10电沉积种子层化学控制生长氧化锌纳米棒和纳米管

收稿日期：2009-01-09。收修改稿日期：2009-04-09。

中国博士后科学基金(No.20080440674)、教育部科学技术研究重点项目(No.208008)、天津市高等学校科技发展基金计划项目(No.20071204)、建设部科技计划项目(No.2007-K1-30)资助。

＊

通讯联系人。E -mail ：tjulzf@https://www.wendangku.net/doc/b28245877.html,

第一作者：刘志锋，男，32岁，博士后，副教授；研究方向：功能薄膜材料、新能源材料。

电沉积种子层化学控制生长氧化锌纳米棒和纳米管

刘志锋＊,1,2

雅

菁2

鄂

磊2

(1天津大学化工学院，天津

300072)

(2天津城市建设学院材料科学与工程系，天津

300384)

摘要：采用水溶液法在电沉积的ZnO 种子层上制备了高度取向的ZnO 纳米棒阵列，并通过碱溶液化学腐蚀法获得了ZnO 纳米管。对ZnO 纳米棒和纳米管的溶液生长和腐蚀过程进行了分析。结果表明，种子层的结构和性能对ZnO 纳米棒有着重要的影响，在-700mV 电位下沉积的种子层薄膜均匀性好，生长的纳米棒密度大、与基底垂直性好；碱溶液对纳米棒的腐蚀具有选择性，通过控制腐蚀液的浓度和时间，可获得中空的ZnO 纳米管。关键词：ZnO ；纳米棒；纳米管；水溶液法；腐蚀中图分类号：O614.24＋1

文献标识码：A

文章编号：1001-4861(2009)06-0995-05

Controlled Growth of ZnO Nanorods and Nanotubes by Chemical

Method on Electrodeposited Seed Layer

LIU Zhi -Feng ＊,1,2YA Jing 2E Lei 2

(1School of Chemical Engineering and Technology,Tianjin University,Tianjin 300072)

(2School of Materials,Tianjin Institute of Urban Construction,Tianjin 300384)

Abstract:Highly oriented ZnO nanorod arrays on electrodeposited ZnO -coated seed layers were fabricated by aqueous solution method.The ZnO nanotube arrays could be obtained after chemical etching of as -prepared nanorod arrays using alkaline solution at low temperature.The growth and etching process of nanorods and nanotubes were also analyzed.The results show that the structure and property of seed layers play important roles on the morphology of ZnO nanorods.The seed layer deposited at -700mV has evenly distributed crystallites,the density of the resultant nanorods is high and ZnO nanorods stand completely perpendicular onto substrates.There was a selective etching of alkaline solution on nanorods.And,the center hollow ZnO nanotubes could be obtained after chemical etching by controlling the concentration of alkaline and etching time.

Key words:zinc oxide;nanorod;nanotube;aqueous solution method;etching

氧化锌(ZnO)是一种宽禁带Ⅱ-Ⅵ族半导体材料，具有优异的压电和光电特性，如高的激子束缚能、良好的机电耦合性、较低的电子诱生缺陷等。已在发光元件、光波导器、透明导体、表面波元件、微传感器、单色场发射显示材料、高频压电转换器、低压压敏电阻器以及太阳能电池的窗口材料和光阳极材

料等方面具有广泛的应用[1~4]。

目前，一维ZnO 纳米结构以其独特的光学、电学和声学等性质，成为国内外学者研究的热点，其关键是如何控制一维纳米ZnO 的结构以便获得特定的性能及应用。制备高质量一维ZnO 纳米结构的主要方法有溅射法[5]、化学气相沉积[6]、模板法[7]、水溶

第25卷第6期2009年6月

Vol ．25No ．6995~999

无机化学学报

CHINESE JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY

第25卷无机化学学报

液法[8,9]等。与其他方法相比，水溶液法设备简单，反应条件温和，无需催化剂，环境友好，是大面积制备一维ZnO纳米结构的理想方法之一。传统的水溶液法，通常采用溶胶凝胶工艺制备ZnO种子层；然后，再在硝酸锌和六次甲基四铵的水溶液中低温生长[8,10]。溶胶凝胶工艺过程简单，成本较低，成膜均匀性好，对衬底附着力强，化学剂量比易于控制。但是，薄膜需通过煅烧获得晶化，而煅烧会在一定程度上引起薄膜的部分开裂。电化学沉积技术作为制备半导体薄膜最有竞争力的方法之一，具有反应温度低、薄膜厚度和形貌可控、沉积速率高、设备廉价、环境友好等优点，最重要的是，沉积的薄膜为晶态结构，无需煅烧使其晶化[11,12]。

本工作将电沉积技术引入水溶液法生长一维ZnO纳米结构种子层的制备中，首先采用阴极电化学沉积技术在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上制备ZnO 种子层，然后采用水溶液法控制生长高度取向的一维ZnO纳米棒阵列，最后通过碱溶液腐蚀法获得ZnO纳米管阵列，研究工艺参数对纳米棒和纳米管阵列的影响，并对纳米棒和纳米管的生长和腐蚀过程进行探讨。

1实验部分

1.1原料与试剂

实验所用试剂包括：硝酸锌(Zn(NO3)2·6H2O，A. R.，天津市亚太龙兴化工有限公司)，六次甲基四铵(C6H12N4，HMT，A.R.，天津大学科威公司)，氢氧化钾(KOH，A.R.，天津大学科威公司)，丙酮(CH3COCH3，A.R.，天津江天化工技术有限公司)，异丙醇((CH3)2CHOH，A.R.，天津江天化工技术有限公司)，无水乙醇(C2H5OH，A.R.，天津江天化工技术有限公司)和去离子水。

实验采用ITO导电玻璃(深圳南玻集团，方块电阻为10Ω·cm-1)为衬底。处理方法：分别用丙酮、异丙醇和无水乙醇超声清洗15min，干燥后备用。

1.2ZnO种子层的制备

实验采用标准三电极电化学沉积系统。以ITO 透明导电玻璃作阴极(沉积面积为1.5×2cm2)，1.5cm×2cm的Pt片为对电极，饱和Ag/AgCl电极(vs Ag/AgCl sat.)为参比电极。以0.1mol·L-1的Zn(NO3)2水溶液为沉积液，在70℃水浴温度下，采用恒电位方式沉积ZnO薄膜，相关的数据被记录到与恒电位相连的计算机系统中。60s后将沉积出的ZnO薄膜在去离子水中清洗、干燥，得ZnO种子层薄膜。

1.3ZnO纳米棒阵列的制备

配制浓度为0.1mol·L-1的硝酸锌和六次甲基四铵组成的生长溶液，其中硝酸锌和六次甲基四铵的物质的量的比为1∶1，搅拌均匀。将覆盖ZnO种子层的ITO导电玻璃放人装有生长液的密封烧杯中，于95℃水浴中生长4h。最后合成的薄膜用去离子水清洗，空气中晾干。

1.4ZnO纳米管阵列的制备

将上述制备的ZnO纳米棒阵列放入浓度为0.1mol·L-1的KOH溶液中，于85℃水浴中处理一定时间。最后将样品用去离子水清洗，空气中干燥，得ZnO纳米管阵列。

1.5测试与表征

采用荷兰PHILIPS XL-30环境扫描电子显微镜(ESEM，加速电压25kV)观察薄膜的表面形貌。使用日本Rigaku D/max-2500型多晶X射线衍射(XRD)仪，使用Cu Kα射线，衍射光束经Ni滤玻片滤波，波长λ=0.15418nm，扫描区间20°~70°，扫描速率为8°·min-1，靶电压为30kV，电流为100mA，对薄膜的晶体结构进行分析。

2结果与讨论

2.1ZnO纳米棒阵列

水溶液法生长ZnO纳米棒主要是基于溶液中的固相形成机理，其过程包括成核和生长两个步骤。由于ZnO和基底间的界面能比ZnO和水溶液间的界面能小，所以晶核倾向于在较低的过饱和度下在基底表面形成(即异质成核)，而不是在溶液中形成(即均匀成核)。又因为成核点与溶液离子间的界面张力取决于成核点与析出相结构的匹配程度，所以当晶核与析出相具有相同的晶体结构时，二者最匹配，它们之间的势垒也就达到最低[9,10]。故本实验中ZnO的生长是在预先沉积了ZnO种子层的基底上进行，由于种子层和溶液离子是相同的物质，所以ZnO可以在涂覆ZnO种子层的基底上迅速成核、生长。在反应过程中，硝酸锌(Zn(NO3)2)作为锌源，提供Zn2+，六次甲基四铵(HMT)提供OH-。同时，HMT还用来作为pH值缓冲剂，因为它与水存在着水解反应平衡，生成的NH3参与溶液pH值的调节。经测量，室温下HMT水溶液的pH值约为5.3，但在加热的条件下，溶液的pH值会略有升高，然后基本保持不变，这表明加热条件有利于水解的进行，但是它的

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pH在一定温度下会保持不变，证明了HMT有pH 缓冲作用，它的这些特性使其适于提供一个温和的弱酸性环境，有利于锌离子溶液体系的稳定[10]。根据上述分析，整个体系的化学变化过程为：Zn(NO3)2和HMT的水溶液被加热后，HMT分解产生氨气，氮气极易溶于水并产生大量的OH-离子，于是溶液中形成Zn(OH)2，并沉积在表面，随后发生脱水，缩聚成核。整个过程可表示为：

(CH2)6N4+6H2O→6HCHO+NH3(1) NH3+H2O葑NH4++OH-(2) 2OH-+Zn2+→Zn(OH)2(3) Zn(OH)2→ZnO(s)+H2O(4)图1为在-700mV电位下沉积的种子层上生长的ZnO晶体的X射线衍射图。从图中可以看出，所得样品的晶体结构为六方纤锌矿，与标准卡片(PDF No. 65-3411)对比，(002)衍射峰变为第一强峰，并且由于相对强度很大，图中已经分辨不出标准卡片中最强的(100)和(101)衍射峰，表明晶体结构是沿c轴高度取向。其原因可能为：由于ZnO的(001)基面是极性面，具有相对较高的表面能，在水溶液体系中该晶面的生长速率是最快的[8~10]，故随着生长时间的延长最终形成沿c轴择优取向外延生长的ZnO纳米棒。

种子层的结构和性能对溶液法生长ZnO纳米棒有着重要的影响。图2为不同电沉积种子层上水溶液生长的ZnO纳米棒阵列的SEM照片。从图中可以看出，在-700mV电位下沉积的种子层上生长的ZnO纳米棒较为均匀，密度较大，与基底垂直性好；而在-1100mV电位下沉积的种子层上，ZnO纳米棒密度变小，倾斜性较大。其原因为：在阴极电化学沉积反应制备ZnO种子层的过程中，薄膜的形貌和性能与工艺参数(如沉积电位、沉积液浓度、沉积时间等)密切相关[12]。图3为不同沉积电位下ZnO种

图1ZnO纳米棒的XRD图

Fig.1XRD pattern of the ZnO nanorods grown on ZnO seed layer deposited at-700mV

(a)-700mV;(b)-1100mV

图2不同晶种层上ZnO纳米棒的SEM照片

Fig.2SEM images of ZnO nanorods with different seed layers

(a)-700mV;(b)-1100mV

图3不同沉积电位下ZnO种子层的SEM照片Fig.3SEM images of ZnO seed layer films with different deposition potentials

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第25卷无机化学学报

图4ZnO纳米管阵列的SEM照片Fig.4SEM image of ZnO nanotube arrays

(a)30min;(b)120min

图5不同腐蚀时间下ZnO纳米管的SEM照片Fig.5SEM images of ZnO nanotube arrays at different etching times

子层薄膜的SEM照片。

从图中可以看出，在-700mV电位下，薄膜均匀性好，缺陷少；而在-1100mV电位下，薄膜出现了异常大晶粒。Vayssieres等[9]指出从水溶液中制备ZnO纳米晶的形状与取向性与界面张力密切相关，而界面张力又受种子层晶粒的取向性及表面缺陷的影响。在-1100mV电位下，种子层薄膜的均匀性较-700mV电位下差，一定表面缺陷的存在使得ZnO纳米棒的垂直性变差。

2.2ZnO纳米管阵列

作为一种氧化物，ZnO能够与OH-发生化学反应(ZnO+2OH-→ZnO22-+H2O)，产物为可溶性的盐[13]。故利用一定浓度的碱溶液对上述纳米棒进行处理即可得到ZnO纳米管阵列。图4给出了采用浓度为0.1mol·L-1的KOH溶液，于85℃水浴中处理60 min后的ZnO纳米管的SEM照片。从图中可以看出，经过碱液腐蚀后，可以形成中空的纳米管阵列。从纳米管的形貌可以推断，整个腐蚀过程具有选择性，仅仅发生在纳米棒的中部。其原因可能是六方纤锌矿结构的ZnO晶体有2个极性面，即(001)和(001)面，这2个极性面表面能比较大，而且处于亚稳定状态。而平行于c轴的非极性面是稳定的晶面，具有非常低的表面能。极性面(纳米棒的上表面)的腐蚀速

率比非极性面(纳米棒的侧表面)要快得多[13]。这样通过一定浓度的碱液选择性腐蚀ZnO纳米棒可以得到ZnO纳米管。

随着腐蚀时间的延长，腐蚀的深度逐渐加深，中空的纳米管也越来越明显，但是当腐蚀时间过长，如在85℃的0.1mol·L-1的KOH溶液中处理ZnO纳米棒120min后，纳米管除了中部被腐蚀外，棒壁也开始被腐蚀(如图5(b)所示)，故只有严格控制腐蚀液的浓度和时间，才能获得中空的ZnO纳米管。3结论

实验采用阴极电沉积技术在ITO导电玻璃基底上制备了ZnO种子层；然后，通过水溶液法在该种子层上生长了沿c轴取向的ZnO纳米棒阵列；最后，通过氢氧化钾溶液化学腐蚀法获得了ZnO纳米管。种子层的结构和性能对ZnO纳米棒有着重要的影响，在-700mV电位下沉积的种子层薄膜均匀性好、缺陷少，生长的ZnO纳米棒较为均匀，与基底垂直性好。氢氧化钾溶液对ZnO纳米棒的腐蚀具有选择性，通过严格控制腐蚀液的浓度和时间，可获得中空的ZnO纳米管。

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电化学法制备纳米铜粉

文章编号:167325196(2008)0320009203 电化学法制备纳米铜粉 徐建林1,2,陈纪东1,2,张定军1,2,马应霞1,2,冉　奋1,2,龙大伟1,2 (1.兰州理工大学甘肃省有色金属新材料重点实验室,甘肃兰州　730050;2.兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室,甘肃 兰州　730050) 摘要:在十二烷基硫酸钠、吐温80、苯、正丁醇、十二烷基硫醇和硫酸铜混合而成的乳液中,采用电化学合成的方法制备稳定的、粒径均匀的Cu 纳米颗粒.采用XRD 、TEM 及FT -IR 对所制备的Cu 纳米颗粒的结构、形貌、粒径大小及表面键合性质进行表征.结果表明,制备的纳米铜粉为球型颗粒,分散较好,尺寸较为均匀,约为60～80nm ,并且具有立方晶型结构;得到的纳米铜颗粒表面含有一层有机物质,形成了包覆层较薄的核壳结构,这种包覆层阻止了纳米铜粉在空气中或水中的团聚和氧化,起到提高纳米铜颗粒的分散性和稳定性的作用.关键词:纳米颗粒;Cu ;乳液;电化学中图分类号:TB383 文献标识码:A Preparation of copper nano 2powder by using electrochemical method XU Jian 2lin 1,2,C H EN Ji 2dong 1,2,ZHAN G Ding 2jun 1,2 MA Y ing 2xia 1,2,RAN Fen 1,2,LON G Da 2wei 1,2 (1.State Key Lab.of Gansu Advanced Non 2ferrous Metal Materials ,Lanzhou Univ.of Tech.,Lanzhou 730050,China ;2.Key Lab.of Non 2ferrous Metal Alloys ,The Ministry of Education ,Lanzhou Univ.of Tech.,Lanzhou 730050,China ) Abstract :Stable and uniform Cu nanoparticles was p repared wit h electrochemical met hod in emulsio ns containing of sodium dodecyl sulfate ,tween 80,benzene ,12butanol ,dodecyl mercaptan and CuSO4?5H 2O.The morp hology and struct ure of t he resulting copper nanoparticles were investigated wit h XRD ,TEM and F T 2IR.It was found t hat t he copper nano 2powder was of sp herical st ruct ure wit h a better dis 2persity ,uniform particlesize.t he average size being 60～80nm and cubic crystalline.A layer of organic compound was absorbed on t he surface of copper nanoparticles ,forming a shell 2core st ruct ure wit h t hin surface coating film ,which could be p revent t he Cu nano 2powder f rom aggregation and oxidation in t he at 2mo sp here or water ,and increase t he dispersibility and stability of t he Cu nanoparticles as well. K ey w ords :nanoparticles ;Cu ;emulsions ;elect rochemist ry 纳米铜颗粒的比表面积大,表面活性中心数多,在石油化工和冶金中是良好的润滑剂;此外,纳米铜颗粒具有极高的活性和选择性,可以用作高分子聚合物的氢化和脱氢化反应的催化剂[1,2].1995年,Pekka [3]等指出纳米铜由于其低电阻而可用于电子 连接,引起电子界的很大兴趣.纳米铜粉也可用于制 造导电浆料(导电胶、导磁胶等),广泛应用于微电子工业中的布、封装、连接等,对微电子器件的小型化生产起重要作用. 目前,常用的制备纳米铜粉的方法有:机械化学 收稿日期:2007201207 作者简介:徐建林(19702),男,陕西岐山人,博士,副教授. 法、气相蒸汽法、化学还原法、辐照还原法等.此外,Gedanken 等人报道了一种用自还原前驱体制备纳米铜的方法[4],Pileni 等人用表面活性剂囊泡技术制备了各种形状的铜纳米颗粒[5].机械化学法制备的粉体组成不易均匀,粉末易团聚,粒径分布宽,所以缺乏现实意义;气相蒸汽法所需原料气体价格昂贵,设备复杂,成本高.目前研究最多的是液相还原法,但是液相还原又需要用到一些剧毒的还原剂,这对研究者本身或者是环境都会造成危害.电化学合成方法具有反应条件温和、仪器设备简单、无毒无污染的优点,是合成纳米材料的有效手段之一[6,7]. 本文采用电化学电解法,在十二烷基硫酸钠、吐 第34卷第3期2008年6月兰　州　理　工　大　学　学　报 Journal of Lanzhou University of Technology Vol.34No.3 J un.2008

碳纳米材料在电化学传感器中的应用

碳纳米材料在电化学传感器中的应用研究 摘要由于碳纳米材料具有良好的力学、电学及化学性能而被人们广泛研究，特别是对于具有大比表面积、高的电导率和良好生物相容性的碳纳米管、碳纳米纤维和石墨烯更是研究的热点。这些新型碳材料具有许多优异的物理和化学特性，被广泛地应用于诸多领域，特别是在电化学领域中显示出其独特的优势。本文主要阐述了碳纳米材料在电化学传感器领域的应用。 关键词碳纳米管石墨烯电化学传感器 1电化学传感器概述 电化学传感器主要由两部分组成：识别系统；传导或转换系统。 识别系统与待测物的某一化学参数（常常是浓度）与传导系统连结起来。它主要具有两种功能：选择性地与待测物发生作用，反所测得的化学参数转化成传导系统可以产生响应的信号。分子识别系统是决定整个化学传感器的关键因素。因此，电化学传感器研究的主要问题就是分子识别系统的选择以及如何反分子识别系统与合适的传导系统相连续。电化学传感器的传导系统接受识别系统响应信号，并通过电极、光纤或质量敏感元件将响应信号以电压、电流或光强度等的变化形式，传送到电子系统进行放大或进行转换输出，最终使识别系统的响应信号转变为人们所能用作分析的信号，检测出样品中待测物的量。 最早的电化学传感器可以追溯到 20 世纪 50 年代，当时用于氧气监测。到了 20 世纪80 年代中期，小型电化学传感器开始用于检测 PEL 范围内的多种不同有毒气体，并显示出了良好的敏感性与选择性。目前，为保护人身安全起见，各种电化学传感器广泛应用于许多静态与移动应用场合。 2 碳纳米材料——碳纳米管和石墨烯 随着科学技术的进步,研究者发现空间尺寸在0.1-100 nm之间的物质拥有很多宏观状态下没有的特性[1]。我们把这些具有一定功能性、三维空间尺寸至少有一维介于0.1-100 nm 之间的一类物体统称为纳米材料。它是由纳米微粒、原子团簇、纳米丝、纳米管、纳米薄膜或由纳米粒子组成的块体。由于具有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点,以及其特有的量子尺寸效应[2, 3]、体积效应[4]、表面效应[5]和量子隧道效应[6]等特性,纳米材料在光学、热学、催化、光化学以及敏感特性等方面具有一系列特殊的性质,因此它具备其它一般材料所没有的优越性能,可广泛应用于电子、医药、化工、生物、军事、航空航天等众多领域,在整个新材料的研究应用方面占据着核心的位置。 碳是一种非金属元素,位于元素周期表的第二周期IV A族。作为地球上最容易得到的元素之一,碳元素以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。碳单质很早就被人认识和利用,它在常温下的化学性质比较稳定,不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂。利用现代科技的不同制备方法,我们可以制备出不同独特空间结构和特异性能的碳纳米材料,其中包括零维的富勒烯、一维的碳纳米管、二维的石墨烯和三维的石墨或金刚石。依靠独特的空间结构和优异的化学性能,它们可以应用于各个领域中。接下来我们主要介绍一下碳纳米管和石墨烯。 2.1碳纳米管 CNTs是1991 年日本电镜学家Iijima在高分辨透射电子显微镜下检验石墨电弧中产生

纳米材料在复合电沉积中的应用

!!收稿日期："##$%#&%"$!!修回日期："##$%#$%’(!!基金项目：青岛市人才计划项目（#)%"%*+%’,） !!作者简介：王积森（’-.$%），男，教授，主要是从事纳米材料与表面技术的教学与研究工作。 !!作者联系方式：（/01）#$)"%.#$&$’"。 纳米材料在复合电沉积中的应用 王积森’，!温红’，!孙金全"，!张国松’ （’2山东科技大学机械电子工程学院，山东青岛!"..$’#；"2山东科技大学材料科学与工程学院，山东青岛!"..$’#） 摘!要：综述了纳米复合镀层（包括高硬度耐磨纳米复合镀 层，耐腐蚀、装饰性复合镀层，耐高温氧化复合镀层和具有电接触功能的纳米复合镀层等）的研究现状。对纳米微粒与金属的共沉积机理———吸附机理、力学机理和电化学机理以及纳米复合镀层的结构特点进行了概述。指出了纳米复合电沉积技术存在的问题及今后的发展方向。关键词：纳米材料；复合镀层；电沉积；机理 中图分类号： /3’(&4&&!!!!!文献标识码：5文章编号：’##&%""(6（"##.）#’%##$-%#$ !""#$%&’$()(*)&)(+,&’-.$&#/’(’0-%(,"(/$’--#-%’.(+"#&’$)17789:3;<=>0?，8@:AB?C ，DE:;B?C !2/’.&%’：/J0K0L0?M NKBCK0>>0HKLJ B?MJ0?H?B=O0M0K LBONB>（>H?P R0HK K0><>MH?L0，MJ0LBKKB=><>MH?M H?P P0LBKHM，MJ0?H?BO0M0K LBONB>BQ J<>MH?L0H?P MJ0?H?BO0M0K LBONB>JHS>GOOHKO BQ ?H?BNHKMH?P O0MH1BKNMO ，O0LJH?O H?P 010LMKB=LJ0OO H?P MJ0>MKGLMGK0LJHKHLM0K<>MC0?0KH1MBQ ?H?BO0M0K LBONB>0?M0P4 3-45(.6/：?H?B=OHM0KO 7$./’+&8’0(.9/&66.-//：*?>M

电化学在制备纳米材料方面的应用

电化学在制备纳米材料方面的应用 摘要：应用电化学方法制备纳米材料是近年来发展起来的一项新技术。本文对应用电化学技术制备纳米材料的方法进行分类，着重介绍了电化学沉积法、电弧法、超声电化学法和电化学腐蚀法，并对其应用前景做了展望。 关键词：电化学纳米材料电沉积 1 前言 纳米材料和纳米技术被广泛认为是二十一世纪最重要的新型材料和科技领域之一。纳米材料是指任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当材料的粒子尺寸小至纳米级时，材料就具有普通材料所不具备的三大效应：(1)小尺寸效应，指当纳米粒子的尺寸与传统电子的德布罗意波长以及超导体的相干波长等物理尺寸相当或更小时，其周期性的边界条件将被破坏，光吸收、电磁、化学活性、催化等性质发生很大变化的效应；(2)表面效应，指纳米微粒表面原子与总原子数之比。纳米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相当大的比例。随着粒径减小，表面原子数迅速增加。由于表面原子数增加，原子配位不足及高的表面能，使得这些表面原子具有高的活性，极不稳定，使其在催化、吸附等方面具有常规材料无法比拟的优越性；(3)宏观量子隧道效应。微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。研究发现，一些宏观量，如纳米粒子的磁化强度、量子相干器件中的磁通量也具有隧道效应，称为宏观量子隧道效应。正是由于纳米材料具有上面的三大效应，才使它表现出：(1)高强度和高韧性；(2)高热膨胀系数、高比热容和低熔点；(3)异常的导电率和磁化率；(4)极强的吸波性；(5)高扩散性等令人难以置信的奇特的宏观物理特性。 自1991年Iijima首次制备了碳纳米管以来，一维纳米材料由于具有许多独特的性质和广阔的应用前景而引起了人们的广泛关注。纳米结构无机材料因具有特殊的电、光、机械和热性质而受到人们越来越多的重视。美国自1991年开始把纳米技术列入“政府关键技术”，我国的自然科学基金等各种项目和研究机构都把纳米材料和纳米技术列为重点研究项目。 由于纳米材料的形貌和尺寸对其性能有着重要的影响，因此，纳米材料形貌和尺寸的控制在纳米材料合成中是非常重要的。 目前制备纳米材料主要采用机械法、气相法、磁控溅射法等物理方法和溶胶—凝胶法、离子液法、溶剂热法、微乳法化学方法。但在这些方法中，机械法、气相法、磁控溅射法的生产设备及条件要求很高，生产成本高；化学方法中的离子液法和微乳法是近几年发展起来的新兴的研究领域，同时离子液离子液作为一种特殊的有机溶剂，具有粘度较大、离子传导性较高、热稳定性高、低毒、流动性好等独特的物理化学性质，但是离子液体用于纳米材料制备的技术还未成熟。 应用电化学技术制备纳米材料由于简单易行、成本低廉等特点被广泛研究与采用。与其他方法相比，电化学制备方法主要具有以下优点：1、适合用于制备的纳米晶金属、合金及复合材料的种类较多；2、电化学制备纳米材料过程中的电位可以人为控制。整个过程容易实现计算机监控，在技术上困难较小、工艺灵活，易于实验室向工业现场转变；3、常温常压操作，避免了高温在材料内部引入的热应力；4、电沉积易使沉积原子在单晶基底上外延生长，可在大面积和复杂形状的零件上获得较好的外延生长层。 电化学方法已在纳米材料的制备研究领域取得了一系列具有开拓性的研究成果。本文综述了应用电化学技术制备纳米材料的主要的几种方法及其制备原理，并对其优劣进行了比较。 2 应用电化学技术制备纳米材料的种类 2.1 电化学沉积法 与传统的纳米晶体材料制备相比，电沉积法具有以下优点：(1)晶粒尺寸在1~100 nm内；(2)

Ag ZnO纳米复合材料的制备

运城学院应用化学系 文献综述 Ag/ZnO纳米复合材料的制备 学生姓名王新光 学号2010080412 专业班级应用化学1004班 批阅教师 成绩 2013年06月

Ag/ZnO纳米复合材料的制备 1. 研究背景 纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科技现在已经包括纳米生物学、纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米化学等学科。从包括微电子等在内的微米科技到纳米科技，人类正越来越向微观世界深入，人们认识、改造微观世界的水平提高到前所未有的高度。我国著名科学家钱学森也曾指出，纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点，会是一次技术革命，从而将引起21世纪又一次产业革命。 2.制备方法 2.1采用沉淀法制备 周广、邓建成、王升文[1]采用配位均匀共沉淀法制备了平均粒径约为20 nm的Ag/ZnO纳米复合材料。利用XRD、TEM及UV-Vis等技术对样品进行了表征,并将其与用浸渍光分解法和光还原沉积法制备的样品在形貌结构及催化降解甲基橙溶液和工业废水性能方面进行了比较。结果表明,采用配位均匀共沉淀法制备的样品,表现出更加优异的催化降解性能。 庹度[2]采用沉淀法制备了纳米氧化锌,并以它为前驱物,采用高温分解法对纳米氧化锌进行了载银改性处理,制备了载银氧化锌复合纳米粒子,考察了载银前后纳米粒子的粒径与结构。研究发现,采用沉淀法制备的纳米氧化锌尺寸较为均匀,粒径约为170nm,分散性也较好;载银后的复合纳米粒子粒径略有增加,这来源于银在纳米氧化锌粒子外的成功包覆。 斯琴高娃、照日格图、姚红霞、嘎日迪[3]以ZnCl2.2H2O和无水(NH4)2CO3为原料,采用直接沉淀法制备了纳米氧化锌.TG-DTG-DTA、IR分析结果表明,前驱体为碱式碳酸锌[Zn5(OH)6(CO3)2].前驱体经300℃煅烧1 h、2 h、3 h后分别得到粒径不

电化学沉积

金属电沉积理论 一.研究概况 在电化学中,金属的电化学沉积学是一种最古老的学科。在电场的作用下，金属的电沉积发生在电极和电解质溶液的界面上，沉积过程含有相的形成现象。 首先，在金属的电化学沉积实验的研究时间要追溯到19世纪，并且在引进能产生直流电的电源以后，电镀很快成为一种重要的技术。电镀被用来制造各种不同的装饰性和功能性的产品，尽管在开始的早期，电镀技术的发展和应用建立是在经验的基础上。 金属电沉积的基本原理就是关于成核和结晶生长的问题。1878年，Gibbs在他的著名的不同体系的相平衡研究中，建立了成核和结晶生长的基本原理和概念。20世纪初，Volmer、Kossel、Stransko、Kaischew、Becker和Doring用统计学和分子运动模拟改进了基本原理和概念。按照这些早期的理论，成核步骤不仅要求一个新的三维晶体成核，而且完美单晶表面的层状二维生长。对于结晶理论的一个重要改进是由Avrrami提出的结晶动力学，他认为在成核和生长过程中有成核中心的重复碰撞和相互交迭。在1949年，Frank提出在低的过饱和状态下的一个单一晶面成长会呈螺旋状生长。Cabrera和Frank等考虑到在成长过程中吸附原子的表面表面扩散作用，完善了螺旋成核机理。 20世纪二三十年代，Max、V olmer等人对电化学结晶进行了更为广泛的基础研究。Erday-gruz和Volmer是第一次认识到过饱和度与过电位，稳态电流密度和由电荷转移引起的电结晶过电位之间的关系。 20世纪三四十年代，Finch和他的同事做了大量的关于多晶电化学沉积的实验，研究了决定结晶趋向与金属薄膜的组织结构的主要因素。在这一时期，Gorbunova还研究了底层金属与电解质溶液组成对电结晶过程的影响，并发现了由于有有机添加剂的吸附作用可能导致金属晶须的生长。 1945年，Kaischew对电结晶理论做了重大改进。考虑到单一晶体表面上金属原子的结合和分开的频率，可利用分子运动学模拟电化学结晶过程。这项工作对电结晶理论的发展有着重大的影响。 20世纪50年代是在电化学结晶理论与实验技术取得重大进步的阶段。Fincher等人完成在实际的电镀体系中抑制剂对电结晶成核与生长的影响的系统研究，并按照其微观结构和形态对金属电沉积进行了分类。Piontell等人对基体的取向作用和在金属沉积系统中同向和异向的金属沉积的阴离子的特性进行了进一步的研究。Kardos、Kaischew等人利用新的实验技术证实Volmer`s的三维形核的正确性。Wranglen，Vermilyea等人对结晶树枝状生长进行了深入的研究，提出了新的电化学结晶的理论模型。 20世纪60年代初，Flischman和Thirsh发展了在电结晶状态下多重成核与生长的一般

电沉积纳米材料

电沉积纳米材料 ——读屠振密《电沉积纳米晶材料技术》电化学是物理化学的一个重要组成部分，主要研究电能和化学能之间的相互转化以及转化过程中的有关规律。 电沉积是电化学必不可分的一部分，它是一种电化学过程，也是氧化—还原过程，它研究的重点是“阴极沉积”。电沉积是在含有被镀离子的水溶液中通以电流，使带正电荷的阳离子在阴极上放电，于是得到膜层。 电沉积基底通常为水溶液，如硅线沉积普鲁士蓝，也有非水溶液和熔融盐，在电沉积的溶液中，加入适宜的结晶化表面活性剂是非常必要的，这有利于得到晶粒细化的纳米晶结构。同时可采用适当高的电流密度。随着电流密度的增加，电极上的过电势升高，使形核的驱动力增加，沉积层的晶粒尺寸减少。不过，如果电流密度增大而阴极附近 电解液中消耗的沉积离子来不及得到补充，则反而会使晶粒尺寸增大。或采用有机添加剂。一方面，添加剂分子吸附在沉积表面的活性部位，可抑制晶体的生长。另一方面，析出原子的扩散也被吸附的有机添加剂分子所抑制，较少到达生长点，从而优先形成新的晶核。此外，有机添加剂还能提高电沉积的过电势。以上这些作用都可细化沉积层的晶粒。 近年来，纳米技术日渐兴起，电沉积纳米材料可获得比普通材料更优良的结果，电沉积纳米镀层是在镀液中加入纳米微粒，通过与金

属共沉积获得镀层。将纳米微粒应用在电沉积及电刷镀中，可获得比普通复合镀层更高的硬度、耐磨性、减摩性、耐蚀性和润湿性等优异的特性，使复合镀层的功能性得到大幅度的提高。 电刷镀是电沉积的一种，研究和应用的时间还比较短，对纳米复合电刷镀的沉积机理尚缺乏深入的研究，从目前的研究成果可推测纳米复合电刷镀沉积过程和纳米复合镀有些相类似，大致如下：①镀液中的纳米微粒和金属离子在镀笔的流体力学作用下，被传送到阴极及表面附近的流体边界层。②金属离子和纳米微粒在电场和扩散作用下穿过扩散层到达电极表面。③金属离子在阴极表面吸附、获得电子、到达晶格生长点，而嵌入晶格；同时纳米微粒在阴极表面通过静电吸附或特性吸附或机械滞留，其中部分和金属作用较强者被金属包裹，即形成纳米复合镀层；还有部分纳米微粒则被镀笔从阴极带走。④金属离子和纳米微粒均在大电流密度下断续沉积，镀笔的运动对纳米微粒有一定的选择和均匀分布效应。例如，电沉积镍基合金纳米微晶磁性材料，具有十分优异的性能，如高磁导率，低损耗，高饱和磁化强度等，现在已用于开关电源、传感器和变压器等。纳米微晶磁性材料有利于实现小型化、轻量化及多功能化，故发展迅速。以铁为基的Fe-Ni纳米合金，能进一步改善高温磁性。 电沉积纳米材料的性能优异，广泛应用于生产生活中。 在化工方面，催化是纳米超微粒子应用的重要领域之一，利用纳米微粒高比表面积和高活性，可以显著地增进催化效率，目前已作为第四代催化剂进行研究和开发，它在燃料化学、催化化学中起着十分

半导体纳米材料的制备方法

摘要：讨论了当前国内外主要的几种半导体纳米材料的制备工艺技术,包括物理法和化学法两大类下的几种，机械球磨法、磁控溅射法、静电纺丝法、溶胶凝胶法、微乳液法、模板法等,并分析了以上几种纳米材料制备技术的优缺点关键词:半导体纳米粒子性质；半导体纳米材料；溶胶一凝胶法;机械球磨法；磁控溅射法；静电纺丝法；微乳液法；模板法；金属有机物化学气相淀积引言 半导体材料（semiconductormaterial）是一类具有半导体性能（导电能力介于导体与绝缘体之间，电阻率约在1mΩ·cm～1GΩ·cm范围内）。相对于导体材料而言,半导体中的电子动能较低,有较长的德布罗意波长,对空间限域比较敏感。半导体材料空间中某一方向的尺寸限制与电子的德布罗意波长可比拟时,电子的运动被量子化地限制在离散的本征态,从而失去一个空间自由度或者说减少了一维,通常适用体材料的电子的粒子行为在此材料中不再适用。这种自然界不存在,通过能带工程人工制造的新型功能材料叫做半导体纳米材料。现已知道,半导体纳米粒子结构上的特点(原子畴尺寸小于100nm,大比例原子处于晶界环境,各畴之间存在相互作用等)是导致半导体纳米材料具有特殊性质的根本原因。半导体纳米材料独特的质使其将在未来的各种功能器件中发挥重要作用,半导体纳米材料的制备是目前研究的热点之一。本文讨论了半导体纳米材料的性质,综述了几种化学法制备半导体纳米材料的原理和特点。

2.半导体纳米粒子的基本性质 2.1表面效应 球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的立方成正比，故其比表面积（表面积/体积）与直径成反比。随着颗粒直径变小，比表面积将会显著增大，说明表面原子所占的百分数将会显著地增加。对直径大于0.1微米的颗粒表面效应可忽略不计，当尺寸小于0.1微米时，其表面原子百分数激剧增长，甚至1克超微颗粒表面积的总和可高达100平方米，这时的表面效应将不容忽略。 随着纳米材料粒径的减小，表面原子数迅速增加。例如当粒径为10nm 时，表面原子数为完整晶粒原子总数的20%；而粒径为1nm时，其表面原子百分数增大到99%；此时组成该纳米晶粒的所有约30个原子几乎全部分布在表面。由于表面原子周围缺少相邻的原子：有许多悬空键，具有不饱和性，易与其他原子相结合而稳定下来，故表现出很高的化学活性。随着粒径的减小，纳米材料的表面积、表面能及表面结合能都迅速增大。 超微颗粒的表面与大块物体的表面是十分不同的，若用高倍率电子显微镜对金超微颗粒（直径为2*10-3微米）进行电视摄像，实时观察发现这些颗粒没有固定的形态，随着时间的变化会自动形成各种形状（如立方八面体，十面体，二十面体多李晶等），它既不同于一般固体，又不同于液体，是一种准固体。在电子显微镜的电子束照射下，表面原子仿佛进入了“沸腾”状态，尺寸大于10纳米后才看不到这种颗粒结构的不稳定性，这时微颗粒具有稳定的结构状态。 因此想要获得发光效率高的纳米材料，采用适当的方法合成表面完好的半导体材料很重要。 2.2量子尺寸效应 量子尺寸效应--是指当粒子尺寸下降到某一数值时，费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级或者能隙变宽的现象。当能级的变化程度大于热能、光能、电磁能的变化时，导致了纳米微粒磁、光、声、热、电及超导特性与常规材料有显著的不同。当半导体材料从体相减小到某一临界尺寸(如与电子的德布罗意波长、电子的非弹性散射平均自由程和体相激子的玻尔半径相等)以后,其中的电子、空穴和激子等载流子的运动将受到强量子封

电沉积制备Ni-Co-Al2O3纳米复合镀层的研究

doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2015.02.014 电沉积制备Ni-Co-Al2O3纳米复合镀层的研究 王一雍，苏建铭，韩楚菲，金辉，张峻巍，宋华，李继东 (辽宁科技大学激光先进制造技术研发中心，辽宁鞍山114051) 摘要：采用电沉积工艺制备了Ni-Co-Al2O3纳米复合镀层，利用显微硬度仪测定了复合镀层的硬度，考察了电流密度、纳米Al2O3浓度、电镀温度及镀液pH对镀层硬度的影响，分别借助SEM分析技术及电化学测试技术对最大硬度镀层进行微观性能及耐蚀性能进行研究。结果表明，纳米Al2O3弥散分布在镀层中，复合镀层晶粒进一步细化，耐蚀性显著提高。 关键词：纳米复合镀；电沉积；Ni-Co合金镀层；硬度；耐蚀性 中图分类号：TF803.21 文献标志码：A 文章编号：1007-7545（2015）02-0000-00 Study of Preparation of Ni-Co-Al2O3 Nanocomposite Coating by Electro-deposition WANG Yi-yong, SU Jian-ming, HAN Chu-fei, JIN Hui, ZHANG Jun-wei, SONG Hua, LI Ji-dong （Laser Advanced Manufacturing Technology Center, University of Science and Technology Liaoning, Anshan 114051, Liaoning, China) Abstract: Ni-Co-Al2O3 nanocomposite coating was prepared by electro-deposition. The hardness was determined by micro-hardness tester. The effects of current density, concentration of nano-Al2O3particle, and temperature and pH value of plating solution on hardness of coating were investigated. The microstructure and corrosion resistance of the coating with the highest hardness value were investigated by SEM and electrochemical testing. The results indicate that nano-Al2O3 particles distribute in coating, grain of composite coating is further refined and performance of corrosion resistance is obviously improved. Key words：nanocomposite coating; electro-deposition; Ni-Co alloy coating; hardness; corrosion resistance 镍钴合金镀层受热后表层陶瓷化，在较高温度下能形成稳定的高硬度耐磨表面，适用于铜板表面温度较高和缓冷却型结晶器铜板[1-4]。目前这一技术已在美国、澳大利亚、加拿大等国广泛应用，我国鞍钢、宝钢、本钢、邯钢、首钢、莱钢、济钢、凌钢等钢厂也有应用，王红和杨明铎等[5-6]在结晶器上制备了Ni-Co电镀层，此镀层高温下耐磨性和耐蚀性好，其拉坯寿命比镍铁镀层的拉坯寿命增长了20%~100%。宝钢原采用Ni+Cr复合镀层，镀层易腐蚀脱落，后采用镀镍钴合金镀层后使用寿命大幅度提高。但是钴的成本太高，因而镀层的制造成本高。同时其硬度较高且镀层应力大，使镀层抗交变性能较差，从而使镍钴合金的应用受到限制[7-9]。 电沉积[10-13]工艺已应用于制备金属和合金镀层。本文在利用电沉积工艺制备钴镍合金镀层的同时，将Al2O3纳米颗粒引入到Ni-Co合金中，利用弥散分布的纳米Al2O3对位错强化及应变强化效应，提高位错在滑移面的运动阻力，增强晶界的强化作用，从而得到高硬度、高耐磨、抗高温耐腐蚀的Ni-Co-Al2O3纳米复合镀层。探讨了温度、阴极电流密度、镀液中纳米Al2O3浓度及pH等工艺参数对镀层显微硬度的影响，并分析了镀层的微观性能及耐蚀性能。 1 试验 1.1 基材预处理 以80 mm×50 mm×10 mm的镍板为阳极，阴极为25 mm×25 mm×5 mm紫铜板。预处理：打磨─碱洗（50 g/L NaOH，30 g/L Na3PO4，20 g/L Na2CO3，60~70 ℃，20~ 0 min）─水洗─酸洗（10%~15%盐酸，室温）─水洗─活化─水洗─电镀。 1.2 Ni–Co–Al2O3复合电镀工艺 采用WYJ-2直流稳压电源，镀液温度由速度可控的HJ-5恒温磁力搅拌器控制。所用纳米Al2O3的平均粒径为40 nm。镀液组成：NiSO4?6H2O 200~300 g/L、CoSO4?7H2O 4~5 g/L、NiCl2?6H2O 40~50 g/L、H3BO3 20~40 g/L、Al2O3 1.0~2.5 g/L、十二烷基硫酸钠0.04~0.06 g/L。工艺条件：pH 3.8~5.3、电流密度1~5 A/dm2、温度40~80 ℃、电镀时间60 min。 收稿日期：2014-08-20 基金项目：鞍山市百千万科技创新工程项目(2012S05)；鞍山市科技计划项目（2012S08） 作者简介：王一雍（1980-），男，辽宁鞍山人，博士，副教授.

多孔碳纳米球的制备及其电化学性能_杨秀涛

物理学报Acta Phys.Sin.Vol.66,No.4(2017)048101 多孔碳纳米球的制备及其电化学性能 ?杨秀涛梁忠冠袁雨佳阳军亮夏辉? (中南大学物理与电子学院,长沙 410083) (2016年10月11日收到;2016年10月31日收到修改稿) 以三嵌段共聚物F108为软模板,通过水热法合成酚醛树脂球并在氮气氛围下碳化、KOH 活化处理,最终得到多孔碳纳米球材料.通过扫描电子显微镜,透射电子显微镜和氮气吸附分析仪对样品进行表征,结果表明样品的平均粒径为120nm,球形度高,比表面积达到1403m 2/g,孔径分布广.通过X 射线衍射研究样品的结晶度, 序度提高明,10000次循环充放电后,关键词:PACS:1引上的电池,长、能影响较大[纳米管[5,6]球[12?14].物为模板,活化,得到活 P123(PEO 20-. 为软模板,利用水(porous .通过扫描电子X 射线,研究孔隙结构、 ?国家自然科学基金(批准号:51673214)资助的课题.?通信作者.E-mail:xhui73@https://www.wendangku.net/doc/b28245877.html, ?2017中国物理学会Chinese Physical Society https://www.wendangku.net/doc/b28245877.html, 网络出版时间：2017-01-12 10:56:13 网络出版地址：https://www.wendangku.net/doc/b28245877.html,/kcms/detail/11.1958.O4.20170112.1056.016.html

结晶度和表面官能团的影响.结合PCNS 样品的电化学性能的测试,研究了PCNS 样品的理化特性对其电化学性能的影响. 2实验部分 2.1 多孔碳纳米球的合成 首先,称取1.96g 三嵌段共聚物F108溶解于30mL 水中搅拌均匀得到澄清溶液A.然后称1.2g 的苯酚并量取4.2mL 质量分数为37%的甲醛溶液溶解于30mL 的0.1M(mol/L)氢氧化钠溶液,搅拌均匀, min 体系中加入到溶液B.取物质烘干.氛下以700? 物PCNS 为中性,900?C 时,2.2600i)TWIX)比表面积S 孔面积(S 计算.品的孔径分布.用X 射线衍射仪(XRD,SIEMENS D500)在电压为40kV 、电流为100mA,Cu 靶、K α射线(λ=0.15056nm)、石墨单色滤波器以及衍射角为10?—70?的条件下以2?/s 的速度对样品扫描. 用红外光谱仪(FTIR,Niclet 380)对样品在波数500cm ?1—4500cm ?1范围内进行扫描,根据得到的吸收光谱图分析样品的表面元素及官能团组成. 2.3电化学特性测试 采用辰华CHI660E 电化学工作站在三电极体 系进行电化学特性的测试.测试体系的对电极和参比电极分别采用铂片电极和Hg/HgO 电极,而工作电极的制备采用(1×1)cm 2泡沫镍为基底,将制备的多孔碳纳米球样品作为活性物-质和乙炔黑,用乙醇作为溶剂,60wt%聚四氟乙烯(PTFE)混合,调成浆状,,于10MPa 压(cyclic (galvano-GC)和电化学阻spectroscopy,5,10,20,50,100V 的电压区间进行·m ), (1) (A),放电时间(g).电化学kHz,微扰为,1(b)分别是PCNS 1(c)和图1(d)是照片,图1(e)和TEM 照片,每TEM 照片,KOH 处理后其粒径大小没有明显的改变.从选区电子衍射图可知,样品在?002?和?100?晶面处具有衍射特征峰.由超高放大倍数TEM 照片,可以看出样品PCNS700和PCN900的微晶有序度要高于PCNS 的有序度.

电化学方法制备纳米材料

电化学方法制备纳米材料 Mcc 引言：诺贝尔奖获得者Feyneman在六十年代曾经预言：如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话，我们就能使物体得到大量的异乎寻常的特性，就会看到材料的性能产生丰富的变化。他所说的材料就是现在的纳米材料。 纳米材料和纳米科技被广泛认为是二十一世纪最重要的新型材料和科技领域之一。1992年,《Nanostructured Materials》正式出版,标志着纳米材料学成为一门独立的科学。自1991年Iijima首次制备了碳纳米管以来,一维纳米材料由于具有许多独特的性质和广阔的应用前景而引起了人们的广泛关注。由于纳米材料的形貌和尺寸对其性能有着重要的影响,因此,纳米材料形貌和尺寸的控制合成是非常重要的。作为高级纳米结构材料和纳米器件的基本构成单元,纳米颗粒的合成与组装是纳米科技的重要组成部分和基础。而电化学方法制备纳米材料的研究，经历了早期的纳米薄膜、纳米微晶的制备，直至现在的电化学制备纳米金属线、金属氧化物等过程，为纳米材料的研究做出了极大的贡献。 摘要:纳米是指特征维度尺寸介于1-100 nm范围内的粒子微小粒子，又称作超微粒子。当粒子尺寸小至纳米级时,其本身将具有表面与界面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应,这些效应使得纳米材料具有很多奇特的性能。本文简单综述了纳米材料的合成与制备中常用的几种方法以及简单的一些应用，着重综述了

纳米材料的电化学制备方法并对其影响因素和发展情景做以简单探究。 关键词：纳米材料电化学制备特征应用 Electrochemical preparation of nano materials Mcc Introduction:Nobel Prize winner in the s Feyneman prophecy: if we tiny scale of objects arranged to some control of words, we can make the object have a lot of unusual characteristics, you will see the properties of materials have a wealth of change. What he said is the material of the nanometer material now. Nano materials and nanotechnology is widely thought to be the 21 st century the most important new materials and one of the areas of science and technology. In 1992, the Nanostructured Materials "the official publication, marked the nanometer material science into an independent scientific < https://www.wendangku.net/doc/b28245877.html,/gongxue/ >. Since 1991, the first time the Iijima preparation since carbon nanotubes, a one-dimensional nanomaterials due to the nature of the has many special and broad application prospects and caused the people's attention. Because the morphology of nanometer material and size of its performance has the important influence, therefore, the size

纳米氧化锌材料

纳米氧化锌材料研究现状 [摘要]总之，纳米ZnO作为一种新型无机功能材料，从它的许多独特的用途可发现其在日常生活和科研领域具有广阔的市场和诱人的应用前景。随着研究的不断深入与问题的解决，将有更多的优异性能将会被发现。同时更为廉价的工业化生产方法也将会成为现实，纳米ZnO材料将凭借其独特的性能进入我们的日常生活。随着科技的发展，相信纳米ZnO材料的性能及应用将会得到更大的提高和普及，并在新能源、环保、信息科学技术、生物医学、安全、国防等领域发挥重要的作用。 [关键词]纳米ZnO; 表面效应; 溶胶-凝胶法;纳米复合材料 一、纳米氧化锌体的制备 目前，制备纳米氧化锌的方法很多，归纳起来有属于液相法的沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、溶剂热法等，也有属于气相法的化学气相反应法等，而固相法在纳米氧化锌的制备领域则较少见。 a、沉淀法 沉淀法是指使用某些沉淀剂如OH-、CO 32-、C 2 O 4 2-等，或在一定的温度下使 溶液发生水解反应，从而析出产物，洗涤后得到产品[2]。沉淀法一般有分为均匀沉淀法、络合沉淀法、共沉淀法等。 均匀沉淀法工艺成本低、工艺简单，为研究纳米氧化锌结构与性能及应用之间的关系提供了方便。曾宪华[3]等人以常见且廉价的六水硝酸锌和氢氧化钠为以甲醇溶液作为溶剂在常温常压条件下，用均匀沉淀法直接制备了平均粒径为11 nm的纳米氧化锌粉体。以下是他们的用共沉淀法制备的纳米ZnO的扫描电子显微镜（SEM）照片。

络合沉淀法，制备的纳米Zn0不团聚，分散性好，粒径均匀。李冬梅[4]等人采用络合沉淀法制备了粉体平均粒径52 nm，分散性好的纳米氧化锌粉体，并对产品结构性能进行了表征。所得ZnO粉体平均粒径48 nm．分散性好，收率高。 共沉淀法是将含两种或两种以上的阳离子加入到沉淀剂中，使所有的离子同时完全沉淀。在共沉淀中，如何使组成材料的多种离子同时沉淀和如何避免烧结过程中的硬团聚问题是共沉淀法的关键。韩丽[5]的研究表明采用二水醋酸锌、硝酸锌和草酸为基础反应原料，利用共沉淀的方法可合成纳米氧化锌微细晶粒的过程中，利用超声波技术对反应的中间体进行分散和洗涤，由于超声空化作用所产生的局部高温、高压或冲击波和微射流等，使得到的ZnO微晶可以在能量的冲击下得到很好的分散，因此可以阻止团聚现象的产生。 b、溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶法是指金属有机或无机化合物加入到溶胶中，制成干胶后进行热处理得到氧化物或其它固体化合物的方法。溶胶凝胶法制备化学微粒的主要优点是反应温度低、化学均匀性好、颗粒细。杨淼[6]等人采用溶胶-