納米氧化鋅的制備

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1納米氧化鋅的結構在不同的條件下,氧化鋅晶體呈現出三種類型:纖鋅礦結構、巖鹽型結構和閃鋅礦結構[11]。在常溫常壓條件下,六方纖鋅礦結構形式的氧化鋅晶體的熱力學最為穩定,故研究該結構對于調控該晶體生長具有重要意義。為氧化鋅晶體結構圖??梢钥闯鯶n-O鍵在該晶體結構中形成四面體配位。這些沿著c軸方向交替排列的Zn和O四面體就構成了氧化鋅。氧化鋅晶體沒有對稱中心,兩個極性端面(富氧面和富鋅面),使氧化鋅沿著c軸有著較強自發極化的現象。氧化鋅有獨特的極性表面,在表面極化電荷和斷鍵原子作用下,可制備成形貌各異的納米結構。王忠林課題組[12]成功制備出了點、線、管、花、塔、籠等不同形狀特殊形貌的納米氧化鋅。加入納米ZnO的陶瓷材料具有抗菌除臭和分解有機物等特性,同時降低了燒成的溫度,增強了覆蓋力,使其光亮如鏡。由納米氧化鋅處理過的產品可制成浴缸、地板磚、桌石等。2納米氧化鋅的制備制備納米氧化鋅主要有三種方法:物理法、化學法和綜合法[15]。物理法主要是由機械作用制備納米氧化鋅;化學法主要是通過化學合成,使分子甚至原子成核,控制生長,形成一定形貌和尺寸的納米氧化鋅;綜合法就是把物理法和化學法相結合,取長補短,解決單一方法達不到的效果。
2.1物理法作為最早制備納米氧化鋅的方法—物理法,主要包括以下兩種方法:機械粉碎法、深度塑性變形法。通過特殊的電火花爆炸和機械粉碎等物理技術,將普通氧化鋅粉碎至納米級別的方法稱為機械粉碎法。L.c.Damonte等人[16]利用立式振動磨機,成功地制備得到了納米氧化鋅粉體,其粒徑達40nm,雖然工藝簡單,但是該方法存在能耗巨大、制得產品純度低、粒徑分布不勻等缺點,工業上并不常用此法。通過凈靜壓的作用使原材料發生嚴重的塑性變形,將其尺寸細化到納米級的方法稱之為深度塑性變形法。此方法制得的粉體純度高,且粒徑可控,但是對生產設備有著比較高的要求。綜上,采用物理法制備納米氧化鋅存在著許多缺點,例如:產品純度低,耗能較大,粒徑不勻,甚至尺度達不到納米級等缺點,工業上不常采用此法,發展前景也不是很大。
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