不同液相法及其制備條件對氧化鋅形貌的影響.pdf

1、氧化鋅是一種重要的Ⅱ-Ⅵ族直接帶隙半導(dǎo)體材料，禁帶寬度大(3.37eV)，激子結(jié)合能高(60 meV)。納米ZnO兼有半導(dǎo)體材料和納米材料兩方面的優(yōu)異特性，相比于同質(zhì)塊體材料，在光電、壓電、熱電等方面顯示出獨特性能。近年來納米氧化鋅在催化和光催化領(lǐng)域的研究和應(yīng)用一直是國際熱點。
　　研究表明納米氧化鋅的催化性能與其微觀形貌密切相關(guān)，有關(guān)納米氧化鋅形貌的研究越來越多。納米ZnO是具有六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)的極性晶體，沿C軸具有較強(qiáng)的極性，C

2、軸擇優(yōu)取向生長的本質(zhì)使其容易生成長徑比高的棒狀納米氧化鋅。然而，通過改變外部反應(yīng)條件，可以抑制或者促進(jìn)特定晶面的生長速度，從而改變晶體各晶面的相對生長速度，最終得到形貌不同的氧化鋅。因此探討外部反應(yīng)條件對氧化鋅形貌的影響是很多學(xué)者研究的問題。
　　本文采用水熱/溶劑熱法、液體石蠟高壓（常壓）熱處理法和溶劑熱-反相微乳液法這三種方法制備了納米氧化鋅，實驗中采用XRD、SEM、TEM、FTIR和TG-DSC等現(xiàn)代分析手段研究了ZnO納

3、米晶的物相組成和形貌特點，探討了制備方法及其制備條件對氧化鋅形貌的影響，主要實驗結(jié)果如下:
　　在水熱溶劑熱方法中，采用二乙醇胺或者六亞甲基四胺有機(jī)胺輔助法，合成了微米球狀、納米多維度粒狀、納米棒狀等一系列形貌不同的納微米級ZnO晶體，系統(tǒng)地考察了反應(yīng)溫度、沉淀劑種類、反應(yīng)溶劑、鋅源、反應(yīng)時間和沉淀劑濃度對納米ZnO形貌的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)反應(yīng)溫度越高，越容易生成多維度晶粒;反應(yīng)溶劑極性越大，得到的納米ZnO的顆粒的長徑比越小;鋅源不

4、同，制備的氧化鋅晶體差異很大。
　　在液體石蠟高壓（常壓）熱處理法中，以液體石蠟為反應(yīng)介質(zhì)，Span80為表面活性劑，將醋酸鋅（硝酸鋅）—二乙醇胺—異丙醇預(yù)處理混合液分散其中，分別采用常壓熱處理和高壓熱處理的手段，不經(jīng)過煅燒步驟直接制備氧化鋅。結(jié)果表明液體石蠟熱處理環(huán)境改變了氧化鋅晶體的生長團(tuán)聚過程，但是仍然遵循晶體C軸擇優(yōu)取向生長的生長習(xí)性。
　　在溶劑熱-反相微乳液法中，以液體石蠟為油相，鋅鹽—二乙醇胺—異丙醇預(yù)處理混合