纳米ZnO的制备.doc
《纳米ZnO的制备.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《纳米ZnO的制备.doc(11页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、纳米ZnO的制备 、表征及应用摘要:本文比较和综述了纳米ZnO的各种制备方法,并对纳米ZnO的广泛应用进行了分析和阐述。使用热重分析、扫描电镜分析(SEM)、透射电镜分析(TEM)、粒度分析、X射线衍射仪(XRD)、对所制得纳米ZnO的成分、晶型和形貌进行了表征, 并举例说明了纳米ZnO的一些实际应用。关键词:ZnO 制备 表征 应用 纳米ZnO是一种新型的多功能的精细无机材料,出于其颗粒尺寸细小,比表面积较大,所以具有普通ZnO所无法比拟的特殊性能,如表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。同时纳米ZnO也是一种自激活的半导体材料,室温下禁带宽度为3.27eV,激子束缚能为60meV,这
2、就使得纳米ZnO材料从理论上具备了从紫外光至可见光稳定的发射本领。因此,纳米ZnO材料在光电转换、光催化及气体传感器等领域有着广阔的应用前景。1 纳米ZnO的结构与性质 氧化锌晶体有三种结构:六边纤锌矿结构、立方闪锌矿结构,以及比较罕见的氯化钠式八面体结构。纤锌矿结构在三者中稳定性最高,因而最常见。立方闪锌矿结构可由逐渐在表面生成氧化锌的方式获得。在两种晶体中,每个锌或氧原子都与相邻原子组成以其为中心的正四面体结构。 八面体结构则只曾在100亿帕斯卡的高压条件下被观察到。纤锌矿结构、闪锌矿结构有中心对称性,但都没有轴对称性。晶体的对称性质使得纤锌矿结构具有压电效应和焦热点效应,闪锌矿结构具有压
3、电效应。纤锌矿结构的点群为6mm(国际符号表示),空间群是P63mc。晶格常量中,a = 3.25 埃,c = 5.2 埃;c/a比率约为1.60,接近1.633的理想六边形比例。在半导体材料中,锌、氧多以离子键结合,是其压电性高的原因之一。 由于纳米材料晶粒极小,表面积特大,在晶粒表面无序排列的原子分数远远大于晶态材料表面原子所占的百分数,导致了纳米材料具有传统固体所不具备的许多特殊。基本性质,如体积效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电限域效应等,从而使纳米材料具有微波吸收性能、高表面活性、强氧化性、超顺磁性及吸收 光谱表现明显的蓝移或红移现象等。除上述的基本特性,纳米材料还
4、具有特殊的光学 性质、催化性质、光催化性质、光电化学性质、化学反应性质、化学反应动力学性质 和特殊的物理机械性质。2纳米zno的制备方法 纳米ZnO的制备方法随着对ZnO性能研究的深入应运而生,概括起来一般分直接法和间接法。2.1直接法反应方程式:C+O2=CO2CO2+C=2COZnO+CO=Zn(蒸气)+CO2Zn(蒸气)+CO+O2=ZnO+CO2操作方法:将焙烧锌矿粉(或含锌物料)与无烟煤(或焦炭悄)、石灰石按1:0.5:0.05比例配制成球。在1300经还原冶炼,矿粉中氧化锌被还原成锌蒸气,再通入空气进行氧化,生成的氧化锌经捕集,制得氧化锌成品。3、湿法。用锌灰与硫酸反应生成硫酸锌,
5、再将其分别与碳酸钠和氨水反应,以制得的碳酸锌和氢氧化锌为原料制氧化锌。反应方程式如下:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2ZnSO4+Na2CO3=ZnCO3+Na2SO4ZnSO4+2NH3H2O=Zn(OH)2+(NH4)2SO4以碳酸锌为原料,经水洗、干燥、煅烧、粉碎制得产品氧化锌。ZnCO3ZnO+CO2以氢氧化锌为原料,经水洗沉淀、干燥、煅烧、冷却、粉碎制得产品氧化锌。Zn(OH)2ZnO+H2O2.2、间接法反应方程式:2Zn+O2=2ZnO操作方法:将电解法制得的锌锭加热至600700熔融后,置于耐高温干锅内,使之12501300高温下熔融气化,导入热空气进行氧化,生成的氧化锌经冷
6、却、旋风分离,将细粒子用布袋捕集,即制得氧化锌成品。3 ZnO的表征方法 纳米ZnO的表征方法大概有五种:X射线衍射(XRD);扫描电子显微镜(SEM);红外分光光度计分析(FT-IR);热重分析;粒度分析。3.1X射线衍射(XRD) 当X射线作用于晶体时,大部分射线将穿透晶体,极少量射线产生反射,一部分被晶体吸收。由于X射线是一种能量高,波长短,穿透力强的电磁波,它在晶体内会产生周期性变化的电磁场,迫使原子中电子也做周期性振动,因此每个振动着的电子就成为了新的电磁波发射源,以球面波的方式反射出与入射X光波长、频率、周期相同的电磁波。由于晶体中原子散射的电磁波相互干涉和叠加在某个方向上产生加强
7、和低效的现象就称为衍射,其相应的方向称为衍射方向。用一定波长的X射线照射晶体样品,则根据布拉格公式:2dsin=通过测量掠射角(入射或者衍射X射线与晶面间的夹角),即可计算出样品晶体结构的晶面间距,这就是X射线衍射法结构分析的依据。而实际测量过程中一般通过测试结果中的三强峰和朴准卡片中的三强峰进行对比来确定样品的物相。通过谢乐公式还可以大概算出纳米材料的尺寸。d=0.89/cos式中d为材料的尺寸,为波长,因颗粒细化而引起的宽化,为掠射角。3.2扫描电子显微镜(SEM)由最上边的电子枪发射出来的电子束,经栅极聚焦后,在加速电压的作用下,经过二至三个电磁透镜所组成的电子光学系统,电子束会成一个细
8、的电子束聚焦在样品表面。在末级透镜上边装有扫描线圈,在它的作用下使电子束在样品表面扫描。出于高能电子束与样品物质的交互作用,结果产生了各种信息:二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线、俄歇电子、阴极放光和投射电子等。这些信号被相应的接收器接收,经放大后送到显像管的栅极上,调制显像管的亮度。由于经过扫描线圈上的电流是与显像管相应的亮度一一对应,也就是说,电子束达到样品上一点时,在显像管荧光屏上就出现一个亮点。扫描电镜就是这样采用逐点成像的方法,把样品表面不同的特征,按顺序、成比例地转换为视频信号,完成一帧图像,从而使我们在荧光屏上观察到样品表面的各种特征图像。3.3红外分光光度计分析(FT-IR
9、) 当样品受到频率连续变化的红外光照射时,如果选择性的吸收某些波长的红外光,以或波数为横坐标,以透光率或吸光度为纵坐标所得到的关系曲线即为该物质的红外吸收光,它是鉴别和确定分子结构的常用手段之一。对单组分和混合物也可以进行定量分析,尤其是对些较难分离并在紫外、可见光区没有明显的特征峰的样品可以得到满意的测定结果。红外光是波长在0.751000m的电磁波,波长在0.752.5m的电磁波称为中红外区,而远红外区波长在251000m。用红外光谱吸收法测定某物质的组成,因其提供信息多且具有特征性亦不受样品形态、熔点、沸点和蒸汽压等影响的有点而被广泛用。其原理是由于物质对红外光具有选择性吸收的,因此不同
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 纳米 ZnO 制备
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【天****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【天****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。