目前，制備納米氧化鋅主要有物理法、化學法及一些興起的新方法。

1.物理法

物理法是采用光、電技術使材料在惰性氣體或真空中蒸發(fā)，然后使原子或分子形成納米微粒，或使用噴霧、球磨等力學過程為主獲得納米微粒的制備方法[1]。用來制備納米ZnO的物理方法主要有脈沖激光沉積(PLD)、分子束外延(MBE)、磁控濺射、球磨合成、等離子體合成、熱蒸鍍等。此法雖然工藝簡單, 所得的氧化鋅粉體純度高、粒度可控，但對生產(chǎn)設備要求高，且得不到需要粒徑的粉體，因此工業(yè)上不常用此法。

2.化學法

2.1液相法

 

2.1.1 直接沉淀法

直接沉淀法就是向可溶性鋅鹽溶液中加入沉淀劑，經(jīng)過反應形成沉淀物，再通過過濾、洗滌、干燥、煅燒從而制得超細的納米 ZnO 粉體。選用的沉淀劑有氨水(NH3· H2O)、碳酸銨((NH4)2CO3)、碳酸氫銨(NH4HCO3)、草酸銨((NH4)2C2O4)、碳酸鈉(Na2CO3)等。該法操作簡便易行、所得產(chǎn)品純度高、對設備要求低且易規(guī)模生產(chǎn)，但是存在在洗滌的過程中陰離子難以洗盡、產(chǎn)物粒度分布不均勻、分散性較差、粉體易團聚等缺點。

 

2.1.2 均勻沉淀法

均勻沉淀法是緩慢分解的沉淀劑與溶液中的構(gòu)晶陽離子 （ 陰離子）結(jié)合而逐步、均勻地沉淀出來。常用的沉淀劑有尿素和六亞甲基四胺。該法克服了沉淀劑局部不均勻的現(xiàn)象，制得的納米氧化鋅粒徑小、分布窄、團聚小及分散性好，但反應過程耗時長、沉淀劑用量大、PH 的變化范圍較小、產(chǎn)率相對較低。而從總地來講，均勻沉淀法優(yōu)于直接沉淀法。

 

2.1.3 溶膠凝膠法

該法主要將鋅的醇鹽或無機鹽在有機介質(zhì)中進行水解、縮聚,然后經(jīng)膠化過程得到凝膠，凝膠經(jīng)干燥、焙燒得納米 ZnO 粉體。該法設備簡單、操作方便，所得的粉體均勻度高、分散性好，純度高。但原料成本昂貴，使用的有機溶劑一般情況下有毒，且在高溫進行熱處理時有團聚現(xiàn)象。

2.1.4 微乳液法(反相膠束法)

微乳液是由水、溶劑、表面活性劑及其助劑組成[2]。其中水被表面活性劑及其助劑單層包裹形成“微水池” ，被用作反應介質(zhì)，稱其為“微型反應器” ，通過控制微水池的尺寸來控制粉體的大小制備納米粉體。由于微乳液能對納米材料的粒徑和穩(wěn)定性進行精確控制，限制了納米粒子的成核、生長、聚結(jié)、團聚等過程，從而形成的納米粒子包裹有一層表面活性劑，并有一定的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)。此法能制備出微觀尺寸均勻、可控、穩(wěn)定的微乳液，且操作簡單，粒子均勻可控，但成本費用較高，仍有團聚問題，進入工業(yè)化生產(chǎn)目前有一定難度。

2.1.5 水熱法

水熱法是在高溫、高壓及水熱的條件下，將可溶性鋅鹽和堿液分置于管狀高壓釜中反應 （形成氫氧化鋅的反應和形成氧化鋅的反應是在同一容器內(nèi)同時完成的） 得到粒度小、晶形好、分布均勻及團聚小的納米氧化鋅晶粒。雖然其制備工藝相對簡單、無需煅燒處理，但所用設備昂貴、投資大、操作要求高。

 

2.2氣相法

 

2.2.1 化學氣相氧化法

化學氣相氧化法是利用鋅粉或鋅鹽為原料，O2為氧源，以 N2和Ar 作為載體在高溫且沒有任何催化劑和添加劑的情況下發(fā)生氧化反應。反應形成的基本粒子經(jīng)成核、生長兩個階段形成粒子和晶體結(jié)構(gòu)，利用高溫區(qū)與周圍環(huán)境形成的巨大的溫度梯度，通過驟冷作用得到納米 ZnO 顆粒。該法生產(chǎn)的納米 ZnO 顆粒純度高，不易團聚，粒度分布窄，分散性好；但操作要求較高，能量消耗大，生產(chǎn)成本高，難以工業(yè)化生產(chǎn)。馬立安等[3]以高純鋅粉為原料，采用氣相反應法制備四角狀氧化鋅納米針，以絲網(wǎng)印刷結(jié)合光刻工藝組裝金屬網(wǎng)前柵三極結(jié)構(gòu)場致發(fā)射顯示器件，場發(fā)射測試結(jié)果表明，器件具有明顯的柵控特性。

2.2.2 激光誘導化學氣相沉淀法(LICVD 法)

激光誘導化學氣相沉淀法是利用反應氣體對特定波長激光束的吸收而熱解或化學反應, 經(jīng)成核生長形成納米粉體; 或運用高能激光束直接照射金屬片表面加熱氣化、蒸發(fā)、氧化獲得氧化物納米粉體。以惰性氣體為載氣，以 Zn 鹽為原料，用激光器為熱源加熱反應原料，使之與氧反應生成超細 ZnO 粒子。此法制備的納米具有顆粒大小均一、粒度分布窄、分散性好、純度高、不團聚等優(yōu)點, 但耗能大、粉體回收率低、成本高,難以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

2.2.3 噴霧熱解法

利用噴霧熱解技術，將有機鋅鹽的水溶液作為前驅(qū)體，使其霧化為氣溶膠微液滴，液滴在反應器中經(jīng)蒸發(fā)，干燥，熱解，燒結(jié)等過程形成納米 ZnO 粒子。該法過程簡單連續(xù)，所得產(chǎn)品純度高、粒度和組成均勻，但存在能耗大、高活性粉體在高溫下容易聚結(jié)等缺點。劉凱鵬等[4]采用超聲噴霧熱分解工藝，在 Si 襯底上制備了 ZnO 薄膜。

3.固相法

固相法是把鋅鹽或金屬氧化鋅按配方充分混合制得前驅(qū)物 （碳酸鋅，氫氧化鋅或草酸鋅 ） ，研磨后再進行煅燒，通過發(fā)生固相反應，直接得到或再研磨后得到納米 ZnO 粉末。該法克服了傳統(tǒng)濕法存在團聚現(xiàn)象的缺點，具有無溶劑、無團聚、高產(chǎn)率、合成工藝簡單、污染少等優(yōu)點。但是操作難度較大，應很難均勻充分進行。因此其應用前景受到了一定的限制。

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