基于温稳段微波能量调控对制备纳米ZnO形貌及性能的影响*
2020-08-03尉金枝卫灵君崔政伟
功能材料 2020年7期
尉金枝,卫灵君,崔政伟
(江南大学 机械工程学院,江苏 无锡 214122)
0 引 言
纳米氧化锌(ZnO)是一种3.37 eV的直接宽禁带半导体,常温下具有60 meV的大激子结合能[1],其压电性能、气敏特性、光催化性能在各类工业中有着广泛的应用[2-4]。目前,制备纳米氧化锌常用的方法有溶胶-凝胶法、沉淀法、化学气相沉积法、水热/溶剂热法等[5-6]。而微波作为热源在制备纳米材料方面具有直接加热、选择性加热和均匀体相加热的优势,受到国内外学者的广泛关注和研究。
微波作为热源是一种高效、高质量制备纳米氧化锌的手段,微波参数的研究对应用微波制备性能更加优异的材料十分必要。研究发现,纳米氧化锌的形貌和性能受到微波辐射时间、微波功率和微波条件下不同溶剂及表面活性剂的影响。Pimentel和Caglar等人研究报道微波辐射时间会导致氧化锌纳米棒的长径比变化,且随着时间的增加,纳米棒长度随直径增大而减小[7-8]。有研究表明,随着微波功率的增大,ZnO的晶粒尺寸增加而光学带隙减小[9-10]。此外,氧化锌的纯度和产量与功率呈正相关[11]。Pimente[5]研究发现不同极性溶剂乙二醇(EG),水和乙二醇乙醚(ET)在微波环境下分别生成了棒状和花状结构ZnO。Wang[12]和Ou[13]利用柠檬酸盐作表面活性剂分别在普通水热和微波水热的条件下制备了纳米片分层花状ZnO,并基于微波条件研究了不同锌源对花状氧化锌紫外光吸收能力的影响。尽管微波加热在化学反应及纳米材料制备中得到广泛研究[14],但现有的微波……
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