温与超声技术可以更为方便获得分布均

一、长径比较小的ZnO 纳米棒。Hu等分别用超声和微波辐射两种方法得到了交联(二聚体,三聚体(T形,四聚体(X[8] 形))的ZnO纳米棒。超声辐射法和微波辐射法具有一个共同的特点,反应速度快,设备要求简单。 2.2 水热法 Liu 等用六水合硝酸锌和氢氧化钠为原料配成溶液,180 ℃水热处理20h 得到晶化程度[9] 很高的直径的为50 nm的高长径比的氧化锌纳米棒。Vayssieres [10]用硝酸锌盐和等摩尔的六次甲基四胺在水热条件下95 ℃几小时就可以在底物上得到了直径100~200 nm ,长度为10 μm 氧化锌纳米棒及其阵列。Wang 等[11]报道用Zn 作为底物同时作为反应物水热条件下得到了形貌可控的ZnO 纳米棒。陶新永等[12]采用PEG 辅助水热法合成了ZnO 纳米棒。研究发现,氢 [13]氧化钠浓度和反应时间对产物形貌和尺寸有较大的影响。Tang 等用H 2O 2、NaOH 和Zn 箔为 [14]原料辅助的水热法来合成具有良好光学性质的ZnO 纳米棒阵列。Wu 等用溴化十六烷三甲 基铵(CTAB 表面活性剂作导向剂在水热条件下,通过粒径几十纳米的纳米晶自组装得到了ZnO 单晶纳米棒。Guo 等[15]用氧化铟锡(ITO )底物上用简单的水热法通过改变温度成功的 [16]合成了粒径长度可控的分布较窄的高趋向的ZnO 纳米棒阵列。郭敏等采用廉价低温的水 热法, 在基底上制备高质量、高取向统一、平均直径小于50 nm 并且直径分布很窄的ZnO 纳米棒阵列薄膜。

纳米氧化锌

纳米氧化锌材料 摘要:综述了纳米氧化锌的性能。描述了纳米氧化锌的制备研究, 随着科技的发展, 许多新的手段引入到了纳米氧化锌的合成工艺中弥补相互之间的不足。 关键词:纳米氧化锌,性能,制备,应用 1.纳米氧化锌的性能 1.1紫外线屏蔽 在整个紫外光区( 200~ 400 nm) ,氧化锌对光的吸收能力比氧化钛强。纳米氧化锌的有效作用时间长, 对紫外屏蔽的波段长, 对长波紫外线和中波紫外线均有屏蔽作用, 能透过可见光, 有很高的化学稳定性和热稳定性。它可用于制备抗紫外线、耐光老化性能好的涂料及其它的高分子材料。在乳胶漆中使用纳米氧化锌可以增大乳胶漆对紫外线辐射的抵抗力, 减弱乳胶漆对潮湿环境条件的敏感性,提高耐老化性。同时,氧化锌能够散射光线,使乳胶漆的遮盖力得到一定程度的改善。1.2补强性 一般的无机填料填充于聚合物中时具有如下缺点: 使用量大, 不能兼顾刚性、耐热性、尺寸稳定性和韧性同时提高。而在聚合物中添加少量的纳米粒子, 就可以使基体树脂的力学性能( 拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、断裂伸长率等) 得到显著的提高, 并克服了以上提及的一般无机材料的缺点。 1.3抗菌、除臭性 氧化锌是传统无机抗菌材料, 在与细菌接触时, 锌离子缓慢释放出来。由于锌离子具有氧化还原性, 它能与细胞膜及膜蛋白结合, 并与其结构中有机物的巯基、羧基、羟基反应, 破坏其结构, 进入细胞后破坏电子传递系统的酶, 并与- SH 基反应, 达到抗菌的目的。在杀灭细菌之后, 锌离子可以从细胞内游离出来, 重复上述过程。氧化锌纳米粉末因为粒径小, 表面原子数量大大超过传统粒子, 表面原子由于缺少邻近的配位原子而具有很高的能量, 所以可增强氧化锌的亲和力, 提高抗菌效率。 1.4阻燃性 氧化锌可作为一种阻燃增效剂。它多数是和其它的增效剂或阻燃剂协同使用, 其增效作用与硼酸锌类似。ZnO 一般可作为PVC 的紫外吸收剂, 但其对PVC 的热稳定性有不利的影响, 因此在配方中一般采用的含量不高。在电缆涂层中使用纳米

ZnO纳米结构制备及其器件研究1

ZnO纳米结构制备及其器件研究1 冯怡,袁忠勇 南开大学新催化材料科学研究所,天津 (300017) E-mail:zyyuan@https://www.docsj.com/doc/fa15522084.html, 摘要:该文综述了氧化锌纳米材料制备技术和器件应用的研究进展,着重介绍了氧化锌的气相和液相合成方法,并讨论了一些重要的生长条件控制因素,同时总结了纳米氧化锌作为一种新型功能材料在场效应晶体管、肖特基二极管、紫外光探测器、气敏传感器、纳米发电机等领域的应用及发展前景。 关键词:氧化锌;纳米结构;纳米器件 0. 引言 ZnO是一种重要的Ⅱ-Ⅳ族直接带隙宽禁带半导体材料。室温下能带带隙为3.37eV,激子束缚能高达60meV(GaN:25meV, ZnSe:22meV),能有效工作于室温(26meV)及更高温度,且光增益系数(300 cm-1)高于GaN(100cm-1)[1],这使ZnO迅速成为继GaN后短波半导体激光器件材料研究新的国际热点。而当其尺寸达到纳米数量级时,与普通ZnO相比,纳米ZnO展现出许多优异和特殊的性能,如压电性能、近紫外发射、透明导电性、生物安全性和适应性等,使得其在压电材料、紫外光探测器、场效应管、表面声波、太阳能电池、气体传感器、生物传感器等领域拥有广阔的应用前景[2]。 由于氧化锌独特的结构特点决定了ZnO在众多氧化物半导体中是一种形态极为丰富的材料。目前,各种形貌、维数的ZnO纳米结构的制备和表征已在世界范围内受到人们的极大关注。ZnO纳米点、纳米线、纳米棒、纳米管、纳米花、纳米弹簧、纳米环、纳米梳、纳米钉等多种结构已被成功制备出来,这些丰富的形貌使其具有一些独特的优异性能并有望在纳米器件及微电子设备等方面发挥重要作用。 本文综述了近年来关于纳米氧化锌的制备方法、控制因素及其在各领域内的最新应用。 1. 氧化锌的结构及物理特性 1.1 氧化锌的晶体结构 ZnO有3种不同的晶体结构。如图1所示,在自然条件下,ZnO以单一的六方纤锌矿结构稳定存在,晶体空间群为C46v-P63mc。室温下,当压强达9GPa时,纤锌矿结构ZnO转变为四方岩盐矿结构,体积相应缩小17%[3]。闪锌矿结构ZnO只在立方相衬底上才可稳定存在。Jeffee等[4]根据第一性原理计算得出ZnO各晶体结构的总能量分别为纤锌矿结构-5.658 eV,闪锌矿结构-5.606 eV,岩盐矿结构-5.416 eV。 1本课题得到教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20070055014)、国家自然科学基金(20673060)、天津市自然科学基金(08JCZDJC21500)和教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-06-0215)的资助。

氧化锌知识

氧化锌是橡胶和轮胎工业必不可少的添加剂,也用作天然橡胶、合成橡胶及胶乳的硫化活性剂和补强剂以及着色剂。如果将普通氧化 锌制成纳米氧化锌用于橡胶中,则可以充分发挥硫化促进作用,提高橡胶的性能,其用量仅为普通氧化锌的30%~50%。氧化锌表面 积研究是非常重要的,氧化锌表面积检测数据只有采用bet方法检测出来的结果才是真实可靠的,国内目前有很多仪器只能做直接对 比法的检测,现在国内也被淘汰了。 目前国内外比表面积测试统一采用多点bet法,国内外制定出来的比表面积测定标准都是以bet测试方法为基础的,请参看 我国国家标准(gb/t 19587-2004)-气体吸附bet原理测定固态物质比表面积的方法。比表面积检测其实是比较耗费时间的工作,由 于样品吸附能力的不同,有些样品的测试可能需要耗费一整天的时间,如果测试过程没有实现完全自动化,那测试人员就时刻都不能 离开,并且要高度集中,观察仪表盘,操控旋钮,稍不留神就会导致测试过程的失败,这会浪费测试人员很多的宝贵时间。f-sorb 2400比表面积分析仪是真正能够实现bet法检测功能的仪器(兼备直接对比法),更重要的f-sorb 2400比表面积分析仪是迄今为 止国内唯一完全自动化智能化的比表面积检测设备,其测试结果与国际一致性很高,稳定性也很好,同时减少人为误差,提高测试结 果精确性。 在化学工业中,氧化锌被广泛用作催化剂、脱硫剂,如合成甲醇时作催化剂,合成氨时作脱硫剂;纳米氧化锌的表面高活性 可以提高催化剂的选择性能和催化效率,具有广泛的潜在应用市场。 在涂料工业中,氧化锌除了具有着色力和遮盖力外,又是涂料中的防腐剂和发光剂;此外,纳米氧化锌优异的紫外线屏蔽能力使其在 涂料的抗老化等方面具有更加突出的特性。在医药卫生和食品工业中,氧化锌具有拔毒、止血、生肌收敛的功能,也用于橡皮膏原料,而且对于促进儿童智力发育具有帮助;纳米氧化锌用于食品卫生行业的需求在逐步扩大,但是产品要求也比较严格,尤其是有害 的重金属元素含量。 在玻璃工业中,氧化锌用在特种玻璃制品中;在陶瓷工业中,氧化锌用作助熔剂;在印染工业中,氧化锌用作防染剂;纳米 氧化锌由于颗粒细、活性高,可以降低玻璃和陶瓷的烧结温度,此外利用纳米氧化锌制备的陶瓷釉面更加光洁,而且具有抗菌、防酶、除臭等功效。 氧化锌作用补充: 在电子工业中,氧化锌既是压敏电阻的主原料,也是磁性、光学等材料的主要添加剂。采用纳米氧化锌制备压敏电阻,不仅 具有较低的烧结温度,而且压敏电阻性能得到提高,如通流能力、非线性系数等。纳米氧化锌在光学器件中的应用将随着纳米氧化锌 光学性能的深入研究会取得比较大的突破。 氧化锌是一种白色或微带黄色的细微粉末,易分散在橡胶和乳胶中,是天然橡胶、合成橡胶的补强剂,活性剂及硫化剂,也是白色胶 料的着色剂和填充剂。胶料中加入活性氧化锌后,能使橡胶具有良好的耐磨性,耐撕裂性和弹性。用于油漆、油墨、漆布的着色,印 染工业用的印花防染剂,在火柴工业中用于中和牛皮胶的酸性,增加胶粘效果,医药工业用作橡皮膏的原料,此外也用于颜料锌铬黄、醋酸锌、碳酸锌、氯化锌等的制造,合成甲醇的催化剂,合成氨的脱硫剂,玻璃和釉料生产,颗粒细的活性氧化锌(粒径0.1um左右)可用作聚烯烃和聚氯乙烯等塑料的光稳定剂,氧化锌也用于压敏、光催化、光电极、涂料、彩电显影等领域。 氧化锌作白色颜料。由于活性氧化锌具有良好的活化性能,在橡胶制品中得到了越来越广泛的应用,如在v型带中不仅能等量代替普 通的氧化锌,且能减少1/2—1/3的用量,使橡胶的各种性能指标稳定,硫化性能不受影响,降低了生产成本。细粒的氧化锌可用作 医药品。由于氧化锌对紫外线吸收能力强,人们越来越重视氧化锌在化妆品的应用,如开发的粒径为0.01—0.04um的氧化锌微粒子,其紫外线的吸收率、透明度均比历来用的二氧化钛微粒子好。 用透明氧化锌做的涂膜可有效地防止涂膜变色。这种氧化锌除作化妆品外,还可用作汽车漆、家具建筑材料、油墨、油彩的 原料,也可用于橡胶、塑料的防老化剂。最近开发的食品包装透明薄膜就是将透明氧化锌涂覆在聚乙烯薄膜上,既可提高塑料薄膜的 抗紫外线能力,同时也保护了食品的质量。随着高新技术的发展,人们正在开发利用作为金属、陶瓷的补强材料的氧化锌晶须材料及 陶瓷、塑料过滤膜用材料、气体传感元件、电磁屏蔽材料和大比表面积的氧化锌材料。 氧化锌应用领域 一、橡胶轮胎行业 1、高级黑色及深色橡胶轮胎、子午线轮胎 作用:提高产品的导热性能、耐磨性能、抗撕裂性能、拉伸强度等项指标,并可节省氧化锌用量30%左右。 二、橡胶制品

纳米氧化锌的部分特性

纳米氧化锌的部分特性 薛元凤051002231 摘要:纳米材料的物理化学性能与其颗粒的形状、尺寸有着密切的关系。因此,单分散纳米材料的制备及其与尺寸相关的性能研究成为近几年人们研究的热点之一。ZnO作为一种宽禁带半导体具有独特的性质,在纳米光电器件、光催化剂、橡胶、陶瓷及化妆品领域有着广阔的应用前景,随着对不同形状的纳米ZnO的制备及其相关的性能研究不断升温,对其应用方面的研究进展不断深入,单分散纳米ZnO材料已经引起了人们越来越广泛的关注。ZnO作为一种宽禁带,高激子结合能的氧化物半导体,以其优越的磁、光、电以及环境敏感等特性而广泛地应用于透明电子元件、UV 光发射器、压电器件、气敏元件以及传感器等领域。ZnO 本身晶格结 构特点决定了在众多的氧化物半导体中是一种晶粒形态最丰富的材料。本文主讲纳米氧化锌紫外屏蔽、光电催化、气敏、磁性等特性,及纳米氧化锌在生活中、工厂作业中的用途。 关键词:紫外屏蔽光电催化气敏导电性磁性 1 引言 随着纳米科学的发展,人类对自然的认识进入到一个新的层次。材料的新性质被逐渐发掘!认识,新的理论模型被提出"著名学者钱学森院士预言:“纳米左右和纳米以下的结构将是下一阶段科技发展的特点,会是一次技术革命,从而将是二十一世纪的又一次产业革命”。 纳米ZnO具有优异的光、电、磁性能,在当今一些材料研究热点领域表现活跃。与普通ZnO相比,纳米ZnO颗粒尺寸小,微观量子效应显著,展现出许多材料科学家渴望的优异性质,如压电性,荧光性,非迁移性,吸收和散射电磁波能力等。大量科研工作集中于纳米ZnO材料的制备、掺杂和应用等方面。制备均匀、稳定的纳米ZnO是首要任务,获得不同形貌的纳米结构,如纳米球、纳米棒、纳米线、纳米笼、纳米螺旋、纳米环等,将这些新颖的纳米结构材料所具有的独特性能,应用到光电、传导、传感,以及生化等领域,取得了可喜的成绩。世界各国相继大量投入,开发和利用纳米ZnO材料,使其在国防,电子,化工,冶金,航空,生物,医学和环境等方面具发挥更大的作用。 2简介 纳米氧化锌(ZnO)问世于20世纪80年代,其晶体结构为六方晶系P63mc空间群,纤锌矿结构,白色或浅黄色的晶体或粉末,无毒,无臭,系两性氧化物,不溶于水和乙醇,溶解于强酸和强碱,在空气中易吸收二氧化碳和水,尤其是活性氧化锌。

纳米氧化锌的研究进展

学号:201140600113 纳米氧化锌的制备方法综述 姓名:范丽娜 学号: 201140600113 年级: 2011级 院系:应用化学系 专业:化学类

纳米氧化锌的制备方法综述 姓名:范丽娜学号: 201140600113 内容摘要:介绍了纳米氧化锌的应用前景及国内外的研究现状,对制 备纳米氧化锌的化学沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法、水热合成法、 化学气相法的基本原理、影响因素、产物粒径大小,操作过程等进行 了详细的分析讨论;提出了每种创造工艺的优缺点,指出其未来的研 究方向是生产具有新性能、粒径更小、大小均一、形貌均可调控、生 产成本低廉的纳米氧化锌。同时也有纳米氧化锌应用前景的研究。 Describes the application of zinc oxide prospects and research status, on the preparation of ZnO chemical precipitation, sol-gel method, microemulsion, hydrothermal synthesis method, chemical vapor of the basic principles, factors, product particle size, operating procedure, carried out a detailed analysis and discussion; presents the advantages and disadvantages of each creation process, pointing out its future research direction is the production of new properties, particle size is smaller, uniform size, morphology can be regulated, production cost of zinc oxide. There is also promising research ZnO. 关键字:纳米氧化锌制备方法影响研究展望 正文:纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料,其颗粒大小约在1~100纳米。由于晶粒的细微化,其表面电子结构和晶体结构发生 变化,产生了宏观物体所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效 应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点。近年来发现它在

氧化锌的作用与功效

氧化锌(ZnO),通常称为锌白,是锌的氧化物。不溶于水,溶于酸和强碱。氧化锌是一种常用的化学添加剂,广泛用于生产塑料,硅酸盐产品,合成橡胶,润滑剂,油漆,软膏,粘合剂,食品,电池,阻燃剂和其他产品。氧化锌具有大的能带隙和激子结合能,高透明度和优异的室温发光性能。它用于液晶显示器,薄膜晶体管,发光二极管和半导体领域的其他产品。另外,作为纳米材料的微粒氧化锌也已经开始在相关领域中发挥作用。 用途: 标定乙二胺四乙酸二钠的基准物质在锰的氧化还原容量法测定中用以沉淀盐类易水解的元素,如铁、铬、钒、钛和锆等用作硫化氢吸收剂、颜料、半导体。 用于静电湿法复印、干法转印、激光传真通讯、电子。 化学性质: 氧化锌主要以白色粉末或红锌矿石的形式存在。红锌矿中含有的少量锰元素等杂质使得矿石呈现黄色或红色。氧化锌晶体受热时,会有少量氧原子溢出(800 °C时溢出氧原子占总数0.007%),使得物质显现黄色。当温度下降后晶体则恢复白色。 当温度达1975 °C时氧化锌会分解产生锌蒸气和氧气。单质碳可用于氧化锌中锌的还原,在高温条件下发生反应: ·ZnO + C → Zn + CO 氧化锌是一种两性氧化物,难溶于水或乙醇,但可溶于大多数酸,例如盐酸:

·ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H?O 同时可以与强碱反应生成可溶性锌酸盐,例如与氢氧化钠反应:·ZnO + 2NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4] 氧化锌在脂肪酸中可发生缓慢的反应,生成相应的羧酸盐,如油酸盐和硬脂酸盐。氧化锌可以与硫化氢发生反应,在工业生产中该反应常用来除去混合气体中的硫化氢: ·ZnO + H2S → ZnS + H2O 氧化锌与浓氯化锌水溶液混合时生成碱式氯化锌,具有类似水泥的硬化性质,常用于牙科手术。氧化锌和磷酸反应生成的四水合磷酸锌(Zn3(PO4)2·4H2O)也具有相同的性质。 氧化锌与镁粉、铝粉、氯化橡胶、亚麻籽油接触会发生剧烈反应,发生起火或爆炸的危险。含有氧化锌的软膏与水混合暴露在紫外线光下则可产生过氧化氢。

氧化锌纳米材料简介

目录 摘要 (1) 1.ZnO材料简介 (1) 2.ZnO材料的制备 (1) 2.1 ZnO晶体材料的制备 (1) 2.2 ZnO纳米材料的制备 (2) 3. ZnO材料的应用 (3) 3.1 ZnO晶体材料的应用 (3) 3.2 ZnO纳米材料的应用 (5) 4.结论 (7) 参考文献 (9)

氧化锌材料的研究进展 摘要介绍了氧化锌(ZnO)材料的性质,简单综述一下近几年ZnO周期性晶体材料和ZnO纳米材料的新进展。 关键词:ZnO;晶体材料;纳米材料 1.ZnO材料简介 氧化锌材料是一种优秀的半导体材料。难溶于水,可溶于酸和强碱。作为一种常用的化学添加剂,ZnO广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。ZnO的能带隙和激子束缚能较大,透明度高,有优异的常温发光性能,在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。此外,微颗粒的氧化锌作为一种纳米材料也开始在相关领域发挥作用。纳米ZnO粒径介于1-100nm之间,是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品,表现出许多特殊的性质,如非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力等,利用其在光、电、磁、敏感等方面的奇妙性能,可制造气体传感器、荧光体、变阻器、紫外线遮蔽材料、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等[1–5]。下面我们简单综述一下,近几年ZnO周期性晶体材料和ZnO纳米材料的新进展。 2.ZnO材料的制备 2.1 ZnO晶体材料的制备 生长大面积、高质量的ZnO晶体材料对于材料科学和器件应用都具有重要意义。尽管蓝宝石一向被用作ZnO薄膜生长的衬底,但它们之间存在较大的晶格失配,从而导致ZnO外延层的位错密度较高,这会导致器件性能退化。由于同质外延潜在的优势,高质量大尺寸的ZnO晶体材料会有利于紫外及蓝光发射器件的制作。由于具有完整的晶格匹配,ZnO同质外延在许多方面具有很大的潜力:能够实现无应变、没有高缺陷的衬底-层界面、低的缺陷密度、容易控制材料的极性等。除了用于同质外延,ZnO晶体

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