纳米ZnO的制备方法设计.doc

目录1绪论 ,以及概述 92实验部分 ,实验仪器设备以及试剂 、、研磨143实验结果分析与讨论 ·,那就是纳米科学和技术,它已经成为世界材料,物理,化学,生物,力学等等学科方面的研究的热门课题之一。这种既具不同于原来组成的原子、分子,也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料,即为纳米材料。纳米材料可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体、纳米复合材料、纳米结构等。它是一个覆盖面特别广,学科多样性的交叉的科学性研究方向和产业领域。纳米是一个长度单位,1m的十亿分之一等于1nm。当物质到纳米尺度以后,大约是在1—100nm这个范围空间,物质的性能就会发生突变,出现特殊性能。如果仅仅是尺度达到纳米,而没有特殊性能的材料,也不能叫纳米材料。纳米材料的研究领域从原子团到大块材料,包括生物材料、无机材料、有机材料、以及金属材料等。,一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品。因为它的特殊的尺寸有了特殊的功能。其颗粒大小约在1—100nm。表现出许多特殊的性质,如非迁移性、吸收、荧光性、散射紫外线能力和压电性等,通过应用它在光、电、磁等方面的性能,可制造紫外线遮蔽材料、变阻器、高效催化剂、气体传感器、塑料薄膜、荧光体、压电材料、压敏电阻、图像记录材料、和磁性材料等[29~30]。,由于晶粒的细微化,其晶体结构和表面电子结构发生变化,产生了特殊的宏观隧道效应、量子尺寸效应、表面效应和体积效应以及高分散性、高透明度等特点。近年来发现它在磁学、催化、力学、光学、等方面展现出许多特殊功能,使其在生物、化工、电子、光学、陶瓷、医药等许多领域有重要的应用价值,具有ZnO所无法比较的特殊性和用途。纳米氧化锌在纺织领域可用于紫外光遮蔽材料、抗菌剂、荧光材料、光催化材料等。由于纳米氧化锌一系列的优异性和十分诱人的应用前景,因此研发纳米氧化锌已成为许多科技人员关注的焦点[21~27]。(1)用于催化剂和光催化剂纳米ZnO由于比表面积大、尺寸小、颗粒内部与表面的键态的不同、表面原子配位不全等,导致表面的活性度增多,增大了反应面面积。根据光敏半导体催化理论和实验发现,纳米ZnO半导体催化性能与其能级结构有关。纳米ZnO的催化活性和选择性远远大于传统催化剂。研究表明,如果使用纳米ZnO作为光催化剂的话,那么反应速率可以成百上千的提高并且不引起光的散射。(2)抗菌作用纳米ZnO无毒、无味,对皮肤无刺激,是皮肤的外用药物,能起到保护、防皱和消炎等作用。此外对UVA和UVB均有良好的屏蔽作用,纳米ZnO吸收紫外线的能力很强,同时还可以用于化妆品的防晒剂;也可以用于生产抗菌、抗紫外线、防臭的纤维。通过纳米ZnO的定量杀菌试验表明了在5分钟内,在纳米ZnO的质量分数为1%时,%,%。由此可见其杀菌的效果。同时紫外线对纳米ZnO能产生一些化学反应,在紫外线的照射下,在水和空气中能分解出能自由移动的带负电的电子,而且同时留下带正电的空穴,它可以激活空气中的氧气,使其变成活性的氧原子,它具有极强的化学活性,并且能与大多数有机物发生氧化反应,包括细菌体内的有机物,所以能杀死大多数病菌和病毒。(3)陶瓷工业纳米氧化锌的比表面积大,体积小,粒度较均匀,在陶瓷业可以直接利用,陶瓷工业在ZnO作为白色颜料方面使用的比较广泛,将纳米ZnO添加到陶瓷中,不仅可以使陶瓷制品烧结温度降低400℃到600℃,而且烧成品出现了“镜面效应”,是陶瓷表面更加光滑如鲜,颇有观赏性。还有能它降低烧结陶瓷的温度,能耗