氧化锌纳米粒子的合成与表征

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摘要：氧化锌纳米粒子是一种新型的金属氧化纳米材料，由于其特殊的物理性质，如表面效应、体积效应、量子隧道效应等，所以在纳米高效催化剂、光敏材料，生物探针、以及化妆品的合成方面有很好的发展前景。因此通过可控的合成方法合成形貌相近、粒径均匀的氧化锌纳米粒子具有重大的研究意义。目前，国内外的研究机构和研究人员对于氧化锌纳米材料的制备、表征、及应用方面的研究表现出极大的兴趣。本文主要利用高温热分解法制备氧化锌纳米粒子，合成的氧化锌纳米粒子用扫描电子显微镜 (SEM) 进行表征，系统的研究其粒径和尺寸效应。49766

毕业论文关键词：氧化锌纳米粒子；合成；表征；高温热分解法

The Synthesis and Characterization of ZnO Nanoparticles

Abstract: ZnO nanoparticle is a new type of metal oxide nanomaterials, and due to its special physical properties such as surface effect, volume effect and quantum tunnel effect and so on, it shows very good development prospect in the high efficient catalyst, photosensitive materials, biological probe and the synthesis of cosmetics. So controllable synthesis of similar morphology and particle size uniform zinc oxide nanoparticles exhibit important research significance. At present, the domestic and foreign researchers have great interest for the preparation, characterization and application of zinc oxide nanomaterials. In the paper, zinc oxide nanoparticles are prepared by thermal decomposition method, and the ZnO nanoparticles are characterized by scanning electron microscope (SEM). In addition, the effect of particle size is also studied systemically.

Key Words: ZnO nanoparticles; Synthesis; Characterization; High temperature- thermal decomposition method

摘要 1

引言 1

1 实验部分 3

1.1 仪器 3

1.2 试剂 3

1.3 溶液配置 3

1.4 仪器组装 4

1.5 离心 4

1.6 表征 5

1.7 控制变量 5

2 表征 5

2.1 扫描电镜表征 5

3 结果与讨论 7

参考文献 7

致谢 9

氧化锌纳米粒子的合成与表征引言

纳米技术是20世纪80年代兴起的新型的学科，我国对纳米材料的研究起步比较晚，但却在碳纳米管和一维纳米材料的制备方面取得了巨大的研究成果，并在一开始就处于国际领域的领先地位。自2005年起，以ZnO 纳米粒子为代表的七项纳米材料标准正式产生[1,2]。20世纪90年代纳米氧化锌的生产已经取得了巨大的进步，在国内纳米氧化锌的制备已经有很多报道，在工业生产方面也有很多显著的生产方法[3]。同时在国际上人们对于纳米氧化锌粒子的研究成果也非常显著，尤其在日本、美国、德国、韩国等国家。日本主要采用的方法有：气相反应合成法、液相法、喷雾干燥法、CVD 法、水解法[4]、热分解法。美国主要采用的方法为激光诱导CVD 法。德国主要采用溶胶-凝胶法。韩国主要采用均匀沉淀法[5]。总的来说大致分为气相、液相、固相三种合成方法[6]。

氧化锌纳米粒子与普通氧化锌相比，性质有很大的改变，应用范围更加广泛，尤其是在抗菌材料、陶瓷工业、精细化工、高效纳米催化剂方面有重要的应用[7,8]。因此合成它是很有必要而且有意义的。氧化锌纳米粒子能有效的吸收紫外线，而且自身无毒，因此可以用于化妆品的合成，并且由于其有抗菌性，又可以用于制作外用的药膏，可以有效的起到消炎，抗菌的作用，达到保护皮肤的作用[9]。氧化锌纳米粒子有很好的生物相溶性也可作为生物探针[10]。氧化锌纳米粒子可以作为催化剂，因为它的粒径很小、比表面较大、并且表面凹凸不平，在反应中可以提供较大的接触面积，所以可以加快反应速率，从而起到催化作用[11]。在光催化过程中，紫外线照射下，由于其粒径较小，激发的电子扩散到其表面的时间极短，使得光催化的效率明显增加[12]。由于纳米氧化锌粒子在橡胶、陶瓷、涂料、高效催化剂等很多领域都有重要的作用[13,14]，因此制备方法和工业生产变得尤为重要 [15,16]。