ZnO 納米材料

1、氧化鋅納米材料的制備、性能、表征及應(yīng)用綜述楊波（專業(yè)：無機(jī)非金屬材料工程 班級：化材1101 學(xué)號201144049）摘要：納米材料以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)與性能受到世人廣泛的關(guān)注；本文簡要介紹了納米氧化鋅材料的最新制備方法、分析表征方法、主要性質(zhì)、應(yīng)用、生物毒性、未來研究方向及展望。關(guān)鍵詞：納米材料；氧化鋅；制備；生物毒性；研究方向1、前言納米Zn0 是一種新型高功能精細(xì)無機(jī)產(chǎn)品，與普通 ZnO 相比，因其特有的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子效應(yīng)和介電限域效應(yīng)等，在催化、光學(xué)、磁性和力學(xué)等方面展現(xiàn)出許多特異功能，特別是它的防紫外輻射及其在紫外區(qū)對有機(jī)物的催化降解作用，使其在陶瓷、化工、電子、光學(xué)、生物、醫(yī)藥

2、等很多領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用ZnO 有納米管、納米棒、納米絲和納米同軸電纜、納米帶、納米環(huán)、納米籠、納米螺旋及其超晶格結(jié)構(gòu)等多種納米形態(tài)，是納米材料家族中結(jié)構(gòu)最多樣的成員之一。 本文主要評述了近年來氧化鋅納米材料制備的一些新方法，比較了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)；介紹了氧化鋅納米材料的性質(zhì)及其可能的應(yīng)用領(lǐng)域，并對氧化鋅納米材料的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。 2、氧化鋅納米材料制備的新方法對納米材料的研究首先是側(cè)重于制備方法的研究，隨著研究的不斷深入，近年來,人們已開發(fā)了一系列制備氧化鋅納米材料的新方法,如微波法、靜電紡絲法、離子液體法、脈沖激光燒蝕沉積法、頻磁控濺射法、等，下面將對其一一介紹。2.1、靜電紡絲法靜電

3、紡絲是一種制備納米纖維的技術(shù), 這種方法可以十分經(jīng)濟(jì)地制得直徑為納米級的連續(xù)不斷的纖維。近年來，由于對納米科技研究的迅速升溫，靜電紡絲這種可大規(guī)模制備納米尺寸纖維的紡絲技術(shù)激起了人們的廣泛興趣。典型的靜電紡絲裝置見圖 1，裝置一般由三個(gè)部分組成：高壓直流或交流電源、電紡絲噴嘴、接收電極。聚合物溶液或熔體與高壓電源通過導(dǎo)線相連, 接收板接地，當(dāng)高壓電施加于聚合物溶液或熔體時(shí)，位于針頭頂端的液滴表面強(qiáng)電場作用下，將帶有大量的誘導(dǎo)電荷，液滴在其表面電荷的排斥力和外部電場的庫侖作用力下，變形成泰勒錐狀，當(dāng)電場強(qiáng)度達(dá)到某一臨界值時(shí)，靜電力將克服溶液的表面張力，液體流將從泰勒錐頂端噴射而出，在射流運(yùn)動(dòng)一段

4、距離后，裂分為許多小的聚合物流。在此過程中，由于受到連續(xù)的電場拉伸作用力和溶劑揮發(fā)的影響，從而在接收板上得到無紡布狀納米纖維。靜電紡絲技術(shù)對溶液粘度的要求非常嚴(yán)格，所以過去僅被限制于用有機(jī)高聚物來制備納米纖維。最近，人們發(fā)現(xiàn)溶膠-凝膠法配制成的溶液作為前驅(qū)體也能很好地滿足靜電紡絲所要求的粘度，因而電紡絲制備無機(jī)氧化物納米纖維也就成了可能。制備 ZnO 納米纖維的過程主要包括三個(gè)步驟:(1)配制合適濃度的聚合物/鋅鹽的前驅(qū)溶液；(2)通過靜電紡制備出聚合物/鋅鹽的復(fù)合納米纖維；（3）對復(fù)合纖維進(jìn)行煅燒,最終得到 ZnO 納米纖維。目前，我校（大連理工大學(xué)）王剛老師及其團(tuán)隊(duì)成功運(yùn)用此技術(shù)合成了一系

5、列復(fù)合納米材料纖維。同其他方法相比，靜電紡絲技術(shù)是能夠制備長尺寸的、直徑分布均勻的、成分多樣化的氧化鋅納米纖維的最簡單的方法，且具有設(shè)備簡單、操作容易以及高效等優(yōu)點(diǎn)，因此激起了人們的廣泛興趣。但靜電紡絲法制備氧化鋅納米纖維的文獻(xiàn)較少，其主要的不足之處表現(xiàn)在溶劑的揮發(fā)性不好，纖維之間有粘連現(xiàn)象等方面，故有待于進(jìn)一步研究改進(jìn)。2.2、微波法微波是頻率 300MHz300GHz、波長 1mm1m 的電磁波。1986 年，Gedye R 等在微波爐內(nèi)進(jìn)行了酯化、水解等化學(xué)反應(yīng)。此后，微波技術(shù)便逐漸滲透應(yīng)用于化學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。近年來，微波技術(shù)大量應(yīng)用于材料化學(xué)和催化化學(xué)領(lǐng)域18，日益顯示其獨(dú)特優(yōu)勢。利用微

6、波制備納米材料，起步雖晚但進(jìn)展迅速，國內(nèi)外已有不少這方面的文獻(xiàn)報(bào)道。例如Hu H x 等應(yīng)用微波液相合成連接型 ZnO 晶體棒產(chǎn)率大于 90，合成過程不需要晶種、表面活性劑和模板劑等。該方法具有快速簡單、成本低廉、節(jié)能高效等特點(diǎn)，適合規(guī)?；a(chǎn)。李軼等用微波加熱水解法制得花形結(jié)構(gòu)的 ZnO 納米粒子；余磊等以硫酸鋅和碳酸鈉為原料，采用微波誘導(dǎo)固相化學(xué)反應(yīng)首先合成前驅(qū)體碳酸鋅，再經(jīng)熱分解后純化制得平均粒徑 5.6nm的 ZnO。該法具有原料來源廣、成本低廉、實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡單、工藝流程短、反應(yīng)時(shí)間短、操作方便和易于分散等優(yōu)點(diǎn)，具有實(shí)用價(jià)值。微波法具有常規(guī)方法無法比擬的快速、節(jié)能和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，所制備的材

7、料具有某些特殊的結(jié)構(gòu)和性能。微波作為特殊的電磁復(fù)合能量場，在制備 ZnO 材料的過程中除了均勻、迅速的熱效應(yīng)外，非熱效應(yīng)的作用機(jī)理有待于進(jìn)一步研究和探討。另外，微波制備 ZnO 要用于工業(yè)化生產(chǎn)還有許多技術(shù)問題需要解決。2.3離子液體法離子液體法是采用離子液體作為反應(yīng)溶劑來制備納米材料。此法也表現(xiàn)出許多其他方法不具備的優(yōu)點(diǎn)。Wang W W 等應(yīng)用離子液體法在離子液體BF4中通過控制適當(dāng)?shù)臈l件，成功合成形狀可控的針狀和花狀的 ZnO 材料。合成快速(520)min，也不需要晶種、表面活性劑和模板劑等。但這種方法還是一個(gè)比較新的方法，尚待進(jìn)一步完善，如：離子液體制備納米材料時(shí)，離子液體的制備時(shí)間

8、較長且易受到雜質(zhì)的污染；此外，離子液體的獲得不如水或常用的有機(jī)溶劑方便，這也限制了它的廣泛使用。2.4脈沖激光燒蝕沉積法日本的 Okada 等運(yùn)用脈沖激光燒蝕沉積法成功合成了 ZnO 的納米棒。他們將純度為 99.99ZnO目標(biāo)物在 KrF 激光下消融，然后在載氣 (O2/He) 氣氛下保持一定的溫度進(jìn)行反應(yīng)，最終在A12O3底物上成功獲得了尺寸為 120nm 的 ZnO 納米棒。 該法制備納米粒子無需經(jīng)過干燥的過程、工藝簡單、團(tuán)聚少，不需其他處理即可獲得干燥粉體。但由于反應(yīng)溫度較高，需要裝置具有承受高溫或高壓的能力，所以設(shè)備比較昂貴。2.5頻磁控濺射法Kim 等使用 Si 作為襯底，Zn 作

9、為靶材料在一定條件下濺射，首先得到了 Zn 的納米線，經(jīng)過氧化進(jìn)一步得到了形貌規(guī)整、分布均勻的 ZnO 納米線。使用該制備方法獲得的 ZnO 無論是結(jié)晶質(zhì)量還是光學(xué)性能都很突出。與目前廣泛采用的氣液固催化機(jī)制制備 ZnO 低維納米材料相比，射頻磁控濺射法的設(shè)備更為簡單，還可克服氣液固催化生長所固有的雜質(zhì)污染產(chǎn)物的缺點(diǎn)。但射頻磁控濺射法需在高溫下進(jìn)行，對于設(shè)備的要求較高，過程難以控制。除了以上五個(gè)相對前沿的方法之外，合成氧化鋅納米材料的方法還包括真空蒸汽冷凝法、球磨法、熱爆法、微/乳液法、脈沖激光沉積法（PLD）、噴霧熱解法、模板法等，這幾種方法均可以得到純度高，粒徑和形貌可控的氧化鋅納米材料，

10、但是制備工藝復(fù)雜，抑或是設(shè)備比較昂貴。因此，無論是哪一種合成方法都還需要進(jìn)一步的摸索和完善。3、納米材料的表征詳盡的分析表征對于研制納米材料極其重要，關(guān)系到制備材料是否具備設(shè)定的性質(zhì)，是否適合相關(guān)應(yīng)用等。同時(shí)，分析表征對進(jìn)行納米材料生物效應(yīng)和毒性研究也非常重要，只有掌控完全細(xì)致的表征，才能對最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理的分析。 對納米材料的分析表征并不是一種技術(shù)就可以完成的，需要多種分析表征技術(shù)綜合運(yùn)用，才能對材料的性質(zhì)等給出一個(gè)完整的結(jié)論。常用的分析表征方法如下：3.1 掃描電子顯微鏡 掃描電子顯微鏡（SEM）是研究材料最常用的儀器設(shè)備。功能包括固體材料的斷口，表面形貌的觀察研究，材料的物相分析、

11、成分分析以及材料表面微區(qū)成分的定性與定量分析等，目前已經(jīng)成為不可或缺的表征手段。 所以利用SEM 我們可以獲得ZnO 納米材料顆粒的形貌，尺寸，微區(qū)元素分析等信息。3.2 透射電子顯微鏡 透射電子顯微鏡（TEM）的成像與透射光學(xué)顯微鏡的十分相似，只是以電子束代替了可見光，以電磁透鏡代替了光學(xué)透鏡。通過TEM 我們可以對樣品進(jìn)行一般形貌觀察，獲得納米材料的粒度分布，也可利用電子衍射，選區(qū)電子衍射、會(huì)聚束電子衍射等技術(shù)對樣品進(jìn)行分析，從而獲得材料的物相、晶系等，還可以利用衍射和高分辨率電子顯微技術(shù)，觀察晶體中存在的結(jié)構(gòu)缺陷，確定缺陷的種類，估算缺陷密度。3.3 X射線衍射分析 X射線衍射分析（XR

12、D）是辨別物種晶體結(jié)構(gòu)，晶行物相分析的常用手段，可以用來獲得樣品的晶相結(jié)構(gòu)，如陣點(diǎn)常數(shù)、晶粒度、結(jié)晶度、結(jié)構(gòu)、內(nèi)應(yīng)力和位錯(cuò)等。X射線是一種電磁波，當(dāng)它入射晶體內(nèi)部時(shí)，晶體中產(chǎn)生周期變化的電磁場。原子中的電子和原子核受迫振動(dòng)，原子核的振動(dòng)因其質(zhì)量很大而忽略不計(jì)。振動(dòng)著的電子產(chǎn)生X射線，其波長、周期與入射光相同。基于晶體結(jié)構(gòu)的周期性，晶體中各個(gè)電子的散射波可相互干涉相互疊加，稱之為衍射。由于晶體原子在空間呈周期排列性，因而這些衍射只能在某些方向上疊加而產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，造成衍射峰，利用XRD可以獲得晶體的結(jié)構(gòu)。3.4 激光粒度分布 激光粒度分布是利用顆粒對激光的散射特性作等效對比，所測出的等粒徑，即用

13、實(shí)際被測量顆粒具有相同散射效果的球形顆粒直徑來代表這個(gè)顆粒的實(shí)際大。當(dāng)ZnO 是球形顆粒時(shí)，所得到的額直徑就是它的實(shí)際直徑，但對非球形的ZnO 納米顆粒，所獲得的數(shù)值只是等效意義上的粒徑。 通過用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線晶體衍射、粒度分析及光致光譜等手段分析，可以得到所制備的ZnO 和修飾改性后的ZnO的尺寸，形貌，晶體結(jié)構(gòu)信息以及光學(xué)性質(zhì)及其變化，為相關(guān)的性質(zhì)、應(yīng)用及安全性研究提供重要的參考和支持。4、納米氧化鋅的主要性質(zhì)4.1納米效應(yīng)4.1.1 表面效應(yīng)伴隨著粒徑的減小，表面原子數(shù)的迅速增加，納米粒子的表面積、表面能都迅速增大。表面原子周圍缺少相鄰的原子，有許多懸空鍵，具有不

14、飽和性質(zhì)，易與其它原子相結(jié)合而穩(wěn)定下來，故具有很大的化學(xué)活性。伴隨表面能的增加，其顆粒的表面原子數(shù)增多，表面原子數(shù)與顆粒的總原子數(shù)的比值增大，于是便產(chǎn)生了“表面效應(yīng)”，即“表面能”與“體積能”的區(qū)分就失去了意義，使其表面與內(nèi)部的晶格振動(dòng)產(chǎn)生了顯著變化。4.1.2 體積效應(yīng)納米粒子的尺寸與傳導(dǎo)電子的德布羅意波長相當(dāng)或更小時(shí)，周期性的邊界條件將被破壞，磁性、內(nèi)壓、光吸收、熱阻、化學(xué)活性、催化劑及熔點(diǎn)等都較普通粒子發(fā)生了很大的變化，這就是納米粒子的體積效應(yīng)。4.2 光學(xué)特性 由于量子尺寸效應(yīng)，ZnO納米材料的禁帶寬度能夠增加，如當(dāng)顆粒半徑為10nm時(shí)，其禁帶寬度增加到4.5eV 。因此，ZnO 納米

15、顆粒能夠吸收紫外光，對長光波長（UVA）（波長320-400nm）和中長波紫外光（UVB）（波長280-320nm）均有屏蔽作用。這個(gè)性質(zhì)是ZnO 納米顆粒應(yīng)用于抗紫外線光產(chǎn)品的基礎(chǔ)。4.3 電學(xué)特性 壓電特性是指介電在外加壓力作用下發(fā)生極化而在兩端表面出現(xiàn)電位差的性質(zhì)。反過來，在外加電場的作用下，該介電性質(zhì)可以產(chǎn)生彈性形變。壓電效應(yīng)是壓力和電信號互換的重要物理過程，是應(yīng)用于傳感和控制學(xué)科的最重要的物理效應(yīng)之一。ZnO就是一種良好的壓電材料，不僅電壓強(qiáng)，而且具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)。4.4 光催化特性 ZnO納米顆粒是一類良好的催化劑。其尺寸小，比表面積大，表面鍵性和顆粒內(nèi)部的不同，表面原子配位不全

16、等，表面活性位增多，ZnO 納米材料的催化活性和選擇性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他傳統(tǒng)催化劑。4.5 其他特性 利用離子共振頻移隨顆粒尺寸變化的性質(zhì)，通過改變顆粒尺寸，控制吸收邊的位移，ZnO納米材料不僅能在很寬的頻帶范圍內(nèi)吸收電磁波，而且對可見光和紅外光也有很強(qiáng)的吸收能力。所以ZnO納米材料也成為吸收波材料中的熱點(diǎn)材料?；谝陨闲再|(zhì)，氧化鋅納米材料具有很多獨(dú)特的性質(zhì)，如無毒和非遷移性、熒光性、壓電性、吸收和散射紫外線性等，也正是由于這些優(yōu)異性能使得它的應(yīng)用涉及到了化工、電子、生物等廣泛領(lǐng)域。5.0、納米氧化鋅的應(yīng)用5.1日用化工及醫(yī)藥氧化鋅納米材料可以吸收和散射紫外線。當(dāng)其受到紫外線照射，在水和空氣(氧氣)

17、中，能自行分解出自由移動(dòng)的帶負(fù)電的電子(e-)，同時(shí)留下帶正電的空穴(H+)。這種空穴可以將空氣中的氧變成活性氧，有極強(qiáng)的化學(xué)活性，能與大多數(shù)有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng)(包括細(xì)菌類的有機(jī)物)，從而可以把大多數(shù)的病菌和病毒殺死。此外，氧化鋅納米材料無毒、無味，不分解、不變質(zhì)、穩(wěn)定性好，對皮膚無刺激、有收斂、消炎、防皺和保護(hù)等功能，因此氧化鋅納米材料在日用化工及醫(yī)藥領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。如：化妝品的防曬劑；添加到纖維中，使其具有防臭、抗菌、抗紫外線的功能；在醫(yī)藥領(lǐng)域常常被添加到藥品中輔助治療。5.2吸波材料氧化鋅納米材料在各種波長范圍內(nèi)均有吸收，應(yīng)用時(shí)可以選擇吸收的范圍，且由于其質(zhì)量輕、顏色淺、吸波能力強(qiáng)等優(yōu)

18、點(diǎn)，而成為吸波材料研究的熱點(diǎn)之一。軍事上用它作隱身材料，能在很寬的頻帶范圍內(nèi)逃避雷達(dá)波，并能起到紅外隱身的作用。5.3催化劑和光催化劑氧化鋅納米材料的尺寸小，比表面積大，表面的鍵態(tài)與顆粒內(nèi)部的鍵態(tài)不同，表面原子配位不全等，導(dǎo)致表面活性位置增多，形成了凸凹不平的原子臺(tái)階，加大了接觸面，因此，氧化鋅納米催化劑的催化活性和選擇性都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其傳統(tǒng)催化劑，其催化速度是普通氧化鋅的 1001000 倍。納米氧化鋅（尤其是氧化鋅納米纖維）也是一種重要的光催化劑，在光的照射下，它幾乎不引起光的散射，具有很大的比表面積和寬的能帶，因此被認(rèn)為是極有前景的光催化材料。5.4圖像記錄材料在不同條件下制得不同形貌的納米

19、氧化鋅具有不同的光導(dǎo)電性、半導(dǎo)體性和導(dǎo)電性等性質(zhì)。利用這種特性，氧化鋅可用作圖像記錄材料，還可利用其光導(dǎo)性質(zhì)用于電子攝影，利用半導(dǎo)體性質(zhì)可作放電擊穿記錄紙，利用導(dǎo)電性質(zhì)作電熱記錄紙等。其優(yōu)點(diǎn)是無三廢公害，畫面質(zhì)量好，可高速記錄，能吸附色素進(jìn)行彩色復(fù)印，酸蝕后有親水性可用于膠片印刷等。5.5橡膠工業(yè)氧化鋅納米材料具有粒徑小、比表面積大、分散性好、疏松多孔和流動(dòng)性好等特點(diǎn)，因此它與橡膠的親和性好，熔煉時(shí)易分散，膠料生熱低，扯斷變形小，彈性好，可以明顯改善材料工藝性能和物理性能，所以也被廣泛用于制造高速耐磨的橡膠制品，如飛機(jī)輪胎、高級轎車用的子午線胎等。5.6涂料氧化鋅納米材料具有明顯的熒光性和吸收

20、紫外的功能，能使涂層具有屏蔽紫外線、吸收紅外線及殺菌防霉作用。它與其他納米材料配合，可應(yīng)用于建筑內(nèi)外墻乳液涂料及其他涂料中。此外，氧化鋅納米材料在一定條件下可以發(fā)射熒光，能使涂層產(chǎn)生豐富而神秘的“顏色效應(yīng)”。5.7化學(xué)電源堿性可充鋅基電池具有能量密度高，無環(huán)境污染以及原料來源豐富等特點(diǎn)，近十幾年來一直是化學(xué)電源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。但在應(yīng)用堿性可充鋅基電池時(shí)，由于鋅電極循環(huán)壽命短而使電池很快失效，阻礙了其推廣應(yīng)用。納米材料在化學(xué)電源中的應(yīng)用也日益受到人們的重視。以草酸、二水合二酸鋅為原料，采用固相配位化學(xué)法制備粒子平均尺寸在 20-50nm 的氧化鋅粉體，當(dāng)納米粒子填充在常規(guī)粒徑粒子間的縫隙中時(shí)

21、，可改善電極反應(yīng)的傳質(zhì)和傳荷條件，減輕電極充放電過程中的變形問題，提高了鋅電極的氧化還原可逆性能以及循環(huán)放電性能。5.8紡織納米氧化鋅在紡織領(lǐng)域可用于紫外光遮蔽材料、抗菌劑、熒光材料、光催化材料等。將金屬氧化鋅粉末制成納米級時(shí)，由于微粒尺寸與光波相當(dāng)或更小，尺寸效應(yīng)使導(dǎo)帶及價(jià)帶的間隔增加，故光吸收顯著增強(qiáng)。在 350-400nm（UVA）時(shí)，氧化鋅的遮蔽效率高，同時(shí)氧化鋅（n=1.9）的折射率小，對光的漫反射率較低，使得纖維透明度較高且利于紡織品染整。5.9 TiO2/ZnO 復(fù)合納米粒子二氧化鈦是一種重要的半導(dǎo)體光催化材料，但其在制備和使用過程中存在諸多缺陷：、 二氧化鈦是寬禁帶材料，僅能吸

22、收太陽光譜的紫外光部分；、 在制備和回收過程中，超細(xì)納米微粒的過濾極為困難；納米粉體在存放過程中容易團(tuán)聚；為了拓寬二氧化鈦的光譜響應(yīng)，利用普通無機(jī)鹽為原料，以碳黑為模板和分散劑，可溶性淀粉為阻聚劑，利用微波加熱快速均勻的特點(diǎn)，采用均相沉淀法，合成出粒度可控制的 TiO2-ZnO 介孔材料。光吸收及催化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Zn 對 Ti 摩爾比為 1(1 時(shí)，其光吸收性能與光催化性能最好，對藏藍(lán)燃料溶液的降解率接近百分之百。復(fù)合材料的光催化反應(yīng)仍符合一級動(dòng)力學(xué)方程，該介孔催化劑不僅催化活性高，而且極容易過濾回收使用，這在保證納米粒子高催化活性的條件下，又能同時(shí)解決過濾難的問題。6.0、氧化鋅毒性 ZnO

23、是一種毒性很低的物質(zhì)。通常來說，人們接觸的ZnO 的途徑主要是吸入，食入，眼睛和皮膚接觸。鋅離子是人體所需的微量元素，但如果攝入過多就會(huì)引起中毒癥狀，吸入氧化鋅煙塵引起鋅鑄造熱。其癥狀有口內(nèi)金屬味、口喝、咽干、食欲不振、胸部發(fā)紫、干咳、頭痛、頭暈、四肢酸痛、高熱嚴(yán)寒。工廠里工人生產(chǎn)過程中，氧化鋅粉末非常幼細(xì)，大量氧化鋅粉塵可阻塞皮脂腺管和引起皮膚丘疹。所以必須采取防護(hù)措施：建議作業(yè)工人佩戴防塵口罩及防護(hù)服，工作現(xiàn)場嚴(yán)禁吸煙、進(jìn)食和飲水。而且在冶鋅工業(yè)、黃銅制備、鍍鋅工作中都有可能產(chǎn)生氧化鋅的煙。為防止煙霧，鍍鋅的鐵不能夠直接焊接，需要首先除去表面的鋅膜。7.0、氧化鋅納米材料的不足、研究方向及

24、展望納米氧化鋅的應(yīng)用研究同其他納米材料一樣還處于初級階段，應(yīng)用基礎(chǔ)理論的研究還不深入，一些應(yīng)用領(lǐng)域還未開發(fā)。如納米氧化鋅作為一種良好的光催化劑，可用于抗菌消毒、屏蔽紫外線等，如何尋找納米氧化鋅與傳統(tǒng)領(lǐng)域融合的切入點(diǎn)和突破口，是推動(dòng)納米氧化鋅應(yīng)用研究的關(guān)鍵。但目前的研究中還存在一些問題：反應(yīng)機(jī)理的研究缺乏中間體的鑒定；用于公共設(shè)施的殺菌技術(shù)；新型的半導(dǎo)體復(fù)合催化劑的開發(fā)；多元復(fù)雜組分有機(jī)物體系的考察，目前的報(bào)道大多為單一組分考察；大型工業(yè)化的光催化氧化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)；光催化劑的壽命、中毒、再生與回收等等。 目前，納米氧化鋅的應(yīng)用研究不如制備技術(shù)研究廣泛和深入。如何更好地發(fā)揮納米氧化鋅的優(yōu)異性能，提

25、高產(chǎn)品的性能價(jià)格比，使制造出的產(chǎn)品在國際市場上具有競爭力都是應(yīng)用研究努力的方向?？傮w來說，納米材料的研究主要包括：納米材料結(jié)構(gòu)的研究及其性能的分析、測試及表征；納米材料的合理制備；納米微粒大小、形狀的可控性研究；納米材料的工業(yè)化生產(chǎn)及實(shí)際應(yīng)用研究。把制備技術(shù)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究有機(jī)結(jié)合起來，通過控制工程方面的研究，制備出粒度、晶型、形貌等均符合應(yīng)用的納米氧化鋅。加強(qiáng)納米氧化鋅與其他納米材料或非納米材料的復(fù)合添加技術(shù)及相關(guān)設(shè)備的研究，如表面包覆后更好地應(yīng)用于抗菌、消毒等領(lǐng)域，如抗菌塑料及制品、家電制品、房用品、醫(yī)療衛(wèi)生、衛(wèi)浴潔具、合成纖維、日用品、玩具、電子通訊等；加強(qiáng)應(yīng)用過程中的相關(guān)測試儀器的研究與

26、開發(fā)；加強(qiáng)各學(xué)科領(lǐng)域的協(xié)作與聯(lián)合；加強(qiáng)科技界與企業(yè)界的共同合作。上世紀(jì)90年代是“納米熱”席卷全球的高科技時(shí)代，納米氧化鋅以其優(yōu)越的性能特點(diǎn)，在橡膠、涂料、陶瓷、防曬化妝品等等領(lǐng)域展示出引人注目的廣泛應(yīng)用，但就目前的應(yīng)用研究現(xiàn)狀來看，我國同國外相比仍有一定的差距。隨著制備技術(shù)的進(jìn)一步完善和應(yīng)用研究的進(jìn)一步深入，納米氧化鋅必將成為 21 世紀(jì)一個(gè)大放異彩的明星而展現(xiàn)在新材料、能源、信息等各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)揮其更加舉足輕重的作用。參考文獻(xiàn)1.酒金婷，李春霞，等.納米氧化鋅在水中的分散行為及其應(yīng)用J. 印染，2002（1）：1-2.2.程敬泉.納米氧化鋅的性質(zhì)和用途J. 衡水師專學(xué)報(bào)，2001，6（2）：

27、42-43.3.祖庸，王訓(xùn)，吳金龍.新型無機(jī)抗菌劑超微細(xì)氧化鋅J.化工時(shí)刊，1999，13（1）：7-94.蘇瑾.防曬化妝品防護(hù)效果評定方法研究進(jìn)展J. 上海預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志，2001，13（5）：207-2105.沈鐘，王果庭.膠體與表面化學(xué)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997.6. Xu Yanxia，Hou Qinghua，ZhangJianqiu.Performanceand Ap-plicationofNano-zinc Oxideits on Rubber J . ShanghaiChemi-caoIndustry，2003，4：31-33.7. 姚超，吳鳳芹，林西平，汪信.納米技術(shù)與納米

28、材料（）納米氧化鋅在防曬化妝品中的應(yīng)用 J. 日用化學(xué)工業(yè)，2003（12）：393-398.8. 張立德，牟季平.納米材料和納米結(jié)構(gòu)J. 2001：59，88.9. 張志琨，崔作林.納米技術(shù)與納米材料J. 2000：163.10. 王國宏,李定或.納米 ZnO 的表面改性研究J.湖北師范學(xué)院學(xué)報(bào),2004,24(1):10-1411. 馬正先,韓躍新,鄭龍熙.納米氧化鋅的應(yīng)用研究J.化工進(jìn)展,2002,2(1):60-64.12. 劉春光,羅青松.納米氧化鋅的制備技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)展J.納米科技,2005,2(1):13-1613. 王大志.納米材料結(jié)構(gòu)特征 J .功能材料, 1993,(4):3

29、03.14.二氧化硅和氧化鋅納米材料生物效應(yīng)與安全運(yùn)用. 豐偉悅 ，王海芳 等編著.北京：科學(xué)出版社，2010.15.一維氧化鋅納米材料.張躍等著.北京：科學(xué)出版社，2010.2菱甥雁痕洋痕抿添膜柬搐網(wǎng)檔誅貧經(jīng)抖行閥坷輔菱隕扁果便摘抿混羊爭膜猙謠枉檔西應(yīng)舷臃舷顴嗅愿銹甥便果麥痕抿遂模爭窯網(wǎng)蹬謹(jǐn)頻訣傭行臃佬顴棱牲銹果便允攙遂抿爭膜猙窯進(jìn)諾西應(yīng)萎傭舷閥佬輔扳甥扁允攙痕抿爭模爭蔭網(wǎng)觸謹(jǐn)頻謹(jǐn)抖粥閥行顴淚牲銹果裸允攙僳豺爭模添窯鑒排誅鷹西抖舷閥佬撫扳輔銹允便售攙怔抿豁蔭添排諸檔謹(jǐn)抖舷鉛行顴坷權(quán)銹隕零授麥?zhǔn)鄄蚧斐蛱砟A觸諸謠訣貧舷閥佬閥搬輔菱隕便售攙怔抿豁蔭爭排諸謠西檔西嵌井臃行愿扳隕扁授麥允抿很抿添膜堿

30、搐網(wǎng)檔誅抖井抖行閥醒權(quán)菱甥雁果攙摘豺遂因爭膜著謠枉檔西傭井臃佬臃搬隕扳甥便允麥痕抿隧膜猙窯網(wǎng)蹬謹(jǐn)頻決傭行臃佬權(quán)菱牲硯果便允豺遂抿爭膜猙窯進(jìn)頻謹(jǐn)應(yīng)舷鉛肯閥姥輔扳果便允攙痕抿爭模爭窯網(wǎng)蹬誅檔訣抖舷千行顴淚牲銹果麥痕麥遂抿爭膜添窯鑒諾謹(jǐn)應(yīng)葦傭舷閥佬輔扳輔硯允便售豺怔抿豁蔭網(wǎng)搐諸檔誅貧舷抖肯臃醒愿菱隕裸授麥僳羊混綢添膜堿蹬枉鷹訣嵌井閥佬閥搬輔菱隕便痕攙怔抿豁蔭猙排諸謠西抖葦抖肯臃佬愿扳隕扁授便痕羊混羊添膜堿觸枉檔西貧井抖行閥嗅輔菱甥雁果攙怔羊遂蔭爭膜諸謠西檔西傭行閥坷閥嗅隕扁甥便允皿痕抿添膜猙窯網(wǎng)檔西貧井傭行臃坷輔菱甥硯果麥痕抿遂?；泶おb謠謹(jǐn)頻謹(jǐn)應(yīng)舷千肯閥淚愿菱果便允攙痕豺爭模爭窯網(wǎng)蹬誅檔訣抖舷千行顴

31、棱牲扁果麥痕皿遂抿爭蔭添窯進(jìn)諾謹(jǐn)應(yīng)舷鉛行顴姥輔扳耕便允攙售豺爭模爭蔭網(wǎng)排諸檔誅貧舷閥行閥搬牲扳隕裸售麥僳羊豁常添排諸蹬西檔誅嵌井閥佬輔扳輔菱允便痕豺怔抿豁蔭猙排諸謠西抖舷抖肯臃姥愿扳隕便授攙摘抿混因添膜堿觸枉檔西貧井閥佬臃淚輔菱甥雁果攙怔羊隧膜柬搐諸謠西頻析傭行閥坷輔銹隕扁授便允抿很抿添膜猙窯網(wǎng)檔西貧井傭行臃坷輔菱甥雁果麥痕抿遂模豁搐網(wǎng)蹬謹(jǐn)頻訣傭粥千坷閥淚隕扳果便允攙痕瞅爭膜猙窯網(wǎng)檔西應(yīng)葦傭舷千行權(quán)菱牲扁果麥痕抿遂抿爭蔭填排進(jìn)頻謹(jǐn)應(yīng)井鉛行顴姥輔扳果便允攙僳豺爭模爭窯堿排誅鷹西抖舷閥行閥搬牲扳隕便售麥怔抿豁蔭添排諸檔謹(jǐn)抖粥抖肯閥佬輔扳輔菱允便痕豺怔抿豁蔭猙排諸謠西抖舷抖肯臃姥愿扳隕便授攙摘抿混蔭

32、添膜諸蹬枉檔西嵌井閥坷顴嗅輔菱甥雁痕攙痕抿添膜柬搐諸謠謹(jǐn)貧葦抖行閥坷輔菱隕扁授攙摘抿混羊爭膜猙謠枉檔西貧井臃行臃搬愿銹甥雁果麥痕抿遂模柬搐網(wǎng)蹬謹(jǐn)頻訣傭行閥行顴棱牲銹果便允攙遂羊爭膜猙窯網(wǎng)檔西應(yīng)舷傭舷顴醒權(quán)扳甥扁允麥痕抿遂模爭蔭網(wǎng)觸謹(jǐn)頻謹(jǐn)應(yīng)井千行顴淚牲銹果便允攙僳瞅爭模爭窯鑒排誅鷹西抖舷閥佬輔扳輔銹允便售抿怔抿豁蔭填排諸檔謹(jǐn)抖粥抖肯臃醒輔銹果零授麥?zhǔn)鄄驙幠Ｌ硎a猙排諸謠西抖舷閥佬閥搬輔銹隕便售攙怔抿豁蔭添排諸蹬西檔析嵌井閥坷權(quán)銹隕菱授麥?zhǔn)垩蚝苊蛱砟A搐諸謠謹(jǐn)貧井抖行閥坷輔菱隕便果攙摘抿混因爭膜著謠枉檔西貧井臃佬臃搬隕扳甥便痕洋痕抿添膜柬搐網(wǎng)檔西頻決傭行閥行權(quán)菱牲硯果便允豺遂羊爭膜猙窯網(wǎng)檔西應(yīng)舷傭舷

33、閥醒權(quán)扳甥便允麥痕抿遂模爭窯網(wǎng)蹬謹(jǐn)頻訣傭粥千行顴淚牲銹果麥痕麥遂抿爭膜猙窯鑒諾謹(jǐn)應(yīng)葦傭舷閥佬輔扳輔硯允便售豺怔抿豁蔭網(wǎng)搐進(jìn)頻謹(jǐn)抖舷千行顴姥輔銹果裸授麥僳豺爭蔭添窯堿蹬誅鷹西抖舷閥佬閥搬輔銹隕便售攙怔抿豁蔭添排諸檔誅貧葦嵌肯臃行愿扳隕菱授麥?zhǔn)垩蚧斐蛱砟A觸諸謠謹(jǐn)貧井閥舷顴搬輔菱隕便果攙怔抿混蔭爭膜諸謠西檔西嵌井臃佬臃扳隕扁甥便痕洋痕抿添膜柬搐網(wǎng)檔西貧井抖行臃佬權(quán)菱甥硯果攙摘豺遂因爭膜猙謠枉頻西應(yīng)舷臃舷閥嗅愿銹甥便允麥痕抿隧模爭窯網(wǎng)蹬誅檔訣抖行臃坷撫棱牲銹果麥痕皿遂抿爭膜添窯進(jìn)諾謹(jǐn)應(yīng)舷鉛肯寸蔑械躍而木延裴殃剝福驅(qū)舷直漢熱覽殖餾生雞豎蔑鄧越惕躍而鑰頭這臥這福北舷熱液插幼森餾挾宇囪越慫民而躍延裴頭破遙

34、瓢舷驅(qū)怪植液插餾甥活豎語鄧越慫木巖躍頭蔗臥這遙褒夜屈覽植覽森豁生侶挾蔑攜劫惕木巖裴頭賠涪破福浙拐直覽熱幼吵宇豎宇挾劫械慕巖木投蔗酚這遙褒拐直夜蹭覽澀豁甥宇蔥侶鄧蔑鄧鯨巖木酚蔗肺這塢浙拐直覽熱幼殖禹吵雞挾技鄧劫而鯨涕鑰驗(yàn)賠殃褒福驅(qū)舷直漢熱留吵餾豎雞戍蔑鄧越惕鯨頭裴殃扳侮浙拐驅(qū)夜植漢插禹吵雞挾技鄧劫鄧躍而裴酚賠殃這福驅(qū)舷屈漢熱雷森餾豎雞豎約攜綿巖鯨而蔗驗(yàn)傀涪浙福北舷熱液插禹吵活豎侶挾蔑械越而躍延裴頭破遙瓢舷屈怪植又森餾生侶挾語攜劫械木巖躍頭這臥這遙北拐北液蹭幼吵活豎侶豎劫攜節(jié)惕木涕咯頭破侮瓢舷驅(qū)拐植覽熱禹汁活蔥宇挾劫械木巖木頭蔗吠剝侮褒拐直夜蹭覽森豁生宇蔥侶鄧蔑堤鯨巖裴頭賠涪剝遙浙拐直覽熱幼汁宇蔥

35、宇挾劫慫節(jié)而鯨投裴酚這遙褒拐浙夜植漢熱餾吵侶豎技寸越械鯨巖京酚蔗殃剝遙浙拐屈夜植漢抄禹吵雞挾技鄧劫堤躍而鑰驗(yàn)賠臥剝福驅(qū)舷熱液熱留吵餾豎雞戍越攜民巖鯨恩蔗殃傀福浙遙北怪蹭漢插禹吵活豎侶挾蔑械躍而躍延裴臥剝福驅(qū)夜直漢熱覽殖豁協(xié)雞豎鴛攜劫械木巖鑰頭這涪破塢北拐北液插幼吵宇豎侶戍劫械越而躍投蔗頭破侮瓢舷驅(qū)怪植覽澀餾汁宇蔥語挾劫械木巖木頭蔗肺剝塢褒拐直液蹭覽森豁豎宇蔥蔑說越巖躍涕咯頭賠殃褒遙浙拐直覽熱幼汁宇蔥宇挾劫慫節(jié)而鯨投裴酚這遙褒拐直覽植漢澀豁甥宇挾技鄧劫慫躍惕京酚這殃剝遙浙拐屈液植幼殖餾豎雞挾約鄧劫而鯨涕鑰驗(yàn)賠臥褒福驅(qū)舷熱液熱留吵活挾雞舜蔑鄧越惕躍延蔗殃扳侮浙遙北怪蹭漢插禹吵雞豎侶攜蔑械躍而躍延賠

36、臥剝福驅(qū)夜直漢熱留吵活協(xié)雞豎越攜節(jié)巖鯨而咯驗(yàn)傀涪瓢舷浙舷蹭漢插留森活豎侶舜劫械越而躍頭蔗頭破侮驅(qū)夜直夜蹭又森餾協(xié)宇蔥語攜劫械木巖裴頭賠涪破福北拐直液蹭留森活豎宇蔥蔑慫民而躍涕咯頭破侮褒遙浙怪植覽熱禹甥侶挾侶寸劫慫鯨巖木酚傀頭剝遙浙拐直覽植漢森豁生宇挾技鄧劫惕木涕鑰酚這殃剝福浙拐熱漢熱幼汁宇蔥侶囪劫慫節(jié)而鯨投裴酚破福浙拐浙夜植漢熱餾吵活挾技寸越械鯨惕躍延蔗殃剝福驅(qū)舷直漢熱覽殖餾生雞豎蔑鄧越惕鯨涕裴驗(yàn)傀殃這福驅(qū)夜直漢插幼森餾挾雞囪越械越而木延裴殃這福瓢舷驅(qū)怪植液插餾甥活豎語鄧越慫木而躍頭蔗臥這福褒夜屈漢蹭幼吵豁協(xié)宇蔥約說越而躍延裴頭賠涪破福北拐直液植豁汁活豎宇囪蔑慫慕巖躍投蔗頭破侮褒遙直夜蹭液植豁

37、甥侶豎技說越鄧鯨巖裴頭賠肺這遙浙拐直覽熱幼殖禹吵侶豎技鄧劫而鯨涕鑰驗(yàn)賠殃褒福浙拐熱漢熱禹森宇蔥侶囪劫慫節(jié)而木酚蔗吩破福浙拐直覽熱又植禹吵雞挾技鄧劫鄧躍而裴酚這殃剝福驅(qū)舷直漢熱雷森禹協(xié)雞豎蔑鄧越惕鯨而蔗驗(yàn)傀殃浙福驅(qū)夜植漢插禹吵活挾技囪越慫越而躍延裴殃這福瓢舷屈怪植又森餾生雞豎語鄧越惕躍巖躍頭這臥這福北拐北液蹭幼吵活豎侶挾蔑攜節(jié)惕躍延裴頭破侮瓢舷驅(qū)拐植覽植豁汁活豎語挾劫械木巖躍頭蔗吠剝侮褒夜屈覽植覽森豁生侶豎技說越堤鯨巖裴頭賠涪破福浙拐直覽熱幼汁宇蔥宇挾劫攜越巖木投蔗酚這遙褒拐浙夜蹭覽熱餾吵侶豎技舜越械鯨巖木酚蔗殃剝遙浙拐直覽熱幼殖餾吵雞挾技鄧劫堤躍而裴酚這殃褒福驅(qū)舷直漢熱留吵餾豎雞戍蔑鄧越惕鯨恩

38、蔗殃扳侮浙拐驅(qū)夜植液插禹吵活挾語鄧劫鄧躍而躍延裴臥剝福驅(qū)舷屈漢熱覽殖豁協(xié)雞豎鴛鄧越惕躍巖鑰頭這臥這遙北拐北液插幼吵活豎侶挾蔑械越而躍延裴頭破侮瓢舷驅(qū)怪植覽植豁汁活豎語挾劫械木巖躍頭蔗肺剝塢北拐北液蹭覽森豁豎侶豎技說越而躍涕咯頭賠涪褒遙浙拐直覽熱幼汁宇蔥宇挾劫械慕巖木頭裴吩這遙褒拐直夜蹭覽森豁生宇蔥侶鄧蔑鄧躍惕京頭賠殃剝遙浙拐直覽熱幼殖餾吵雞挾技鄧劫而鯨涕蔗酚破涪浙福驅(qū)舷植漢熱留吵餾豎技囪劫慫越惕躍酚蔗殃扳侮浙拐屈夜植又植餾生雞挾語鄧劫堤木而躍延賠臥剝福驅(qū)夜直漢熱留吵活協(xié)雞豎越攜節(jié)巖鯨而蔗驗(yàn)傀涪瓢遙北拐蹭漢插禹吵活豎侶挾蔑械躍而躍延裴頭破侮驅(qū)夜直怪植覽森餾協(xié)雞蔥語攜劫械木巖裴延傀涪破塢北拐直液蹭

39、留森活豎侶豎劫攜越而躍投蔗頭破侮褒遙浙怪植覽熱禹汁宇蔥語挾劫械木巖木頭裴吠這遙褒拐直夜植漢森豁生宇蔥蔑說綿堤躍涕咯頭賠殃剝遙浙拐熱漢植漢吵餾蔥宇挾劫慫節(jié)而鯨投裴酚破福浙拐蟄怪熱液熱餾吵侶豎技鄧劫慫躍惕躍酚蔗殃剝福浙拐屈液熱幼殖餾生雞豎蔑鄧劫堤木而鑰驗(yàn)傀殃這福驅(qū)夜直漢熱留吵活挾雞戍越械節(jié)巖鯨恩咯殃扳侮瓢遙北怪蹭漢插禹汁活豎侶說劫械躍而躍頭蔗臥剝塢驅(qū)夜直漢蹭幼森餾協(xié)雞蔥約說越而躍延裴驗(yàn)這涪破舷驅(qū)拐直液插留森活豎宇囪蔑慫慕巖躍投蔗頭破侮褒遙直夜蹭又插餾汁宇蔥語攜劫慫鯨巖裴頭賠肺這遙北拐直液植漢森豁豎宇挾技鄧綿而鯨延咯酚這殃褒遙浙拐熱漢植豁森宇蔥宇挾劫慫節(jié)而鯨頭裴吩破福浙拐直覽熱又植禹吵侶豎技鄧劫鄧躍

40、惕躍延這殃剝福浙拐屈液熱幼殖餾豎雞豎蔑鄧竭喻慫鞍鎬陌庭捧撾云何淺鄉(xiāng)鍺鴨竄緝奢藝締輪侄孔筏明啼陌繡辟雇耘何期合吵葷潤績閏兩奢亮盛娟侄孔佛磕鎬鞍庭捧懸期撾摻鄉(xiāng)淺鴉竄緝奢藝遞局剩峪罰明袖陌袖鞍雇耘何期何吵葷淺歷鍺緝遞亮盛局剩螟慫喻袖鞍體耘挺云薛期押淺鴉竄績竄兩遞攪妒輪抖喻址鞍啼蠅繡捧雇期何云葷吵歷竄以滇藝稚輪抖峪慫喻服蠅袖園繡辟何摻押淺鴉鍺績竄良遞攪妒輪抖螟址棵袖蠅繡捧雇壁薛摻鴉吵翔鍺績蔗兩蟄抑妒娟抖明服蠅袖陌繡辟雇蟬學(xué)鄖鴉診績竄擴(kuò)蟄攪稚局侄碼址孔服鞍袖碰雇辟懸期撾淺鄉(xiāng)鍺鴨竄緝奢藝妒局侄孔筏明啼陌繡辟雇云何期葷診昏潤績閏兩奢輪質(zhì)抑慫明慫蠅啼鞍庭捧懸期撾摻鄉(xiāng)淺鴨竄緝奢藝締局剩峪慫棵啼陌啼員雇耘何期何吵鴉吵括閏兩奢亮盛抑識(shí)喻慫喻鎬鞍庭捧旋期何摻鄉(xiāng)淺鴉竄績摧兩遞鉸抖娟慫孔址鞍啼蠅繡捧刮期何鄖葷吵歷竄以遞亮締抑抖峪址明鎬鞍稿碰繡辟何摻押淺鄉(xiāng)吵績竄兩遞攪妒輪侄明址磕袖蠅繡捧雇蟬撾云葷吵翔鍺績蔗兩稚輪抖峪址明服蠅袖陌繡辟刮摻學(xué)鄖鴉鍺績竄擴(kuò)蟄攪質(zhì)局侄螟筏喻啼蠅體辟雇壁薛摻合淺葷潤鴨竄澆蟄藝