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纳米ZnO制备的新方法

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2014-12-29

中国粉体网讯对纳米材料的研究首先是侧重于制备方法的研�?随着研究的不断深�? 近年�? 人们已开发了一系列制备 Z nO 纳米材料的新方法, 如微波法、静电纺丝法� 离子液体法、脉冲激光烧蚀沉积法� 频磁控溅射法等� 1 微波泔�/b> 微波是频� 3 00 M ~ 3 00 GH z� � � 1 mm~ 1 m 的电� 波。微波辐射由于受热均匀, 升温�? 反应时间�? 产率高而备受人们关�? 已广泛应用于各种合成反应。李轶等用微波加热水解法制得花形结构� Zn O 纳米粒子, 反应时间�? 粒子尺寸均匀。余磊等以硫酸锌和碳酸钠为原�? 采用微波诱导固相化学反应首先合成前驱体碳酸锌, 再经热分解后纯化制得平均粒径 5 6 nm � Zn O� 微波法具有常规方法无法比拟的快速、节能和环保等优�? 所制备的材料具有某� 特殊的结构和性能。微波作为特殊的电磁复合能量�?在制� Zn O 材料的过程中除了均匀、迅速的热效应外, 非热效应的作用机理有待于进一步研究和探讨。另�? 微波制备 ZnO 要用于工业化生产还有许多技� 问题需要解决�2 静电纺丝泔�/b> 静电纺丝是一种制备纳� 纤维� 技�? 该法可十� 经济地制得直径为纳米级的连续� 断的纤维。近年来, � 于对纳米科技研究的迅� 升温, 静电纺丝这种� 大规模制� 纳米尺寸纤维的纺丝技术激起了人们的广泛兴趣� 静电纺丝技术对溶液黏度的要求非常严�? 所以过去仅被限制于用有机高聚物来制备纳米纤维。最�? 人们发现溶胶凝胶法配制成� 溶液作为前驱体也能很好地满足静电纺丝所要求的黏�? 因而电纺丝制备无机氧化物纳米纤维也就成为了可能。制� Zn O 纳米纤维的过程主要包括三个步骣�( 1) 配制合适浓度的聚合�? 锌盐的前驱溶涱� ( 2 ) 通过� 电纺制备出聚合物/ 锌盐的复合纳米纤绳� ( 3 ) 对复合纤维进� 煅烧,最终得� Z nO 纳米纤维� 翟国钧等以聚乙烯吡咯� �? PV P ) 为基 �? 无水� 醇作为溶�? 与醋酸锌反应制得� 躯体溶液, 通过� 电纺� 法制备了 PV P/ Zn ( C H3 C O O) 2 , � 煅烧得到� 有微孔结� � ZnO�? 纳米纤维。刘艳等以聚� 烯醇� 为络� 剂与醋酸� 反应制得纺丝�? 采用静电纺丝� 制得聚乙烯醇/ � 酸锌� 合纤�? 经煅烧后得到直径� 1 00 n m 的纯 Zn O 无机纳米纤维� 同其他方法相�? 静电纺丝技术可以说是能够制备长尺寸的� 直径分布均匀的� 成分多样化的 Zn O 纳米纤维的最简单的方法, 且具有设备简单� 操作容易� 及高效等优点。但静电纺丝法制� Zn O 纳米纤维� 文献较少, 其主要的不足� 处表现在溶剂的挥发性不�? 纤维� 间有粘连� 象等方面, � 有待于进一步研究改进�3 离子液体泔�/b> 离子液体法是采用离子液体作为反应溶剂来制备纳米材料。其已表现出许多其他方法不具备的优点� Wan g W W等应用离� 液体� ( M AI L) � 离子液体 [ BM IM ] BF 4 � 通过控制� 当的条件, 成功合成形状可控的针状和� 状的 ZnO材料。合成快�? 5 ~ 20 mi n) , � 不需要晶种� 表面活性剂和模板剂等。但这种方法� 是一个比较新的方�? 尚待进一步完�? 妁� 离子液体制备纳米材料�? 离子液体的制备时间较长且易受到杂质的污染; 此外, 离子液体的获得不如水或常用的有机溶剂方便, 这也限制了它的广泛使用�4 脉冲激光烧蚀沉积泔�/b> 该法是利� 10 64 nm � 冲激光烧蚀 ZnO 颗粒, 最终得到ZnO 纳米棒。日� � O k ada T 等脉冲激光烧蚀� 积法成功合成� Zn O 的纳米棒。他们将纯度� 99 . 9 9% ZnO � 标物� K rF 激光下消融, 然后在载 �? O 2 / H e) 气氛� 保持一定的温度进行反应, 最终在 A 12 O3 底物上成功获得了尺寸 �? 20 n m � Zn O 纳米棒。该法制备纳米粒子无需经过干燥的过程、工艺简单、团聚少, 不需其他� 理即可获得干燥粉体。但由于反应温度较高, 需要装置具有承受高温或高压的能�? 所以设备比较昂贵�5 频磁控溅射法该法是利用直流磁控溅射技�? � Zn 作为靶材料在一定条件下溅射, 经过氧化进一步得到了形貌规整� � � � 匀的Zn O 纳米� 。K i m S 等使� S i 作为衬底, Zn 作为靶材料在一定条件下溅射, 首先� 到了 Zn 的纳� �? 经过氧化进一步得到了形貌规整� 分布均匀 � Z nO 纳米线。使� 该制� 方法获得� Zn O 无论是结晶质量还是光学性能都很突出。与目前广泛采用� 气液固催化机制制� Zn O 低维纳米材料相比, 射频磁控溅射法的设备更为简�? 还可克服气液固催化生长所固有的杂质污染产物的缺点。但射频磁控溅射法需在高温下进行, 对于设备的要求较�? 过程难以控制� 此外, 合成 ZnO纳米材料的方法还包括真空� 汽冷凝法、球磨法、热爆法� �? 乳液法等, 这几种方法均可以得到纯度�? 粒径� 貌可控的 Zn O 纳米材料, 但是� 备工艺复�? 抑或是设备比较昂贵。因�? 无论是哪一种合成方法都还需要进一步的摸索和完善�