【正文】 關(guān)鍵是制備微觀尺寸均勻、可控、穩(wěn)定的微乳液。近年來用 W/O 型微乳液制備超細(xì)粉體得以流行。但微乳液中表面活性劑及助表面活性劑的存在，對納米微粒的純度會(huì)有一定影響。但該法的不足之處是反應(yīng)過程耗時(shí)長，沉淀劑用量大，產(chǎn)率相對較低。該法具有工藝簡單、操作簡便、對設(shè)備要求低、容易批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是工業(yè)生產(chǎn)納米氧化鋅的首選方法；由于過程中是沉淀劑與反應(yīng)物直接接觸而沉淀，會(huì)引起成局部濃度過大而造成產(chǎn)物粒度分布不均勻、分散性較差、粉體易團(tuán)聚。雖然如此，目前溶膠法在制備量子尺寸氧化物方面有著獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值，已成功地合成了量子尺寸的 WOCdSe、Fe 2O ZnO 等透明溶膠。從同一種原料出發(fā)，改變工藝過程即可獲得不同的產(chǎn)品如粉料、薄膜、纖維等；工藝簡單、操作容易，不需要昂貴的設(shè)備。影響溶膠－凝膠材料的因素很多，包括前驅(qū)體、東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論8溶劑、水量、反應(yīng)條件、后處理?xiàng)l件等等。例如 TiOSnO ZnO、Al 2O3 以及其它納米結(jié)構(gòu)。通過控制以上影響因素，可以調(diào)控顆粒的尺寸。將金屬醇鹽或無機(jī)鹽溶于溶劑(水或有機(jī)溶劑)中形成均勻的溶液，溶質(zhì)與溶劑產(chǎn)生水解或醇解反應(yīng)，生成物聚集成 1nm左右的粒子并組成溶膠，經(jīng)蒸發(fā)干燥轉(zhuǎn)變?yōu)槟z，最后經(jīng)過高溫焙燒以分解有機(jī)前驅(qū)體，得到金屬氧化物超微粒子。溶膠凝膠方法是濕化學(xué)反應(yīng)方法之一。這一成果引起了材料科學(xué)界的極大興趣，被認(rèn)為是溶膠一凝膠技術(shù)的真正開端。 溶膠 凝膠法溶膠凝膠法 【13】 起源于十八世紀(jì)。然納米粉體的粒徑越小，其納米效應(yīng)就越突出，則相應(yīng)的制備技術(shù)要求也就越高【12】 ，因此在實(shí)際應(yīng)用中，要根據(jù)不同的應(yīng)用需求，選擇相應(yīng)的制備方法。 納米 ZnO 的制備技術(shù)正因?yàn)檠趸\的用途如此之多，所以其制備技術(shù)也就成為各位學(xué)者的研究熱點(diǎn)。說明納米 ZnO 較普通 ZnO 具有很好的可見光透明性及紫外線遮蔽特性。同時(shí)通過對納米 ZnO 的紫外可見光特性的研究表明 【11】 ，在可見光區(qū)，納米 ZnO 比普通 ZnO 對可見光的吸收弱的多，有很好的透過率，因此具有高度的透明性。納米 ZnO 添加到汽車金屬閃光面漆中可制造一種汽車專用變色漆。將納米 ZnO 添加到各種涂料中，用子各種材料表面涂層，具有很好的抗潮、抗腐蝕性、耐光性和耐候性，并可顯著提高涂膜的機(jī)械強(qiáng)度和附著力。同時(shí)由于添加納米 ZnO 制品具有防老化、高彈性、高溫沖擊韌性以及抗靜電、抗磨擦著火、使用壽命長等優(yōu)異性能使其廣泛應(yīng)用于玻璃、功能塑料以及橡膠制品中。原子在外力變形條件下自己容易遷移，表現(xiàn)出甚佳的韌性與一定的延展性，使陶瓷材料具有新奇的力學(xué)性能。如含納米 ZnO 的陶瓷制品燒結(jié)溫度可降至 400~600℃，成品光亮如鏡，極大降低了能源消耗，產(chǎn)品質(zhì)量也大幅度提高。同時(shí)利用摻雜制備的納米ZnO 薄膜，具有優(yōu)異的光電性能，如高的電導(dǎo)率、寬的禁帶寬度等，因此可應(yīng)用于太陽能電池、電致發(fā)光等方面。因此納米 ZnO 用做半導(dǎo)體膜、光導(dǎo)通訊保護(hù)膜和聲學(xué)的壓電膜等。且其螢光波長比 GaN 更短，因此在光存儲(chǔ)應(yīng)用中可以進(jìn)一步提高光存儲(chǔ)的密度，從而在光電子領(lǐng)域?qū)τ谔岣吖庥涗浐托畔⒌拇嫒∷俣绕鸬椒浅Ｖ匾淖饔?，納米 ZnO 薄膜有望成為下一代紫外光半導(dǎo)體激光器，這將引起光信息存儲(chǔ)的巨大變革 【8】 。近年來，人們對納米 ZnO 的光增強(qiáng)效應(yīng)及發(fā)光機(jī)制進(jìn)行了研究，指出 ZnO在藍(lán)綠波段的發(fā)光是由單離子氧空位引起的。此外 ZnO 對多種可燃性氣體具有較高的氣體敏感度，如通過摻雜可對硫化氫、氟立昂、酒精蒸汽和二氧化硫等氣體的選擇性檢測。氣敏材料的基本要求是對吸附氣體有快速的反應(yīng)，吸附后能改變其物理性質(zhì)，且反應(yīng)可逆，能再生，而納米 ZnO 的高比表面積、高活性等表面半導(dǎo)體性能正是增進(jìn)氣體元件靈敏度的重要原因，致使外界壞境(如溫度、光、氣等)十分敏感，從而引起其電阻顯著變化。 光、電及氣敏等領(lǐng)域當(dāng)納米材料的晶粒尺寸與光波波長、傳導(dǎo)電子的德布羅意波長、超導(dǎo)態(tài)的相干長度或透射深度等物理特征尺寸相當(dāng)或比它們更小時(shí)，一般固體材料賴以成立的周期性邊界條件將被破壞，.表現(xiàn)出小尺寸效應(yīng)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)在催化反應(yīng)中，氧缺位越多，催化活性越高。通過研究液氮溫度下，納米 ZnO 光催化氧化 C7H16 和S02 過程中發(fā)現(xiàn)，其光催化活性隨其順磁共振(ESR )信號強(qiáng)度的減小而下降。因此納米 ZnO比普通 ZnO 具有更高的催化活性及光催化活性 【5】 。下面我們就對納米 ZnO 的一些主要用途做一簡單的介紹。與普通 ZnO 相比，具有優(yōu)良的光活性、電活性、燒結(jié)活性和催化活性，如壓電性、熒光性、無毒和非遷移性、吸收和散射紫外線能力等。主要用途如圖 所示。從 ZnO46四面體的結(jié)晶方位與晶體各個(gè)面族的對應(yīng)關(guān)系可以看出，晶體結(jié)構(gòu)與晶體形貌之間是有內(nèi)在聯(lián)系的 【4】 。而上、下兩層 ZnO46四面體的頂角都是指向晶體的負(fù)極面。從四面體的結(jié)晶方位與晶體六方柱面關(guān)系：三個(gè)柱面與 ZnO46四面體中三個(gè)面對應(yīng)，另外三個(gè)棱與另三個(gè)柱面對應(yīng)。從結(jié)晶化學(xué)角度分析，晶體中的陽離子是構(gòu)成晶體的主要結(jié)構(gòu)骨架，負(fù)離子配位四面體是晶體的基本結(jié)構(gòu)基元，因此晶體中的負(fù)離子配位多面體就成為研究晶體結(jié)構(gòu)與形貌的基本結(jié)構(gòu)基元。這種 c 面的極化分布使得 Zn 和 O 面具有不同的性質(zhì)，導(dǎo)致其形成標(biāo)準(zhǔn)磁偶極矩，使 ZnO 本身具有自極化作用。其晶胞由互相貫穿的六角柱密堆積晶格構(gòu)成，晶格結(jié)構(gòu)如圖 所示。 ZnO 具有包括半導(dǎo)體性、光導(dǎo)電性、熱釋電、壓電等一系列的電學(xué)性質(zhì)，作為一種多功能材料，是目前相關(guān)研究的熱點(diǎn)。 ZnO 具有光致發(fā)光性，可以被多種光波激發(fā)而發(fā)光，并且具有發(fā)光亮度高、可見光區(qū)發(fā)光波長范圍寬、發(fā)光余輝少以及量子效率較高的特點(diǎn)。ZnO 的遮蓋力和著色力主要取決于其折射率和粒度，當(dāng)粒度為 時(shí)，ZnO 的著色力最高。ZnO 具有特殊的化學(xué)吸附解吸性能，在空氣中加熱到 500℃以上，O 從 ZnO 晶體表面解析，從而留下可吸附的位置，這些位置使填隙原子 Zn 接近表面；溫度下降時(shí)，O 原子被吸附在這些位置，填隙原子 Zn 的一個(gè)電子被 O 原子俘獲，電荷的轉(zhuǎn)移使 ZnO 的導(dǎo)電性能降低，形成對H 原子有強(qiáng)烈的親和力的帶單電荷的 O，遇到有 H 原子的環(huán)境，它會(huì)轉(zhuǎn)化成OH釋放出一個(gè)電子，從而使 ZnO 的導(dǎo)電性能提高。長期存在于潮濕的空氣中，易吸收空氣中的二氧化碳生成堿式碳酸鋅，也能夠被碳或一氧化碳還原為金屬鋅。在接近 0K 的超低溫范圍內(nèi)，ZnO 表現(xiàn)出奇特的性質(zhì)，即隨著溫度的升高，體積收縮而不是膨脹。 ZnO 的性質(zhì) ZnO 無毒、無味，密度為 ，是由無定形或針狀小顆粒組成的白色粉末。同時(shí)也成為當(dāng)今倍受關(guān)注的材料。氧化鋅原料多為顆粒狀，近年來因晶須優(yōu)異的性能使人們對 ZnO 晶須的研究產(chǎn)生了極大的興趣，晶須通常是指生長成纖維狀的一維單晶體, 晶體結(jié)構(gòu)完整, 內(nèi)部缺陷較少, 其強(qiáng)度和模量可接近完整晶體材料的理論值。它在量子器件、特種精細(xì)陶瓷、太陽能利用、環(huán)保催化劑、醫(yī)藥、化妝品等方面有著十分廣泛的應(yīng)用前景,還可用作氣體傳感器的敏感材料、熒光體、紫外線遮蔽材料、圖像記錄材料、壓電材料、變阻器、壓敏電阻 、催化劑 、磁性材料、陶瓷材料、高密度信息存儲(chǔ)材料。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論2 氧化鋅(ZnO)是一種用途十分廣泛的半導(dǎo)體功能材料,在常溫下禁帶寬度是 3. 37 ev,是典型的直接帶隙寬禁帶半導(dǎo)體材料,同時(shí)它的激子束縛能高達(dá)60meV, 比室溫?zé)犭x能 26meV 高很多, 激子不易發(fā)生熱離化。一個(gè)直徑為3nm 的原子團(tuán)包含大約900個(gè)原子，幾乎是英文里一個(gè)句點(diǎn)的百萬分之一，這個(gè)比例相當(dāng)于一條300多米長的帆船跟整個(gè)地球的比例。納米相材料跟普通的金屬、陶瓷，和其他固體材料都是由同樣的原子組成，只不過這些原子排列成了納米級的原子團(tuán)，成為組成這些新材料的結(jié)構(gòu)粒子或結(jié)構(gòu)單元。　　在納米材料中，納米晶粒和由此而產(chǎn)生的高濃度晶界是它的兩個(gè)重要特征。從材料的結(jié)構(gòu)單元層次來說，它介于宏觀物質(zhì)和微觀原子、分子的中間領(lǐng)域。Gleiter 在高真空的條件下將粒徑為 6nm 的 Fe 粒子原位加壓成形，燒結(jié)得到納米微晶塊體，從而使納米材料進(jìn)入了一個(gè)新的階段。前者具有長程序的晶狀結(jié)構(gòu)，后者是既沒有長程序也沒有短程序的無序結(jié)構(gòu)。它的微粒尺寸大于原子簇，小于通常的微粒，一般為100~102nm。他所說的材料就是現(xiàn)在的納米材料。特別是目前人們經(jīng)常提起的納米材料給社會(huì)的發(fā)展和人們的日常生活帶來了不曾想到的變化。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄I微細(xì)氧化鋅的水熱制備畢業(yè)論文目 錄1 緒 論.............................................................1 引言 .......................................................1 ZnO 的性質(zhì) ..................................................1 ZnO 的晶體結(jié)構(gòu) ..............................................2 ZnO 的性能及應(yīng)用 ............................................3 催化及光催化領(lǐng)域 ............................