【正文】 用去 離子水和乙醇（ C2H5OH）對(duì)所得溶液反復(fù)進(jìn)行離心洗滌，在 80186。將所得的溶液倒 第 17 頁(yè)（ 共 27 頁(yè)） 入水熱釜中，再放入 160186。屬于特種設(shè)備，使用時(shí)必須嚴(yán)格遵守與防爆要求 ，使用前進(jìn)行加壓、加溫測(cè)試，實(shí)驗(yàn)氣體最好用惰性氣體，嚴(yán)禁使用易燃易爆氣體；操作過(guò)程中不能速冷速熱，以防釜體破裂；每次用完必須及時(shí)清除高壓釜內(nèi)外的殘留物，所有密封面必須經(jīng)常清洗，保持干燥。掃描電子顯微鏡正是根據(jù)上述原理，采用不同的信息檢測(cè)器，使選擇檢測(cè)得以實(shí)現(xiàn)。分辨率 nm 以下的電鏡可用來(lái)觀察細(xì)微的物體形貌及結(jié)構(gòu)，既能觀測(cè)原子或原字團(tuán)的排列，又能確定其所處的空間位置。 圖 X射線衍射儀的工作原理 透射電子顯微鏡（ TEM） 在光學(xué)顯微鏡下小于 μm 的細(xì)微結(jié)構(gòu)我們無(wú)法看清，因此要想看到更加細(xì)微的結(jié)構(gòu)必須用波長(zhǎng)更短的光源，以此提高顯微鏡的分辨率。利用 XRD(圖 )確定所得 ZnO 的形貌結(jié)構(gòu)，進(jìn)行進(jìn)一步的分析。 X 射線衍射儀（ XRD） X 射線屬于電磁波的一個(gè)分支，波長(zhǎng)很短（ nm），不借助外在物體，肉眼無(wú)法觀察，因此需要我們借助 XRD。 ZnO表面的原子比較活躍 ，在適合的生長(zhǎng)的方向上生長(zhǎng)迅速?？梢钥焖匐婋x OH。 ZnO 制備原理及過(guò)程 二水乙酸鋅，又名乙酸鋅、二水醋酸鋅，白色單斜片狀晶體，具有珍珠光澤，微帶醋酸味，熔點(diǎn) 100℃，沸點(diǎn) 2424℃，相對(duì)密度， 可溶于水和乙醇，可用于檢測(cè)硫化氫、蛋白的試劑色譜分析試劑，聚酯工業(yè)等。 第 13 頁(yè)（ 共 27 頁(yè)） 第二章 ZnO納米材料的制備 實(shí)驗(yàn)所用材料及儀器 二水乙酸鋅（ C4H10O6Zn，純度 ≧ 99％，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司），水合肼 (H6N2O， 80％，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司 )。由于反應(yīng)處于分子水平，反應(yīng)性能高，因而水熱反應(yīng)可以替代某些高溫固相反應(yīng) [21]。本章我們主要介紹水熱法。所以人們對(duì)納米材料不斷進(jìn)行研究，力圖獲得一種操作簡(jiǎn)單，成本低，形貌規(guī)矩，尺寸均勻的方法。物理法包括氣相沉積法（ CVD）、激光輻照法等，是指材料在光電技術(shù)的作用下在真空中或 第 12 頁(yè)（ 共 27 頁(yè)） 者惰性氣體中分子或者原子形成納米材料?；瘜W(xué)法的優(yōu)點(diǎn)在于，獲得的納米材料粒度純度高，工藝流程可控 ，材料的表面活性好；缺點(diǎn)是樣品顆粒比較大，容易粘在一起。 制備 ZnO 納米材料的方法有很多，根據(jù)其原理主要可分為三類(lèi)：化學(xué)法和物理法。這些優(yōu)異的性能的使得金屬氧化物氣體傳感器成為廣為應(yīng)用和流行的傳感器。 圖 半導(dǎo)體氣體傳感器性能指標(biāo) 金屬氧化物氣體傳感器的性能判定指標(biāo)有很多：靈敏度，穩(wěn)定性， 第 11 頁(yè)（ 共 27 頁(yè)） 對(duì)氣體的反應(yīng)速度和恢復(fù)時(shí)間等 [19]。但是，不利于大量生產(chǎn)，正在逐步取代燒結(jié)型傳感器。具體劃分圖見(jiàn)圖 。傳感器的研制、開(kāi)發(fā)、制造、生產(chǎn)、銷(xiāo)售，帶動(dòng)了很多產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，人們爭(zhēng)相研究。缺點(diǎn)是穩(wěn)定性差，受光照，溫度，濕度，氣壓與時(shí)間等因素影響較大，需要我們不斷改進(jìn)技術(shù)，以獲得更好的性能。 圖 第 9 頁(yè)（ 共 27 頁(yè)） 圖 花狀的納米結(jié)構(gòu) 圖 球形納米結(jié)構(gòu) ZnO 半導(dǎo)體氣體傳感器 半導(dǎo)體氣體傳感器原理 半導(dǎo)體氣體傳感器工作原理是由變化的電導(dǎo)率決定的，電導(dǎo)率隨著溫度、壓 強(qiáng)等其他因素變化 [17]轉(zhuǎn)換成電信號(hào)反映出來(lái)。氧化鋅的前景廣闊，具有極高的研究?jī)r(jià)值和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。八面體結(jié)構(gòu)很少 見(jiàn)，與 NaCl 結(jié)構(gòu)像似，每個(gè)鋅原子周?chē)?6 個(gè)氧原子，每個(gè)氧原子周?chē)?6 個(gè)鋅原子，只有在特高壓的條件下才能形成。從圖中也可以看出， ZnO 的晶體結(jié)構(gòu)成中心對(duì)稱(chēng)，因而具有壓電效應(yīng)和焦熱電效應(yīng)，因而可用來(lái)制作壓電傳感器 [13]。 ZnO 的晶體結(jié)構(gòu)會(huì)隨著外界條件的改變而改變。由于雜質(zhì)能帶的出現(xiàn)會(huì)使能帶隙在 34 eV 之間變化。半導(dǎo)體的禁帶寬度取決于能帶結(jié)構(gòu) [11]。激子束縛能比較高。 圖 ZnO 納米材料 ZnO 納米材料簡(jiǎn)介 第 7 頁(yè)（ 共 27 頁(yè)） 圖 ZnO的基本性質(zhì) 氧化鋅（ ZnO）俗稱(chēng)鋅氧粉、鋅白粉。 ④ 宏觀量子隧道效應(yīng) 第 6 頁(yè)（ 共 27 頁(yè)） 微觀粒子具有貫穿勢(shì)壘的能力稱(chēng)為隧道效應(yīng) [10]。 ③ 量子尺寸效應(yīng) 形成固體的原子的能級(jí)和在一起形成了能帶，原子的能級(jí)間距很小，因此能帶可以看做是連續(xù)的 [10]。表面原子易于其他原子結(jié)合，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。如果納米顆粒尺寸減小，會(huì)造成表面原子數(shù)量增多。 第 5 頁(yè)（ 共 27 頁(yè)） 納米材料含義 納米材料 (圖 )是指在三維空間中至少有一維處在納米尺度范圍或由他們作為基本單元構(gòu)成的材料 [7]。 納米技術(shù)與傳統(tǒng)的微電子技 術(shù)不同，納米技術(shù)利用電子的波動(dòng)性，研究的是單個(gè)的分子、原子，通過(guò)對(duì)他們的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的特定功能 [5]；微電子技術(shù)利用電子的粒子性，主要通過(guò)控制電子群來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能 [6]。 1993 年，國(guó)際納米科技指導(dǎo)委員會(huì)將納米技術(shù)劃分為納米電子學(xué)、納米物理學(xué)、納米化學(xué)、納米生物學(xué)、納米加工學(xué)和納米計(jì)量學(xué)等 6 個(gè)分支學(xué)科。納米技術(shù)是通過(guò)特定的技術(shù)，對(duì)納米材料的分子、原子進(jìn)行特定的排列或加工重組，使之產(chǎn)生新的特性和功能，這樣的技術(shù)可以稱(chēng)之為納米技術(shù)。利用這些納米尺度范圍內(nèi)的若干個(gè)原子、分子，對(duì)其進(jìn)行加工，制造成器件設(shè)備 [4]。形象的說(shuō)，是一個(gè)頭發(fā)徑向的五萬(wàn)分之一，每根直徑約為 1 nm。因此，我國(guó)的納米技術(shù)與世界同步。納米技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益巨大，各國(guó)都爭(zhēng)相開(kāi)發(fā)研究，我國(guó)也不例外。一旦這三個(gè)問(wèn)題被解決，就會(huì)使得納米材料的制備技術(shù)突飛猛進(jìn)，產(chǎn)生大量的嶄新器件。他們對(duì)單個(gè)原子進(jìn)行重新排列，使得納米技術(shù)突飛猛進(jìn)。 在納米技術(shù)的發(fā)展歷程中，世界各國(guó)的許多科學(xué)家作出了杰出的貢獻(xiàn)。 目前，研制出的納米產(chǎn)品涉及人們衣食住行的各個(gè)方面：納米防輻射服 —— 可以有效地幫助人們減少來(lái)自電子產(chǎn)品和太陽(yáng)的輻射；納米炊具 —— 具有良好的導(dǎo)電性和殺菌作用 ,對(duì)人體無(wú)毒無(wú)害；納米涂料 —— 這樣的涂料顆粒細(xì)膩，美觀，耐用，刷出來(lái)對(duì)人體傷害也小；納米技術(shù)制造的器件性能優(yōu)異，可延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命和提高工作效率；還有納米機(jī)器人、納米衛(wèi)星、納米人造器官等。 納米物理學(xué)和納米化學(xué)是納米技術(shù)的技術(shù)支撐，只有這兩項(xiàng)技術(shù)取得發(fā)展，其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)才能進(jìn)步。 納米技術(shù)的簡(jiǎn)介 納米技術(shù)一般指納米級(jí) ( nm) 的材料設(shè)計(jì)、制造、測(cè)量、 第 3 頁(yè)（ 共 27 頁(yè)） 控制和產(chǎn)品的技術(shù) [2]。一些常見(jiàn)常用的傳感器，由 SnO2， Fe2O3， ZnO 作為基體材料制備的傳感器等等已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)與日常生活。有些是人類(lèi)健康至關(guān)重要的的氣體，如 O CO N2；有些是環(huán)境和人體健康的殺手 —— 含碳氧化物的不完全燃燒 CO，硫的氧化物，氮的氧化物等；有些是室內(nèi)裝修所產(chǎn)生甲醛，氨氣，硫化氫，氯乙烯，苯乙烯等氣體。為了改善人們的居住條件和提高生活質(zhì)量，很多國(guó)家制訂了相應(yīng)的法律法規(guī)，我國(guó)政府也制訂了符合我國(guó)國(guó)情的法律法規(guī)。例如，工業(yè)生產(chǎn)，煤礦燃燒，汽車(chē)尾氣等排放的廢氣越來(lái)越多，這些排放的廢氣對(duì)人類(lèi)的生存與發(fā)展造成的危害日益嚴(yán)重，不容小覷。 關(guān)鍵詞： 水熱法；氧化鋅；傳感器；氣敏性 第 2 頁(yè)（ 共 27 頁(yè)） 第一章 緒 論 納米技術(shù)簡(jiǎn)介 科技進(jìn)步帶動(dòng)了城市化進(jìn)程的飛速發(fā)展。 I 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目： 氧化鋅納米材料的制備及其氣敏性特性研究 I 目 錄 摘要 ........