学生姓名：隋立成

指导教师：蒋洪英

完成日期：2013-2-19

纳米材料的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和界面效应使其具有一系列优异的电、磁、光、力学和化学等宏观效应。氧化锌(ZnO)是一种Ⅱ-Ⅵ族直接带隙宽禁带半导体，晶格常数a= 0.325nm、c= 0.52 nm，室温下的禁带宽度约为E。=3.37eV，具有纤锌矿结构，有很好的化学和热稳定性。在室温下具有较大的激子束缚能(60 meV)，氧化锌以其独特的光电性能得到了广泛的应用，例如表面声波过滤器、光子晶体、发光二极管、光探测器、光敏二极管、光学调制波导:、变阻器、气体传感器等，被誉为第三代电子半导体材料。人们利用不同的方法制备出了不同形貌ZnO，如纳米线、纳米棒、纳米碟、纳米管等。特别是纳米线（棒）在室温下光致紫外激光的发现，极大的推动了纳米线（棒）制备和特性方面的研究。有文献报道，氧化锌纳米棒是一种潜在的激光发射材料，因而关于氧化锌纳米材料的研究一直倍受关注。

目前，制备ZnO纳米材料的方法很多，如气相生长法、软化学方法、电沉积法、热蒸发法、溶胶一凝胶法、金属氧化物气相外延法等等。

　水热法是19 世纪中叶地质学家模拟自然界成矿作用而开始研究的。1900年后科学家们建立了水热合成理论，以后又开始转向功能材料的研究。目前用水热法已制备出百余种晶体。水热法又称为热液法，是指在特制的密闭反应器 (高压釜为可承高温高压的钢制釜体。水热法采用的高压釜一般可承受1100℃的温度和1GPa的压力，具有可靠的密封系统和防爆装置。高压釜的直径与高度比有一定的要求，对内径为100-120mm的高压釜来说，内径与高度比以1：16为宜。高度太小或太大都不便控制温度的分布。由于内部要装酸、碱性的强腐蚀性溶液，当温度和压力较高时，在高压釜内要装有耐腐蚀的贵金属内衬，如铂金或黄金内衬，以防矿化剂与釜体材料发生反应。也可利用在晶体生长过程中釜壁上自然形成的保护层来防止进一步的腐蚀和污染。)中，采用水溶液作为反应体系，通过对反应体系加热，产生一个高温高压的环境，加速离子反应和促进水解反应，在水溶液或蒸气流体中制备氧化物，再经过分离和热处理得到氧化物纳米粒子，可使一些在常温常压下反应速率很慢的热力学反应在水热条件下实现反应快速化。水热法的原料成本相对较低，所得纳米颗粒纯度高，分散性好，晶型好，且大小可控，因而水热合成法是制备纳米氧化物的好方法之一。

Tao等人用聚乙二醇协助的水热反应合成了ZnO纳米棒，Hou等人用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为表面活性剂通过水热反应合成了一维结构的管状ZnO纳米须，Zhang等人也用CTAB合成了花瓣状排列的ZnO纳米棒。

　溶液中氧化锌的形成可以分为两个过程，即晶核的形成及晶体的生长。这两个过程与溶液中存在的离子种类及浓度、反应温度和反应时间以及添加剂等因素有着非常密切的关系。

1、浓度
反应物的浓度决定了水解反应的平衡过程和成核过程，对于制得的产物的尺寸和形貌有着重要影响，通过调节浓度可以得到不同尺寸和形貌的产品。

2、温度
水热反应温度作为一个重要的调控参数，影响反应的进度和结晶速度，直接影响纳米材料的生长过程，进而对产物的形貌和性能都会产生影响。