化学学士学位毕业论文——直接沉淀法制备纳米氧化锌.doc

学 士 学 位 论 文 题目：姓名 院系 专业 年级 学号 指导教师  直接沉淀法制备纳米氧化锌 摘要：以硝酸锌和碳酸铵为原料,通过直接沉淀法制备了纳米ZnO.采用DSC、FT-IR、XRD、TEM等对前驱物和纳米ZnO粉体结构和形貌进行了表征,结果表明:前驱物是[Zn5(OH)6(CO3)2]；前驱物在550℃焙烧2h得到六方晶系的ZnO粉体；该粉体的形貌为长条形，平均宽度约为50nm, 长度为200nm，分布较均匀、纯度高。 关键词：氧化锌、纳米材料、直接沉淀法、XRD Synthesis of nano-sized ZnO powders by direct precipitation method Abstract Using Zinc nitrate and ammonium carbonate as raw materials, nanocrystalline ZnO was prepared by direct precipitation method. The structure and Morphology of nano-sized ZnO powders and the precursors were characterized by DSC、FT-IR、XRD、TEM. The result show that the precursor was [Zn5(OH)6(CO3)2]; ZnO crystal powders obtained was six-party crystal when precursor was calcined at 550℃ for 2h; The morphology of the powders is a long strip, with an average width of about 50nm, a length of 200nm, a more even distribution, high purity. Keyword ZnO; Nanoparticles; Direct precipitation method; XRD 目 录 1 前言 1 1.1 纳米氧化锌的制备方法 1 1.2 4 1.3 纳米氧化锌应用及前景 5 2实验部分 6 2.1 实验药品及仪器 6 2.2样品的制备 7 2.3 样品表征 7 3 实验结果与讨论 8 3.1 8 3.2前驱体及样品的XRD分析 8 3.3前驱体及样品的红外光谱分析 10 3.4 样品的透射电镜(TEM)分析 11 4结论 12 参考文献 13 1 前言 氧化锌是Ⅱ—Ⅵ族具有六方纤锌矿晶体结构的宽禁带直接带隙的半导体室温禁带宽度约为3.37 eV激子束缚能为60 meV []；它具有优良的物性在声表面波、透明电极、蓝光器件等方面都有较大的应用潜力目前倍受人们重视[]。 纳米氧化锌主要包括纳米晶、纳米线、纳米管、纳米带和纳米薄膜等是当前应用前景较为广泛的高功能无机材料。由于其颗粒尺寸的细微化，比表面积急剧增加，表面分子排布、电子结构和晶体结构都发生变化，具有表面效应，小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。从而使纳米氧化锌具有一系列优异的物理、化学、表面和界面性质。在磁、光、电、催化等方面具有一般氧化锌所无法比拟的特殊性质和用途，由它构成的二维薄膜和三维固体也不同于常规薄膜和块状固体材料[]是一种无毒材料，可广泛用于橡胶、陶瓷、日用化工、涂料、磁性材料等领域。1.1 纳米氧化锌的制备方法 近10年来国内外科技人士对纳米氧化锌的研制做了不少工作，报道较多。表1.1和表1.2分别列出了国外、国内制备技术的研究状况[]。制备纳米氧化锌的方法很多，有物理方法也有化学方法。化学方法一般是在控制条件下，从原子或分子的成核，生成或凝聚成具有一定尺寸和形状的粒子。 表1.1 国外纳米氧化锌的制备技术研究状况 制备技术 原料 粒径/nm 直接沉淀法 均匀沉淀法 溶胶-凝胶法 微乳液法 喷雾热解法 激光诱导CVD 锌盐溶液 锌盐溶液 硝酸锌或醋酸锌 硝酸锌或二丁氧基锌 硝酸锌或醋酸锌 锌盐 80 ~100 100 ~10 10~100 10~20 表1.2 国内纳米氧化锌的制备技术研究状况 制备技术 原料 粒径/nm 直接沉淀法 均匀沉淀法 微乳液法 喷雾热解法 水热法 固相法 激光加热法 锌盐溶液 锌盐溶液 硝酸锌或醋酸锌 醋酸锌 锌盐 硝酸锌或醋酸锌 锌盐 80 80 ~30 20~30 200 50 10~40 1.1.1 物理合成方法 张伟等研究了利用立式振动磨制备纳米氧化锌粉体的过程和技术，得到ZnO 的超细粉体，最细粒度可达0.1μm。由于所