纳米ZnO研究进展

纳米ZnO作为一种重要的宽带隙半导体,具有与体材料明显不同的电、磁、光等性质,逐渐成为研究的热点并得到广泛应用。综述了不同纳米结构（颗粒、线、带、棒、其它特殊形状）ZnO近年来的研究进展,对其合成技术进行了描述,对特殊结构ZnO纳米复合物的研究近况作了简单介绍,并对其今后的研究方向进行了展望。     

微波在纳米和亚纳米ZnO材料制备中的应用

综述了近年来微波在纳米和亚纳米ZnO材料制备中的应用和研究进展,并展望了其发展趋势和前景。微波不仅在制备时间和能源利用效率等方面明显优于常规方法,还可以得到特殊形态和性能的ZnO材料。     

ZnO纳米棒的制备及形貌控制

以氯化锌和氢氧化钾为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,于120℃水热反应10 d合成了Zn O纳米棒粉体,采用X射线衍射仪、扫描电镜和红外光谱仪等对产物的结构、微观形貌和光学性质进行了分析。结果表明,产物属于纤锌矿型六方晶系的Zn O,平均直径约150 nm,长500 nm¹"m,考察了反应时间、反应温度、所用碱溶液和锌源等对产物形貌和尺寸的影响。     

ZnO纳米棒的制备及形貌控制

以氯化锌和氢氧化钾为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,于120℃水热反应10 d合成了Zn O纳米棒粉体,采用X射线衍射仪、扫描电镜和红外光谱仪等对产物的结构、微观形貌和光学性质进行了分析。结果表明,产物属于纤锌矿型六方晶系的Zn O,平均直径约150 nm,长500 nm~1"m,考察了反应时间、反应温度、所用碱溶液和锌源等对产物形貌和尺寸的影响。     

纳米ZnO晶体的制备与表征

采用一种简单的直接物理蒸发法制备了纳米ZnO晶体,该生长过程在无催化剂的条件下于900~1 200℃下进行的。所得产物用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)进行了表征。结果表明所得的产物属于纤锌矿结构的高纯度六方相ZnO,在实验中发现在900 ~1 000℃的条件下容易生成纳米棒,在1 000 ~1 100℃的条件下容易生成纳米线,在1 100 ~1 200℃的条件下容易生成纳米梳。并简单讨论了其生长机理,提出所得纳米结构是通过简单的VS(Vapor-Solid)机制生长的。     

纳米ZnO的应用研究进展

纳米ZnO以其独特的性质成为近年纳米复合材料的研究热点.本文综述了纳米ZnO的制备方法、性能特点、表面改性方法及效果评价,并对纳米ZnO的应用研究现状和前景进行了展望.     

纳米ZnO制备过程中的热处理条件分析

采用均匀沉淀法制备纳米ZnO，研究了热处理条件对粒径的影响。通过TG－DTA，XRD的研究表明：老化时间越长，焙烧温度越高，焙烧时间越长，升温速率越慢得到的纳米粒子粒径越大。     

针状ZnO的纳米纤维素诱导制备及光催化性能

以纳米纤维素（NCC）为形貌诱导剂,乙酸锌为反应前驱物,采用水热法合成针状ZnO。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线光谱仪（EDS）对ZnO的形貌、微观结构、结晶特性进行了表征,并探讨了其形成机理及光催化降解性能。结果表明水热条件下,NCC能诱导ZnO在其表面沉积和生长,可形成直径260nm、长度10μm的针状结构,诱导制备的针状ZnO室温下2h内对孔雀绿的紫外光降解效率为88.5%。针状ZnO在光催化剂等领域具有潜在应用价值。     

纳米ZnO/HDPE复合材料的制备与研究

采用共混方法制备了纳米ZnO／HDPE复合材料。研究了纳米ZnO对复合材料力学性能的影响。结果表明：对于经偶联剂表面处理的纳米ZnO，当质量分数为1％～3％时，明显改善了复合材料的拉伸力学性能；但是，当质量分数超过3％时，复合材料的力学性能反而随纳米ZnO用量的增加而降低；未经表面处理的纳米ZnO则明显降低了复合材料的拉伸力学性能。     

纳米ZnO合成方法的研究现状

Zn O作为优良的半导体材料,其纳米材料(如纳米线、纳米棒等)在光、电、磁等方面因具有独特的性能而被广泛的应用于各个领域,因此,纳米Zn O的制备在近些年得到充分的发展,主要的制备方法分为固相法、液相法和气相法三大类。就气相法和液相法中常用的几种方法进行研究进展分析,指出每类方法的优势和存在问题,并对纳米Zn O制备技术的发展趋势进行展望。     

棒状纳米ZnO薄膜晶体管效应的测定

分别采用水热法和微乳法制得了两种直径为10～40nm和60～70nm的棒状纳米ZnO材料;然后将制得的纳米材料乙醇溶液旋涂到石英基片上,将其中一部分旋涂膜进行煅烧,最后将经过煅烧和未经过煅烧的旋涂膜基片采用top-contact的方法镀上电极制成薄膜晶体管进行场效应的测定;实验表明:对于直径不同和同种样品旋涂膜经不同处理的场效应参数存在明显的差异,特别是电子迁移率,直径较大的未经煅烧的纳米ZnO旋涂膜的电子迁移率可以达到μ=156cm2V-1s-1。     

建筑外墙涂料用纳米ZnO／PMMA复合乳液的合成

采用原位乳液聚合方法合成了接枝型纳米ZnO／PMMA复合乳液,研究了接枝聚合反应机理,探讨了单体、乳化剂和纳米ZnO用量等因素对聚合反应的影响,考查了复合乳液涂膜的抗紫外线性能,结果表明纳米复合乳液涂层具有明显的吸收紫外光的能力。纳米ZnO／PMMA复合乳液可用于制备功能性外墙涂料。     

纳米氧化锌在氯丁橡胶中的应用研究

用电子显微镜观察了纳米氧化锌的形貌、尺寸，研究了纳米氧化锌在氯丁橡胶胶料中作硫化剂时对胶料物理机械性能的影响，并选用普通氧化锌，国外某品牌氧化锌进行对比。结果发现，当纳米氧化锌与普通氧化锌用量同为5份时，含纳米氧化锌胶料的某些物理机械性能指标有提高，当纳米ZnO用量减至3份时与5份普通ZnO的力学性能相当。充分显示了纳米材料的尺寸效应，应用纳米氧化锌可以提高产品的力学性能，并能降低成本，具推广应用价值。     

ZnO基核壳结构纳米复合材料的研究

将纳米ZnO与其他物质复合,制备成核壳结构纳米复合材料,可使材料具有更多优异的性能。综述了近年来光催化材料、光电子材料、抗紫外材料等领域ZnO基核壳结构纳米复合材料的研究,并展望了未来的发展。     

表面修饰的纳米ZnO的加入对PEG结晶的影响

在PEG溶液中加入纳米ZnO以及表面修饰的ZnO,观察纳米粒子对PEG结晶的影响。通过透射偏光显微镜进行观察,发现纳米ZnO的加入改变了PEG的结晶形貌,随着纳米粒子表面羧基含量的增加,结晶形貌按照树晶—大球晶—小球晶的规律变化。通过FTIR表明在热作用下纳米粒子表面的羧基会与PEG的端羟基发生酯化反应,使纳米ZnO可以稳定的存在于PEG溶液中,为球晶的形成提供了成核点。     

利用锌浮渣制备四脚状氧化锌晶须

首次采用锌浮渣为原料,利用平衡气量控制法制备了四脚状氧化锌晶须(T-ZnOw),探讨了原料、反应温度和反应器密封程度等因素对产物ZnO结晶结构和形貌的影响,并采用XRD, FE-SEM、表面能谱(EDS)对其结构和形貌进行了测试表征. 结果表明,具有完整结构的四脚状晶须产品仅由Zn和O组成,O原子数少于化学计量比,且核心部位O含量最低;制备具有规整结构的四脚状氧化锌晶须的最佳反应温度为900℃;以不同锌品位的锌浮渣为原料制备的产品均为具有六方纤锌矿结构的结晶完整的氧化锌,但产品形貌和四脚状晶须的产率受原料中氧化锌含量和Sb含量的影响. 研究表明,制备四脚状氧化锌晶须是锌二次资源回收利用的一条高附加值的途径.     

纳米ZnO/PP及ZnO/CaCO_3/PP复合材料的性能研究

纳米氧化锌(ZnO)与聚丙烯(PP)通过熔融共挤制得了ZnO/PP纳米复合材料.研究了ZnO/PP纳米复合材料的力学、流变学性能与纳米ZnO添加量之间的关系;同时制备了ZnO/CaCO3/PP三元纳米复合材料并对其进行了机械性能和制备成本分析.结果表明,ZnO/PP纳米复合材料的熔体质量流动速率较纯PP有较大程度的提高;纳米CaCO3的加入不但可以降低生产成本,而且可以显著改善体系的冲击韧性;材料的拉伸破坏属于韧性断裂过程.     

纳米ZnO／ABS复合材料的制备及性能研究

制备了改性纳米ZnO／丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料，研究改性纳米ZnO用量对复合材料维卡软化温度及紫外线老化前后力学性能的影响。结果表明：适量添加改性纳米ZnO既可有效提高ABS复合材料的维卡软化温度及各种力学性能，又可赋予复合材料优良的耐老化性能。改性纳米ZnO用量为3％时，ABS复合材料的维卡软化温度达102℃，比纯ABS树N（98．7℃）提高3．2℃；紫外线老化前后复合材料的拉伸强度较纯ABS树脂分别提高37．4％和44．6％、断裂伸长率提高0．9％和357％、硬度提高45．4％和29％、缺口冲击强度提高13.8％和44．7％、无缺口冲击强度提高12．4％和44.4％。