纳米ZnO的制备研究进展
作者 : 未知

  摘 要:纳米ZnO具有良好的化学稳定性和特殊的能带结构,这就使得纳米ZnO材料具备了利用紫外甚至可见光的能力,在很多领域特别是在与人类生活息息相关的光催化降解有机污染物领域有着独特的优势和广阔的应用前景。其主要的制备方法有液相法和气相法。文章对制备纳米ZnO的常见制备方法进行简要介绍,并对纳米ZnO制备技术的发展趋势进行展望。
  关键词:ZnO;纳米材料;制备;展望
  绪论
  近年来,随着科技的高速发展,环境污染问题日益突出,作为新型的污染物降解技术,半导体光催化的研究越来越受到人们关注[1]。纳米氧化锌(ZnO)是一种新型的宽禁带半导体材料,其室温禁带宽度为3.37eV,激子激活能为60meV,因此在抗菌、光学和高效催化等领域得到广阔的应用前景。文章就纳米ZnO的制备进展进行了简要论述[2-4]。
  1 制备方法
  1.1 液相法
  Wen等[5]采用溶剂热法成功制备出,纳米线、纳米棒、纳米梭、纳米花等各种形貌的纳米ZnO。结果显示,纳米线和纳米棒有高的长径比,分别大于500和50,物相均为结晶性好的单晶纤锌矿结构。
  彭寿[6]采用溶胶-凝胶法制备ZnO:Al薄膜,并研究了不同热处理方式对于薄膜光电性能的影响。结果表明:热处理工艺的选择对于提升AZO薄膜的电学性能至关重要。
  陈延明[7]以乙醇为溶剂,乙酸锌为前驱体,油酸钠为表面修饰剂制得ZnO纳米粒子,并通过煅烧方法制备针状ZnO纳米线,为六方晶系纤锌矿结构ZnO单晶纳米线,长度约为10μm,直径约为100nm,且具有良好的紫外发光性能。
  1.2 气相法
  陈晓冬[8]采用化学气相沉积(CVD)法成功制备出长度达厘米级别的分等级结构ZnO微米线,结果表明:在不加外部电源的情况下,接触乙醇液体可以得到0.15V的输出电压或25nA的输出电流。
  刘超英[9]用磁控溅射法ZnO:Al薄膜,并研究了溅射氩气压对ZnO:Al薄膜性能的影响,当氩气压强为0.3Pa时,电阻率最低为6.72×10-4Ω・cm。
  Benzarouk等[10]采用超声喷雾热分解法在玻璃衬底上以乙酸锌为原料,选用不同掺杂物,分别制备出了Al掺、Mg掺杂和Ni掺杂的ZnO薄膜,实验结果表明所制备的薄膜为六方纤锌矿结构的ZnO薄膜,且具有强烈的呈C轴垂直于衬底的(002)择优取向。该法制备的纳米ZnO颗粒粒径可控,分布均匀,但合成工艺复杂,所需温度较高,能耗大。
  孙成伟[11]采用反应射频磁控溅射方法,在硅基片上制备了具有高C轴择优取向的ZnO薄膜,沉积温度对薄膜的消光系数、光学禁带宽度、折射率等特性均有影响,在沉积温度为50℃时达到最大;当沉积温度为750℃时,ZnO薄膜的晶粒尺度有所减小;薄膜中ZnO晶粒与Si基体之间存在一定的外延关系。
  徐小科[12]采用低压化学气相沉积法制备B掺杂ZnO薄膜,具有良好的光散射特性,可应用于太阳能电池的前电极。所制备的镀膜玻璃在400~1000nm范围内总透过率>80%,电阻率最低约1.0×10-3Ω・cm。
  2 γ辐射法
  Hu[13]采用γ辐射法制备六棱形ZnO纳米棒,伽马辐射法基本原理是利用辐照产生具有还原性水合电子,无需使用还原剂,所以制备产物具有纯净,无污染,适用于大批量生产等优点。
  3 展望
  纳米ZnO制备方法很多,同时,由于ZnO独特的光催化和抑菌性能,是降解有机污染物最优潜力的材料,其制备方法的研究是一项极其有意义的工作。因此,探索廉价、简单、产物质量高的制备方法是科研人员不断努力探求的方向。
  参考文献
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