氧化锌纳米管的制备与表征实验

* 实验者: 潘金钊

纳米氧化锌(ZnO)粒径介于1-100 nm之间,是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品,表现出许多特殊的性质,如非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力等,利用其在光、电、磁、敏感等方面的奇妙性能,可制造气体传感器、荧光体、变阻器、紫外线遮蔽材料、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等。

纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料,其颗粒大小约在1~100纳米。由于晶粒的细微化,其表面电子结构和晶体结构发生变化,产生了宏观物体所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点。近年来发现它在催化、光学、磁学、力学等方面展现出许多特殊功能,使其在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等许多领域有重要的应用价值,具有普通氧化锌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。

纳米氧化锌的性能表征

纳米级氧化锌的突出特点在于产品粒子为纳米级,同时具有纳米材料和传统氧化锌的双重特性。与传统氧化锌产品相比,其比表面积大、化学活性高,产品细度、化学纯度和粒子形状可以根据需要进行调整,并且具有光化学效应和较好的遮蔽紫外线性能,其紫外线遮蔽率高达98%;同时,它还具有抗菌抑菌、祛味防酶等一系列独特性能。

以上引自:百度百科:纳米氧化锌

实验目的

  • 由ZnCl2和Na2CO3制备纳米级别ZnO材料
  • 通过XRD分析最终产物中是否含有ZnO以及ZnO的颗粒大小

实验意义

ZnO作为另一种宽带隙半导体材料,室温禁带宽度为3.37 eV,自由激子束缚能为60 meV,正以其优越的特殊性质得到广泛的关注。 由于颗粒尺寸的细微化, 使得纳米ZnO 产生了其本体块状材料所不具备的表面效应、小尺寸效应、量子效应和久保效应等。 与普通ZnO 相比, 纳米ZnO 展现出许多特殊的性能, 如无毒和非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力。

试验一

反应物

5.30gNa2CO3,6.82gZnCl2 研磨30分钟,加热至1000°C,维持1000°C60分钟,自然冷却至室温。

产物分析

zno_01.jpg

产物XRD图谱分析

其主要衍射峰2θ 依次为36.22°, 31.72°, 34.38°

这些峰对应的分别是什么结构?有氧化锌吗? — 乐永康 2008/12/11 19:07

可指标化为ZnO的(101), (100), (002)晶面,证明有ZnO生成。

根据Scherrer公式d = kλ /(β cosθ )进行估算,式中k为常数,取0.89,λ=0.154056nm,β为积分宽度,θ为X光入射角。 氧化锌颗粒的直径大小约为:60nm

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  4. 可去参考一下非线性电路研究的页面。 — 乐永康 2008/12/03 00:21
  • exp/zno_nanotube.txt
  • 最后更改: 2009/09/08 15:11
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