论文部分内容阅读
纳米材料是上个世纪后期逐步发展起来的新兴学科领域,由于纳米材料具有独特的小尺寸效应、界面效应、量子效应而呈现出一般材料所不具备的许多特性,所以ZnO纳米棒比一般ZnO材料在光、电、磁性、气体敏感性等方面都具有优越的特性。本文在水热法的基础上,采用超声辅助-水热合成法制备了形貌良好的ZnO纳米棒,并对其进行了热稳定性研究。首先,本文探讨了超声辅助-水热合成法制备ZnO纳米棒,结果表明:超声处理有助于ZnO纳米棒的生长。当采用超声处理30min后再水热反应,制备出了形貌良好的花簇状ZnO纳米棒,而只用水热法制备的ZnO纳米棒形貌易团聚;当采用水热反应前超声处理30min,水热反应后再超声处理30min,将得到无花簇状的ZnO纳米棒,但形貌依然良好,如果水热反应后再超声处理1h,氧化锌纳米棒形貌将杂乱无章并且大量粘结在一起。我们对两种方法制备的氧化锌纳米棒作了XRD衍射分析,发现产物都是结晶度良好的ZnO纳米棒,没有杂质出现。其次,我们探讨了反应温度、反应时间、反应浓度对氧化锌纳米棒形貌的影响,结果表明:在相同的浓度和反应时间的条件下,随着温度从100℃升高到130℃,ZnO纳米棒会逐渐变粗;在相同的浓度和温度条件下,随着反应时间从8h到48h逐渐延长,ZnO纳米棒的长度逐渐变长,并且最后出现纳米管;在相同的反应时间和温度条件下,随着反应液碱性增强,氧化锌纳米材料形貌由纳米颗粒转变为纳米棒状,最后转变为片状。因此,采用超声辅助-热水合成法制备氧化锌纳米棒的最佳条件为:反应温度为100℃、反应时间为36h、反应液碱性[Zn2+]:[OH -]=1:10~1:20。最后,研究了氧化锌纳米棒的热稳定性,结果表明:随着热处理温度升高,ZnO纳米棒逐渐消失,当热处理温度为1000℃时,ZnO纳米棒转变为纳米颗粒;并且随着热处理温度升高,ZnO纳米棒的X衍射峰下降,ZnO纳米棒结晶度降低。