張楠

摘 要：納米ZnO具有良好的化學穩(wěn)定性和特殊的能帶結(jié)構(gòu)，這就使得納米ZnO材料具備了利用紫外甚至可見光的能力，在很多領(lǐng)域特別是在與人類生活息息相關(guān)的光催化降解有機污染物領(lǐng)域有著獨特的優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景。其主要的制備方法有液相法和氣相法。文章對制備納米ZnO的常見制備方法進行簡要介紹，并對納米ZnO制備技術(shù)的發(fā)展趨勢進行展望。

關(guān)鍵詞：ZnO；納米材料；制備；展望

緒論

近年來，隨著科技的高速發(fā)展，環(huán)境污染問題日益突出，作為新型的污染物降解技術(shù)，半導體光催化的研究越來越受到人們關(guān)注[1]。納米氧化鋅（ZnO）是一種新型的寬禁帶半導體材料，其室溫禁帶寬度為3.37eV，激子激活能為60meV，因此在抗菌、光學和高效催化等領(lǐng)域得到廣闊的應(yīng)用前景。文章就納米ZnO的制備進展進行了簡要論述[2-4]。

1 制備方法

1.1 液相法

Wen等[5]采用溶劑熱法成功制備出，納米線、納米棒、納米梭、納米花等各種形貌的納米ZnO。結(jié)果顯示，納米線和納米棒有高的長徑比，分別大于500和50，物相均為結(jié)晶性好的單晶纖鋅礦結(jié)構(gòu)。

彭壽[6]采用溶膠-凝膠法制備ZnO：Al薄膜，并研究了不同熱處理方式對于薄膜光電性能的影響。結(jié)果表明：熱處理工藝的選擇對于提升AZO薄膜的電學性能至關(guān)重要。

陳延明[7]以乙醇為溶劑，乙酸鋅為前驅(qū)體，油酸鈉為表面修飾劑制得ZnO納米粒子，并通過煅燒方法制備針狀ZnO納米線，為六方晶系纖鋅礦結(jié)構(gòu)ZnO單晶納米線，長度約為10μm，直徑約為100nm，且具有良好的紫外發(fā)光性能。

1.2 氣相法

陳曉冬[8]采用化學氣相沉積（CVD）法成功制備出長度達厘米級別的分等級結(jié)構(gòu)ZnO微米線，結(jié)果表明：在不加外部電源的情況下，接觸乙醇液體可以得到0.15V的輸出電壓或25nA的輸出電流。

劉超英[9]用磁控濺射法ZnO：Al薄膜，并研究了濺射氬氣壓對ZnO：Al薄膜性能的影響，當氬氣壓強為0.3Pa時，電阻率最低為6.72×10-4Ω·cm。

Benzarouk等[10]采用超聲噴霧熱分解法在玻璃襯底上以乙酸鋅為原料，選用不同摻雜物，分別制備出了Al摻、Mg摻雜和Ni摻雜的ZnO薄膜，實驗結(jié)果表明所制備的薄膜為六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)的ZnO薄膜，且具有強烈的呈C軸垂直于襯底的（002）擇優(yōu)取向。該法制備的納米ZnO顆粒粒徑可控，分布均勻，但合成工藝復雜，所需溫度較高，能耗大。

孫成偉[11]采用反應(yīng)射頻磁控濺射方法，在硅基片上制備了具有高C軸擇優(yōu)取向的ZnO薄膜，沉積溫度對薄膜的消光系數(shù)、光學禁帶寬度、折射率等特性均有影響，在沉積溫度為50℃時達到最大；當沉積溫度為750℃時，ZnO薄膜的晶粒尺度有所減??；薄膜中ZnO晶粒與Si基體之間存在一定的外延關(guān)系。

徐小科[12]采用低壓化學氣相沉積法制備B摻雜ZnO薄膜，具有良好的光散射特性，可應(yīng)用于太陽能電池的前電極。所制備的鍍膜玻璃在400～1000nm范圍內(nèi)總透過率>80%，電阻率最低約1.0×10-3Ω·cm。

2 γ輻射法

Hu[13]采用γ輻射法制備六棱形ZnO納米棒，伽馬輻射法基本原理是利用輻照產(chǎn)生具有還原性水合電子，無需使用還原劑，所以制備產(chǎn)物具有純凈，無污染，適用于大批量生產(chǎn)等優(yōu)點。

3 展望

納米ZnO制備方法很多，同時，由于ZnO獨特的光催化和抑菌性能，是降解有機污染物最優(yōu)潛力的材料，其制備方法的研究是一項極其有意義的工作。因此，探索廉價、簡單、產(chǎn)物質(zhì)量高的制備方法是科研人員不斷努力探求的方向。

參考文獻

[1]Zhang. K，Wu. W.，Meng. H.，etal.Pickeringemulsionpolymerization：preparationofpolystyrene/nano-SiO2compositemicrosphereswithcore-shell structure[J]. Powder Technology， 2009，190：393-400.

[2]Borthakur. L. J，Das.D，Dolui. S. K.Developmentofcoreshellnanocompositeofpoly（styrene-co-methylacrylate）andbentoniteclaybyultrasonicassisted mini-emulsionpolymerization[J].Materials Chemistry and Physics，2010，124：1182-1187.

[3]Jood. P.， Mehtar. J.， Zhang. Y.， et al. Al-doped zinc oxideNanocomposites with enhanced thermoelectric properties [J]. Nano Lett，2011，11（10）：4337-4342.

[4]Bai. W.， Zhang. Z.， Tian. W.， et al. Toxicity of zinc oxide nanoparticlesto zebrafish embryo： a physicochemical study of toxicity mechanism [J].J Nanopart Res， 2010，12（5）：1645-1654.

[5]Lin C. C， Lin W. H， Hsiao C. Y. et al. Synthesis of One-dimensional ZnO Nanostructures and Their Field Emission Properties[J]. J. Phys. D：Appl. Phys.，2008，41：045301.

[6]彭壽，金良茂，王蕓，等.熱處理工藝對溶膠-凝膠法制備ZnO：Al薄膜光電性能的影響[J].硅酸鹽學報，2015，43（4）：451-457.

[7]陳延明，賈宏偉.ZnO一維納米材料的制備與表征[J].2015，5（46）：05151-05154.

[8]陳曉冬，王丁，王現(xiàn)英.分等級ZnO超長微米線的制備及自供電傳感特性[J].電子元件與材料，2015，34（5）：27-30.

[9]劉超英，陳瑋，徐志偉，等.濺射氬氣壓對射頻磁控濺射制備ZnO：Al薄膜性能的影響[J].功能材料，2015，7（46）：07052-07055.

[10]Benzarouk H， Drici A，et al.[J].Superlattices And Microstruct，2012， 52（3）：594-604.

[11]孫成偉，劉志文，秦福文，等.生長溫度對磁控濺射ZnO薄膜的結(jié)晶特性和光學性能的影響[J].物理學報，2006，55（3）：1390-1397.

[12]徐小科，趙俊亮，李效民，等.低壓化學氣相沉積法生長B摻雜ZnO薄膜及其性能[J].功能材料，2015，7（46）：07043-07047.

[13]Hu Y.， Chen.J. F.， Xue.X.， Li.T. W.， and Xie， Y. Room-Temperature Irradiation Route To Synthesize a Large-ScaleSingle-Crystalline ZnO Hexangular Prism[J].Inorg. Chem，2005，44：7280-7282.