Ni掺杂ZnO纳米材料的制备及其红外光谱特性研究（可编辑）

Ni掺杂ZnO纳米材料的制备及其红外光谱特性研究（可编辑） Ni掺杂ZnO纳米材料的制备及其红外光谱特性研究 andIR CharacteristicsofZnO PreparationSpectroscopic Nano--Materialswith Ni--Doped DissertationSubmittedto of NanjingUniversityTechnology in fulfillmentof partial requirement forthe of degree Master of Engineering By ZHAO Junfeng CHEN Supervisor:Prof(Jianhua June2009 硕士学位论文 摘 要 为了研究选择性吸收10(69m波长红外激光的复合隐身材料，采用溶胶(凝胶 法、燃烧法、水热法制备Ni掺杂ZnO纳米材料，通过FT-IR测定其红外透射光 谱，通过XRD、SEM、TEM、EDS等对产物的物相结构、粒径、形貌等进行分 析研究，着重研究Ni掺杂量、制备方法、制备条件对其红外光谱特性的影响。 研究结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，不同的制备方法对Ni掺杂量有较大的影响。溶胶(凝胶法制 备Ni掺杂ZnO时，当掺杂浓度达到2, m01,，下同 时，开始析出了NiO。 燃烧法，掺杂浓度为1,时，即析出了NiO。而水热法，Ni的掺杂浓度为2,时， XRD仍未观察到NiO的衍射峰。与溶胶一凝胶法、燃烧法相比，水热法制备的 Ni掺杂ZnO晶体具有固溶度高、掺杂均匀、热应力小、缺陷少、晶体质量高等 优点。 制备方法对Ni掺杂ZnO纳米材料的红外光谱特性也有较大影响。溶胶(凝 胶法、燃烧法制备的Ni掺杂ZnO与纯ZnO相比，除了随着掺杂浓度的增加， 吸收带出现宽化现象以外，其红外光谱特性并没有明显变化。水热法制备的Ni 。附近出现了一个新的吸收带，并且随着掺掺杂ZnO的红外光谱在910era 杂浓度 的提高，吸收带变强变宽。这是由于Ni2+部分取代zn2+以后，ZnO原有的晶格对 称性被破坏，产生新振动、转动能级。 制备条件对Ni掺杂ZnO的结构和红外光谱特性也有明显影响。pH值越大， 实际进入ZnO晶格Ni2+浓度越高，造成的晶格缺陷越多，从而使吸收带出现了 蓝移。适宜的前驱物的pH值为9,11。水热温度越高，粒子运动速率越快， 晶 格空隙越开放，Ni2+替代Zn2+形成固溶体的数目增多。柠檬酸辅助水热合成Ni 掺杂ZnO也有明显作用。柠檬酸:Zn2+ 1时辅助水热时，生成的样品结晶度下 降，红外吸收性能最好，在992(17emJ 10(089m 处的吸收率达到85(3,，(其 红外激光的良好前景。 关键词:氧化锌掺杂水热法红外吸收 摘要 ABSTRACT Inorder the stealthmaterialswimselective at to absorption studycomposite were the 1 materialswith sol-gelmethod， 0(69m，ZnO Ni-dopedpreparedby combustionmethodand infraredtransmission hydrothermalsynthesis(Their spectra weredeterminedFT-IR(Andtheir andSOonwere by s扛uc饥lre，particlesize，feature wasfocusedonthe characterizedwith andEDS(Theattention XRD，SEM，TEM and conditionon effectsofthecontentof methods Ni―doped，preparationpreparation itscharacteristicsofinfrared spectroscopy( onthecontentof withdifferent Theresultsshowedthata greatimpact Ni-doped methods(NiOwas outatthe contentof preparation separated doping 2, m01,，the ZnOWas same ZnOWas below whenNi-doped preparedbysol-gel(WhileNi―doped atthe contentof1,( combustionmethod(NiOwas out doping preparedby separated ofNiOWasnot WhenitWas diffraction method，the preparedbyhydrothermal peak inXRDif contentWas with and observedeventhe combustion， 2,(Comparedsol―gel the hada samplespreparedbyhydrothermalhighersolubility,equallierdoped， smaller heat defectsand stress，fewer crystal( higher ontheinfrared of The methodsalsohada great Spectrum preparation impact bandsof ZnO with Ni―dopedpreparedby samples(ComparedpureZnO，absorption andcombustionwidthwiththeincreaseofthe dopingcontent， when sol-gel appeared new band ZnOWas Ni―doped preparedbyhydrothermalsynthesis，aabsorption withtheincreaseof near91 the bandbecame 0cm,，and stronger appeared absorption Was whileNi2+ content(ItbethatZnOlattice symmetrydamaged doping might androtationallevels newvibration Zn+，a energyappeared( replacing Therewere onthes缸uctl】reandinfrared with significantimpacts spectral moreNi2+Was different conditions(The value，the actually preparation greaterpH moredefectsoccurredinthe ablueshift intotheZnO lattice，then lattice，the getting bandwasobserved(Suitablevalueoftheforerunnerwas9,11( of pH absorption Becausethe movedfasteraswater thereweremore temperaturegrew,SO open particle II 硕士学位论文 in voidsthe more Zn2+insolidsolution(Citricacidis lattice,andNi2+replaced in Citric of helpfulhydrothermalsynthesisobviously(When acid:zd+ l， thedegree the crystallinity ofinfrared Wasthebest(The decreased，and properties absorption at the992(1 1 85(3, and80(1, absorption 7cm。1 1O(08p,m and0(6pm 943cm。 Was showedthat ZnO citricacid respectively(It assisted Ni―doped preparedby had ofselective at1 hydrothermalsynthesisgood prospects absorption0(6tma infrared1aser( wavelength KEYWORDS:Zinc oxide;Doping;Hydrothermalmethod;Infrared absorption III 硕士学位论文 目 录 摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„I ABSTRACT„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„一II 第1章绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 1(1 前 言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ „„„„l 1(2红外吸收纳米材 料„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 1(2(1 纳米材料的光学性质及其红外吸收机制„„„„„„„„„„3 1(2(2纳米材料的红外吸波特点„„„„„„„„„„„„„„„„6 1(2(3 红外吸收纳米材料的研究现状„„„„„„„„„„„„„„7 1(3纳米ZnO的制备和应用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 一9 1(3(1 ZnO的晶体结 构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 1(3(2 O ZnO的特性„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„((1 1(3(3 ZnO的掺杂„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„lO 1 1(3(4纳米ZnO的合成方法„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1 5 1(3(5纳米氧化锌的应用„„„„„„„„„„„„„„„„„„((1 7 1(4本课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 研究目的及研究内 容„„„„„„„„„„„„„„„„„(1 第2章溶胶一凝胶法制备Ni掺杂ZnO„„„„„„„„„„„19 9 2(1 实验所用主要试剂及仪 器„„„„„„„„„„„„„„„„„„((1 2(2实验方 法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(20 2(2(1溶胶(凝胶法制备ZnO工艺流程„„„„„„„„„„„„„20 2(2(2溶胶(凝胶法制备Ni掺杂ZnO的工艺流程„„„„„„„„(20 2(2(3样品表征„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„((21 2(3实验结果与讨 论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(23 2(3(I样品的TG 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„((23 2(3(2XRD和SEM结果与讨论„„„„„„„„„„„„„„„((23 2(3(3 红外光谱分 析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„((26 目 录 2(4本章小 结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(27 第3章燃烧法制备Ni掺杂ZnO„„„„„„„„„„„„„(28 3(1 实验所用主要试剂及仪 器„„„„„„„„„„„„„„„„„„(28 3(2实验方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„28 3(2(1燃烧法制备ZnO工艺流程„„„„„„„„„„„„„„„ 28 3(2(2燃烧法制备Ni掺杂ZnO的工艺流 程„„„„„„„„„„((29 3(3 实验结果与讨 论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(30 3(3(1柠檬酸用量对产物的影响„„„„„„„„„„„„„„„((30 3(3(2 1 XRD和SEM实验结果与讨 论„„„„„„„„„„„„„((3 3(3(3红外光谱分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„一34 3(4本章小 结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(35 第4章水热法制备Ni掺杂ZnO„„„„„„„„„„„„„36 4(1 实验所用主要试剂及仪 器„„„„„„„„„„„„„„„„„„(36 4(2实验方 法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(37 4(3实验结果与讨 论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(38 4(3(1不同掺杂量的影响„„„„„„„„„„„„„„„„„„((38 4(3(2不同的OH’源的影 响„„„„„„„„„„„„„„„„„((42 4(3(3不同pH值的影响„„„„„„„„„„„„„„„„„„„43 4(3(4不同的水热温度的影 响„„„„„„„„„„„„„„„„((46 4(3(5掺入改性 剂„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„((47 4(4本章小 结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„((50 第5章结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(52 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(54 攻读硕士学位期间发表的论文„„„„„„„„„„„„„„„59 致 谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(60 2 硕士学位论文 第1章绪论 1(1前言 激光作为一种主动探测信号有许多优点，它具有亮度高、方向性好、单色性 好、相干性好等优点。因此，近年来随着激光技术的发展，激光测距机、激光制 导武器、激光雷达等已研制成功并装备部队。 激光隐身的原理主要是基于激光测距机的测距方程。由脉冲激光测距机的测 距方程可知，对于漫反射大目标，激光测距机的最大测程与目标反射率的二分之 对于漫反射小目标，激光测距机的最大测程与目标反射率的一次方成正比; 四分 之一次方成正比。因此要实现激光隐身，必须减少目标对激光的反射信号，使目 标具有低可探测性。 通常使用的激光隐身技术的手段有两种:隐身外形技术和隐身材料技术。外 形技术主要是通过改变目标的几何外形，以减少其激光散射截面。材料技术主要 通过激光隐身材料的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 及制备方法，设计出高吸收、低反射的材料体系，并制 各出吸收性能好的隐身材料[1’21。 激光是目前军事上应用最广泛、最成熟的激光，但是它与近红外隐身存在很大的 矛盾。因为激光隐身要求目标具有低的反射率，并且要求至少低于一般目标反射 率一个数量级，而近红外隐身要求目标与背景的反射特性一致，因此1(061am激 光与近红外存在隐身兼容的矛盾。10(6“m激光是继1(06pm激光后第二应用广泛 的激光波长，其与8,141(tm热红外隐身同样存在着矛盾。目前对于红外与激光 隐身之间矛盾的解决方法有以下几种: 1 根据基耳霍夫定律，物体在热平衡状态时有:a Z，T a z，T ，即物 体的发射率等于吸收率。对于不透明的涂料，根据能量守衡定律: a Z，T +p0,，T 1 1-2 即:v z，T +, 九，T l 如果一种材料的辐射性能满足平衡态辐射理论，则它不可能同时具有红外和 激光复合隐身的性能。 第1章绪论 南京理工大学的周建勋等提出了非平衡态辐射的理论，在材料的光谱反 射率 参数p Z，T j3I入时间参数，利用材料的非平衡辐射性能可以获得红外低发射率 和低瞬态红外激光反射率材料，满足红外与激光复合隐身的要求【31。 2 利用激光隐身要求的是平均低反射率以及红外隐身要求的是低、中、 将高发射率的激光隐身涂料作为红外隐身涂高发射率组成红外迷彩的问题， 料的 组成部分，通过综合设计实验二者的隐身兼容【4】。 3 “光谱挖孔”。指某些晶体材料由于强弱振子介电耦合原因能在某一波 长如10(61(tm处具有强吸收性能，而在其它波段反射率比较高，从光谱曲线上看， 就像在某一波长处挖了一个孔，利用这类选择性红外吸收材料实现1 0(69m激光 隐身与8"---"149m波段热红外隐身的兼容‘4’5】。 激光隐身涂层中必须含高效的红外激光吸收剂作为填料。考虑到激光隐身还 必须兼顾红外隐身，必须使用选择性红外吸收剂，即在1(06I-tm或10(61(tm左右 具有很高的吸收率，而在其它波段特别在中远红外波段仍然具有较低的吸收率 很高的反射率 ，才有可能达到激光隐身和红外隐身双重目的。一些过渡金属氧 化物或无机矿物在1(069m或10(69m附近具有较强的吸收带，可以作为红外激 光吸收剂。 1(2红外吸收纳米材料 红外吸波材料是指对红外光区某一频段或某几个频段具有较强吸收的特殊 功能材料。吸波材料是能吸收投射到它表面的电磁波能量，并通过材料的介质损 耗将电磁波能量转换成为其他形式的能量 如机械能、电能和热能等 而消耗掉的 一类材料。 吸波材料作为一种新型的功能材料，己越来越受到人们的重视，吸波材料不 仅在军事方面有着广泛的应用，而且在民用方面也有着极其广泛的应用前景。近 年来，随着微波技术的飞速发展，对吸波材料的性能要求也越来越高。吸波材料 的研究热点主要集中在如何获取更优的吸波特性方面。一般传统的吸波材料难以 因此必须借助新材料和新工艺来解决这一问题。吸波材料既可以满足需要， 是单 一的粉体、薄膜，也可以是由两种或者两种以上的材料复合而成。 红外吸波材料在现代隐身技术、节能、绝热等领域具有重要的地位。在红外 隐身技术中，红外吸波材料主要用于吸收目标的红外辐射;并且在制作军用战服 ’ 硕士学位论文 时，被用作填料填入到服装纤维中，用于对人体红外辐射的吸收，以达到红外隐 身的效果。除了在隐身技术中的应用外，红外吸波材料在能源节制、绝热、保暖 等方面具有重要的实用价值【61。对红外吸波材料的研究，无疑将会以隐身技术的 发展为中心，向社会经济生活的各方面渗透。而纳米材料的出现，大大推进了红 外吸波材料的发展，向我们展示了红外吸波材料更广阔的前景。材料的超细化， 是材料发展的热点趋势之一。随着近年来对纳米材料研究的不断深入，特别是发 现纳米吸波材料具有良好的吸波性能的同时，兼备了质量轻、宽频带、兼容性好 及厚度薄等特点，引起各国研究人员的极大兴趣，都把纳米材料作为新一代吸波 材料加以研究和探索。 纳米技术给人们带来了无限的遐想，媒体炒作更是令人感到也许明天我们就 能享受到纳米技术带来的神奇，但就目前的技术水平而言还难以大规模地应用 【_71。在国内一些有关出版物中，将纳米科技理解为在纳米的尺寸范围内认识和改 造世界，通过直接操纵和安排原子创造新的物质。而在美国关于纳米科技的报告 中，将纳米技术定义为在纳米尺寸范围内创造有用的材料、器件和系统，以及开 发和利用新的现象和性能的技术。 1(2(1 纳米材料的光学性质及其红外吸收机制 1(2(1(1纳米材料的光学性质 纳米材料具有许多同样材质的传统宏观材料所不具备的新的光学特性。主要 表现在光学吸收性、光谱迁移性、光学发光性和光学催化性。其中，我们主要研 究的是纳米材料不同于传统宏观材料的光学吸收特性。光学吸收性主要表现在纳 米材料对光的不透射性和不反射性。在外观上，对金属纳米材料而言，粒度较大 时，纳米材料的颜色较灰或浅黑;随着粒度减小，均趋向黑色。纳米材料度越小， 黑色程度越大。 吸收光谱是指光子与原子或分子作用后，原子或分子从基态跃迁至激发态， 选择性吸收某些频率的能量后所给出的光谱。通过对纳米材料红外光吸收的研究 发现，与常规材料相比，出现了一些新的现象。首先，随着纳米材料尺寸的减少， 红外吸收带趋于宽化。这是因为随着粒径减小，纳米材料的比表面积增大，表面 原子所占比例增大，界面原子与内部原子的差异导致了红外吸收带的宽化。其次， 纳米材料吸收值与常规材料相比发生蓝移，颗粒尺寸越小，吸收波长越短。由于 气 第1章绪论 纳米材料的表面存在大量的断键，产生的离域电子在表面和体相之间重新分配， 使该区域的力常数增大，键的强度增大，从而导致红外区的吸收频率上升，红外 吸收带发生蓝移。再次，与常规材料相比，有些纳米体系会出现一些新的吸收谱 带。如纳米ATO，在波长范围有六个吸收带，与大块的晶体有很大差别。纳米 当半导体纳米材料半径小于或等材料的这种特性一方面归因于小尺寸效应， 于激 子半径时，会出现激子光吸收带;另一方面由界面效应引起，由于表面原子增多， 使得界面存在大量的缺陷，有可能形成一些高浓度的色心，使纳米材料呈现新的 ( 吸收谱带。 关于纳米材料红外吸收谱的特征及蓝移和宽化现象已有一些初步的解 释，概 括起来有以下几点: 1 小尺寸效应和量子尺寸效应导致蓝移 这种看法主要是建立在键的振动基础上。由于纳米材料颗粒组元尺寸很小， 表面张力较大，颗粒内部发生畸变使键长变短，使纳米材料平均键长变短。这就 导致了键振动频率升高，引起蓝移。另一种看法是量子尺寸效应导致能级间距加 宽，利用这一观点也能解释同样的吸收带在纳米态下较之常规材料出现在更高波 数范围。 2 晶场效应 对纳米材料随热处理温度的升高红外吸收带出现蓝移现象主要归结于晶场 增强的影响。这是因为在退火过程中纳米材料的结构会发生下面一些变化，一是 有序度增强，二是可能发生由低对称到高对称相的转变，总的趋势是晶场增强， 激发态和基态能级之间的间距也会增大，这就导致同样吸收带在强晶场下出现蓝 移。 3 尺寸分布效应 对纳米材料要求颗粒均匀、粒径分布窄，但实际上很难做到粒径完全一致。 由于颗粒大小有一个分布，使得各个颗粒表面张力有差别，晶格畸变程度不同， 因此，使得纳米材料键长有一个分布，这是引起红外吸收带宽化的原因之一。 4 界面效应 纳米材料界面体积百分数占有相当大的权重，界面中存在空洞等缺陷，原子 配位数不足，失配键较多，这就使界面上的键长与颗粒内的键长有差别‘81。就界 4 硕士学位论文 面本身来说，数量庞大的界面的结构并不是完全一样的，它们在能量上、缺陷密 度上、原子排列上存在差异，这也导致界面上的键长有一个很宽的分布，这些因 素都可能引起纳米材料红外吸收带的宽化。当然，纳米材料红外吸收特性研究表 明纳米材料红外吸收带的蓝移和宽化现象不能孤立地仅仅引用上述看法的个别 要综合地进行考虑。总之，纳米材料红外吸收的微观机制研究还有待观点， 深入， 实验现象也尚须进一步系统化。 1(2(1(2纳米材料的红外吸收机制 当颗粒尺寸小到纳米数量级时，由于小尺寸效应、表面效应的存在， 会产生 红外吸收或辐射的频移，红外吸收带峰形改变，产生较宽较强的吸收。纳米 材料 的红外吸收机制目前尚不十分清楚，一般认为有如下几种。 1 基于小尺寸效应的吸收机制 100 80 60 40 20 摹,sgo葛DQ盘Jn? 0 10 20 30 40 50 Size,nm 图1-1微粒表面原子数与粒径的关系 Therelationoftheamountofsurfaceatomsand size Fig(1-1 particle 从图1(1可以看出，粒径在10nm以下，将迅速增加表面原子的比例。 当粒 径降到lnm时，表面原子数比例达到约90,以上，原子几乎全部集中到纳 米材 料的表面。由于纳米材料表面原子数增多，表面原子配位数不足和高的表面 能， 这就导致结合键键长、键角的使这些原子易与其它原子相结合而稳定下来， 改变。 对于双原子分子，振(转能级发生跃迁时，对于发生偶极矩变化的分子伴随 着红 外光的吸收或辐射。简单地说，由于小尺寸效应，表面分子可在线性和非线性两 种结构之间转变，即键长、键角的改变，必然导致键力常数和分子转动惯量的改 变，从而使红外吸收发生一定的频移，结果展宽了吸收带。 第1章绪论 2 基于散射的吸收机制 图1(2表明，当红外光入射到纳米颗粒的表面时，一部分由于分子的振(转 能级的跃迁吸收而衰弱，另一部分散射后又与其它颗粒进行作用，光在颗粒间产 生多次散射而强度衰弱。 11 I， ―――――――――――? ―――――? 图1-2红外光在纳米颗粒中的散射示意图 infrared inthe Pictureof Fig(1-2 lightscatteringNano―particles 3 基于界面效应的吸收机制 纳米材料界面体积百分数占有相当大的权重，界面中存在空洞等缺陷，原子 配位数不足，失配键较多，这就使界面内的键长与颗粒内的键长有差别。而界面 结构在能量上、缺陷的密度、原子的排列上存在差异，这也导致界面中的键长有 很宽的分布，引起纳米材料的红外吸收带的宽化。 1(2(2纳米材料的红外吸波特点 纳米材料的一个重要的标志是颗粒尺寸与物理特征量相差不多，例如， 当纳 米材料的粒径与超导相干波长、玻尔半径以及电子的德布罗意波长相当时，小颗 粒的量子尺寸效应十分显著。与此同时，大的比表面使处于表面态的原子、电子 电子的行为有很大的差别，这种表面效应和量子与处于小颗粒内部的原子、 尺寸 效应对纳米材料的红外光学特性有很大的影响。 纳米材料具有同样材质的宏观大块物体不具备的红外吸波特点，主要表现为 如下两个方面: 1 宽频段强吸收 红外吸收谱研究表明，随着粒径减小，纳米材料的比表面积增大，表面原子 所占比例增大，由于界面原子与内层原子的差异导致了红外吸收带的宽化。 纳米Si3N4、SiC及A1203粉体对红外有一个宽频带强吸收【9~11】，这是由于纳 6 硕士学位论文 米材料很大的比表面积导致了平均配位数下降，从而存在一个较宽的键振动模的 在红外光场作用下，它们对红外吸收的频率也就存在一个较宽的分布，分布。 从 而导致了纳米材料红外吸收带的宽化。 2 纳米材料的“蓝移”现象 由于纳米材料的表面存在大量断键，产生的离域电子在表面和体相之间重新 分配，使该区域的力常数增大，键的强度增大，从而导致红外区的吸收频率上升， 红外吸收带发生蓝移。 与大块材料相比，纳米材料的吸收带普遍存在“蓝移”现象，即吸收带向短 波方向移动，例如，纳米SiC颗粒和大块SiC固体的峰值红外吸收波数分别是 纳米氮化硅颗粒的红外吸收波数比大块固体蓝移了53cm,。 1(2(3 红外吸收纳米材料的研究现状 1(2(3(1红外吸收纳米材料的基础研究 在红外吸收材料的研究和开发中，纳米材料的研制无疑是一个新的热点。各 个国家相继投入大量人力、物力开展了大量的相关工作。随着纳米技术的进步和 完善，许多研究者对纳米氧化物的红外吸收特性展开了研究。 许多纳米氧化物，例女1]A1203、Si02、NiO等对红外光有选择性的吸 收。在对 纳米A1203红外吸收研究中发现，纳米A1203对红外具有良好的吸收特性，尤其是 在远红外波段表现出很宽的吸收带，1，型纳米氧化铝的红外透过率小于0【型，即丫 型纳米氧化铝对红外的消光作用好于0【型。纳米氧化铝的比表面积越大，红外光 的平均透过率越小。经过改性处理的纳米氧化铝在远红外波段红外消光作用得到 显著增强。北京化工大学的张彦奇、华幼卿‘121采用熔融共混法制备了线性低密度 聚乙烯,纳米Si02复合材料并吹制成膜，该复合材料薄膜对7,119m波段的长波红 外线和300nm以下的紫外光具有很好的吸收性能。薛峰、强春媚等【131通过均匀沉 淀法将NiO复合于玻璃微球表面，制备的纳米NiO,玻璃微球复合粒子在近红外和 远红外波段都表现出良好的红外吸收特性。 萄清泉等‘141从理论上阐明了金属原子团簇具有吸光特性，并计算了碱金属原 子团簇的电子能谱和吸收光谱，研究指出过渡金属原子团簇的比重较大，但能级 7 第1章绪论 密度大，吸波能力强。超细颗粒的铁粉和镍粉，若其中包含了纳米级到微米级的 团簇，则红外与微波的吸收能力都比较强，不失为好的红外与微波兼容的吸收材 料。赖晓霞、宋定熙等‘151报道了由nill级和“m级粒度的铁原子团簇，对近红外 激光 波长1(06肛m 和中红外激光 波长10(69m 吸收特性的实验研究。结果表明， nIn级粒度的铁原子团簇的红外吸收特性不仅优于lzm级铁微粒，而且优于石墨 和炭黑。 1(2(3(2红外吸收纳米材料的应用研究 纳米红外吸收材料在军事上有重要的应用前景，一些经济比较发达的国家已 这种纤维对人体释放经开始用具有红外吸收功能的纤维制成军服装备部队， 的红 外线有很好的屏蔽作用。众所周知，人体释放的红外线大致在4",161zm中远红外 波段，如果不对这个频段的红外线进行屏蔽，很容易被灵敏的探测器发现。从这 种意义上讲，研制这种红外吸收材料是必要的。而纳米材料质量小，在应用上具 有优越性。某些纳米材料具有很强的吸收中远红外的特性，例如:纳米舢203、 纳米Ti02、纳米Si02和纳米Fe203的复合粉就具有这样的功能【16】。 目前隐身材料应用虽在很多都有广阔的应用前景，但当前真正发挥作用的隐 身材料大多使用在航空航天及与军事有密切关系的部件上。有几种纳米材料很可 能在隐身材料上发挥作用，例如纳米A1203、纳米Ti02、纳米Si02的复合粉体与 高分子纤维结合对中远红外波段有很强的吸收性能，这种复合体对这个波段的红 外探测器有很好的屏蔽作用【17】。纳米磁性材料，特别是将类似铁氧体的纳米磁性 材料引入涂料中，既有优良的吸波性能，又有良好的吸收和耗散红外线的性能， 加之密度小，在隐身方面的应用有其明显的优越性。另外，纳米级的硼化物、碳 91 。 化物，包括纳米纤维及纳米碳管等，在隐身材料方面的应用也将大有作为 【18’1 随着纳米技术的进步和完善，许多研究者对纳米氧化物的红外吸收特性展开了研 究。 纳米复合材料用于制造隐身材料将在隐身技术中占有重要的地位。例如美国 17型飞机蒙皮上的隐身材料就含有多种超微粒子，它们对不同波段的电F1 磁波 有强烈的吸收能力。超微粒子，特别是纳米材料对红外和电磁波有强烈的吸收能 力，主要有两方面的原因:一方面由于纳米材料尺寸远小于红外及雷达波波长， 因此纳米材料材料对这种波的透过率比常规材料要强得多，这就大大减少波的反 硕士学位论文 射率，使得红外探测器和雷达接受到的反射信号变得很微弱，从而达到隐 身的作 用。另一方面，纳米材料材料的比表面积比常规材料大3,4个数量级，对红外 光和电磁波的吸收率也比常规材料大得多，这就使得红外探测器及雷达得到的反 射信号强度大大降低，因此很难发现被探测目标，起到了隐身作用。隐身 材料虽 在很多方面都有广阔的应用前景，但当前真正发挥作用的隐身材料大多使用在航 空航天与军事有密切关系的部件上。特别是由轻元素组成的纳米材料在航空隐身 材料方面应用十分广泛。 1(3纳米ZnO的制备和应用 1(3(1 ZnO的晶体结构 群? 。。I((篓鸶黔二纛 ,:j 图卜3纤锌矿ZnO晶体结构示意图 The ofZnO structure Fig(1―3 crystal picture ZnO是II(VI族二元化合物半导体材料，晶体结构可以分为纤锌矿 B4 、闪 锌矿 B3 和岩盐结构 B1 。纤锌矿结构如图1(3所示，它是由两种原子各自组成 六方排列的双原子层堆积而成，但只有两种类型的六方原子层，每个锌原子与四 个氧原子按四面体排布，但只占其中一半的四面体空隙，氧原子的排列情况与锌 原子相同。这种四面体配位结构是典型的sp3轨道杂化，这种结构的半导体材料 还具有离子性，它的离子性介于离子性和共价性半导体之间。一般情况下，ZnO 的纤锌矿结构热动力相比较稳定，而闪锌矿结构的ZnO在立方衬底上时常得到， 。正如其他的II(VI二元化在相对高的压强时，容易得到岩盐结构的ZnO 合物半 导体一样，在外界静力压强条件适当的时候，ZnO也可以发生相的转变，纤锌矿 相向岩盐结构相转变。原因可能是由于晶格尺度的减小引起了离子间的库仑相互 9 第1章绪论 作用促使离子性强于共价性。 1(3(2 ZnO的特性 由于ZnO具有纤锌矿晶体结构，因而具有许多独特的性质。 1 电学特性 理想化学配比的ZnO由于带隙较宽，是绝缘体，但是由于ZnO晶格的开放 性结构，且Zn2+的离子半径较小，很容易进入间隙位，加上晶格中天然存在的氧 空位，因而难以达到完美的化学计量比，常常存在氧空位、锌填隙等施主缺陷， 使之成为极性半导体。在ZnO晶体的空位形成过程中，由于形成氧空位所需的 能量比形成锌空位所需的能量小，因此，在室温下ZnO材料通常是氧空位，而 不是锌空位。而氧空位产生了2价施主。同时根据白补偿原理，氧空位的浓度和 氧填隙的浓度之积是常数，当氧空位的浓度很大时，氧填隙的浓度很小。锌空位 的浓度较小，而锌填隙的浓度则较大。因此，当在ZnO的晶体中氧空位占主导 时，表现出N型导电。 2 光学特性 ZnO的发光性质及其跃迁过程对未来制备ZnO基光电子器件是非常重要的。 研究光跃迁过程的实验主要有吸收光谱、透射光谱、光致发光、阴极射线发光等。 由于ZnO的禁带宽度室温下为3(37eV，可见光照射不能产生激发，对可见光是 透明的。当用能量大于光学带隙的光子照射ZnO时，产生强烈的吸收;当光子 能量小于带隙时，光子被透过，因此产生明显的吸收边。ZnO的透过率和吸收率， 在400",800nm之间透过率一般在80,以上，对于紫外光，ZnO强烈吸收，属于 本征吸收。 1(3(3 ZnO的掺杂 对于纳米尺度的材料而言，杂质对其性能的影响比块体材料更为显著。通过 对纳米结构ZnO进行掺杂改性，可以充分发挥其形貌、能级和功能特性的综合 效应。掺杂对纳米ZnO的结构形貌、光致发光、场发射特性和磁性等有显著的 影响。 目前所采用的掺杂离子的方法主要分为气相生长法和液相生长法。气相生长 法包括热蒸发、化学气相沉积、分子束外延、脉冲激光沉积、金属有机物化 学沉 10 硕士学位论文 积等;液相生长法包括电化学法、溶胶凝胶法、金属有机化合物水热反应法等。 为了改善ZnO纳米材料的性能，通常采用第1II、?和V族元素如A1、 Ga、 h1、Sn及Sb等进行掺杂。一些实验报道对掺杂Mn、Co的ZnO进行了详细的研 究[20’21】，但是对掺杂Ni的ZnO材料的报道较少，只有少数的研究小组开展了 并研究了样品的结构、光学和磁学性质;韦志仁‘261等采用水热法在430。C下合成 了Ni掺杂ZnO的微米级晶体。苗鸿雁‘271等采用水热法合成了Ni掺杂ZnO晶体， 并研究了不同掺杂量对水热合成粉体的影响。 1(3(4纳米ZnO的合成方法 近几年来，国内外科研人员对纳米氧化锌的研究做了很多的工作，相关报道 也较多，人们采用各种方法制备出ZnO晶体、薄膜、粉末等不同形态的材料， 并对其进行了比较详细的研究。 1(3(4(1 固相法 固相法也称为固相化学反应法，是近几年来刚发展起来的一种价廉而且简易 的全新制备方法。 固相法制备纳米氧化锌一般是以草酸与醋酸锌经过固相研磨反应生成草酸 。C马弗炉中灼烧，使之完全分解，得到锌前躯体，将反应前躯体置于460 平均粒 径为20nm的氧化锌【28】。 牛新书‘291等以六水合硝酸锌和碳酸氢铵为原料采用室温固相法制备前躯体 碱式碳酸锌，然后再马弗炉中于600。C煅烧，得到粒径20,、,50nm的ZnO纳米粉 体。 固相法克服了传统湿法存在微粒团聚现象的特点，具有无需溶剂、产率高、 反应条件容易掌握的优点，但是反应过程往往进行不完全，或者过程中可能出现 液化现象。 1(3(4(2直接沉淀法 直接沉淀法是使溶液中的某种金属阳离子与沉淀剂直接发生化学反应形成 第1章绪论 沉淀物。其沉淀剂不同反应机理不同，得到的沉淀物不同。制备纳米氧化锌的常 艺流程简图如下: 水 I((((((，，(((((，(、，((，(，(J 直接沉淀法得到的产物纯度较高，其工艺简单，操作方便，对设备、技术要 求不太高，有较好的化学计量性，生产成本较低，易于放大进行工业化生产。不 足之处是:粒径分布较宽，分散性较差，有团聚，且洗除原溶液中的阴离子较繁 杰?【30,32】 ,0、 O 1(3(4(3均匀沉淀法 均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢、均 匀地 释放出来，所加入的沉淀剂并不直接与被沉淀组分发生反应，而是通过化学反应 让沉淀剂在整个溶液中均匀、缓慢地析出，让沉淀物均匀生成。目前，制备纳米 以尿素为例 为: 理 CO NH2 2+3H20 C021"+2NH3‘H20 Zn2++2NH3-H20 Zn OH 2上+2NH4+ Zn OH 2 ZnO s +H201" 1―3 该法得到的沉淀物颗粒均匀而致密，便于洗涤、过滤，得到的终产物组成均 匀，粒子粒径分布窄，分散性好，其工业放大看好。其缺点是:阴离子洗涤较复 杂，有团聚现象出现[33,34]。 1(3(4(4溶胶一凝胶法 溶胶(凝胶法是制备纳米材料的湿化学方法中较为重要的,种，近年来被广 泛采用‘351。溶胶一凝胶法是制备纳米材料的较早方法之一。它主要包括三个过程: 第一，在溶液里混合各种所需组分，这种多组分溶液是一种离子或分子的混合， 成的粉体具有高度的均匀性。第二，调节溶液中OH‘、H+和其它以保证合 离子或 分子的活性，使溶液形成溶胶。第三，在保证凝胶化学均匀性的前提下使溶胶凝 胶化。第三个过程的四个主要参数是溶液的pH值、溶液的浓度、反应温度和时 硕士学位论文 间。在溶胶凝胶化之后还需要脱水和烧结形成千凝胶，成为可烧结的复合粉体。 烧结的方式和温度随物料的不同也有差异，近年来也有用微波加热代替常规 加 热，在较低的温度和极短时间内合成粒度小，纯度高的纳米粉体。 其最基本的反应是: -M―O-M一+ROH 1―4 溶胶(凝胶法是以无机盐或金属醇盐为前驱物，经水解缩聚过程逐渐胶凝化， 然后作相应的后处理而得到所需的超微粉体。 Hohen【361等利用醋酸锌为原料，在有机介质中进行水解、缩聚反应，使溶液 经溶胶、凝胶化过程得到凝胶，凝胶经过干燥、煅烧成粉体。控制溶胶(凝胶化 过程中溶液的pH值、溶液的浓度、反应的温度和时间等四个因素，制备出的ZnO 粒径为100nm左右。刘素琴【371等采用氢氧化锌为前驱物制备氧化锌时发现，pH 值太高或太低会使氢氧化锌溶解，而使氧化锌的产率降低，pH 7(5时产率最高。 而在反应物浓度较低或较高时，溶胶呈稳定状态，在低浓度时，胶核成核速度核 生长速度都较低，易呈溶胶;浓度较大时，胶核生长速度大于成核速度，易形成 大颗粒沉淀;在浓度很大时，胶核大量生成，成核速度大于生长速度，成为胶体， 因此应该选择较高浓度 0(5mol,L Zn2+溶液参与反应。 溶胶(凝胶法的优点是:可在低温条件下制备纯度高、分散性好、粒径分布 均匀、化学活性好的纳米ZnO材料，其副反应少，工艺操作简单，易于控制， 不需要贵重的设备，有工业化生产的潜力。但原料成本高，在高温下热处理时有 团聚现象。 1(3(4(5微乳液法 近年来，用W,O型微乳液法制备超细粉体的方法逐渐发展。微乳液法制备 技术关键是制备出微观尺寸均匀、可控、稳定的微乳液。这种方法具有装置简单， 易于操作，粒子均匀可控等诸多优点，引起了众多研究人士的广泛兴趣。 周富荣‘3翻等以CTAB,煤油,正辛醇,氨水反胶束微乳液体系，采用双微乳液混 合法制备了纳米ZnO，考察了CTAB和反应物浓度对ZnO粒径的影响，结果表 明，所得纳米ZnO为球形六方晶体，粒径为20",70nm，且分散性较好。 第1章绪论 牛新书[39】等通过一种新型W,O微乳液体系制备了纳米ZnO粉体。研究表明 用该法制备的颗粒粒径较小，平均粒径在20nm左右且分散均匀，性能良好。 1(3(4(6水热法 水热 hydrothermal 词起源于地质学。所谓水热制备技术或水热法， 可简单地描述为使用特殊设计的装置，人为地创造一个高温高压环境，使 得通常难溶或不溶的物质溶解或重新结晶。 由于水热环境的特殊性，水热法制备纳米材料具有以下特点:第一，水热条 件可以使反应物反应性能改变、活性提高，因此，水热条件可使离子问复杂的反 应加速、水解反应加剧、反应物的氧化还原电位发生明显变化等。第二，水热法 所用的设备相对简单，它无需真空系统和特殊的加热系统，这样大大降低了成本 和操作的复杂性。第三，水热法的低温、等压、溶液条件，有利于生长极少缺陷、 取向好的完美晶体，且合成产物结晶度高、分散性好，产物粒度易控制。第四， 可通过控制反应条件如溶液组分、温度、压力、矿化剂、pH值等参数而形成合 适的氧化还原环境，使在水热条件下中间态、介稳态以及特殊物相易于生成，因 此，水热法能合成一系列特种介稳结构、特种凝聚态的新产物。 水热技术是合成纳米材料的一种简单有效的方法。在水热过程中添加不同的 表面活性剂可以合成不同形貌的纳米氧化锌。Hou等人‘401用十六烷基三甲基溴化 铵 CTAB 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。靳福江 【4l】等采用水热法在玻璃基底上制备出ZnO纳米棒，ZnO纳米棒呈现六方纤锌矿 结构，具有沿 002 晶面择优生长特征。 Elkhidir Ali 成Zn OH 2沉淀。用蒸馏水洗涤后将Zn OH 2溶于水中，将此溶液与聚乙烯 基吡 咯烷酮溶液混合、加压，持续8h加热至160?，洗涤、干燥得平均粒径为 30nm Tetsuo 的ZnO粉体。 序成功地制备出不同形态的纤维锌矿纳米ZnO。当把NaOH溶液逐滴加入到 ZnS04溶液时得到的是椭圆体的纳米ZnO。 1(3(4(7燃烧法 燃烧法制备粉体的络合剂、燃烧剂通常为柠檬酸 C6H807 、甘氨酸 14 硕士学位论文 作为燃烧剂的自蔓延燃烧法制备过程如下: 以金属硝酸盐、柠檬酸为原料，按照一定配比溶于去离子水形成均匀的溶液。 在一定温度和pH值下，利用柠檬酸的羧基基团对铵离子的稳定作用，再通过N 原子给出电子形成电子对，与金属离子进行络合形成柠檬酸络合盐。经脱水、干 将其移入一定温度的恒温烘箱中或者在空气中点燃。干燥成蜂窝状干凝胶。 凝胶 自一处发火剧烈燃烧并平稳向前推进直至生成蓬松的粉末。 柠檬酸盐中的羰基官能团和N03离子在干凝胶燃烧过程中发生了反应。这 里N03-离子具有氧化性作为氧化剂，羰基官能团作为还原剂。两者之间在一定 温度下发生的氧化还原反应放出大量热，促使反应的继续进行，最终合成具有一 定晶相的超细粉体。 燃烧法是以溶胶(凝胶法为基础，兼顾了高温自蔓延燃烧法的特点，具有低 成本、工艺简单、能精确控制化学反应计量比和反应条件、合成粉料粒度超细等 诸多优点，已经在纳米材料、低温共烧材料的合成与制备等方面表现出了其他方 但是，由于凝胶不完全燃烧而放出的NOx，会对环境造法无可比拟的优势。 成污 染。随着人们对燃烧法反应机理研究的不断深入，越来越多的科研人员已经开始 关注并利用和改进这种新的化学合成方法。 1(3(5纳米氧化锌的应用 氧化锌是用途十分广泛的功能材料，大量用于电子、涂料、催化等重要工业 技术领域。此类材料应用的基础在于它们的光谱特性和能带特性。而当其尺寸达 到纳米数量级时，与普通氧化锌相比，展现出许多优异的、特殊的性质，这赋予 了氧化锌更强的性能和更多的用途。 1 紫外线屏蔽剂 纳米ZnO在阳光下尤其是紫外光照射下，能自行分解出自由移动的带负电 的电子，同时留下带正电的空穴，这种空穴可激活空气中的氧变成活性氧，具有 极强的化学活性，能与多种有机物发生氧化反应，杀死一些病毒和病菌。 在日用化妆品中添加纳米ZnO有很好的护肤美容作用。日本现在已开发出 了化妆品用树脂包覆薄片状的ZnO紫外线屏蔽剂、树脂包覆单分散20nm的超细 ZnO紫外线屏蔽剂等产品。该产品要求有较好的分散性，目前大多采用表面包覆 有机膜的方法解决。 1 S 第1章绪论 2 用于催化剂和光催化剂 由于气体通过纳米材料的扩散速率为通过其他材料的上千倍，因此纳米颗粒 是极好的催化剂。纳米ZnO由于尺寸小、比表面积大、表面的键态与颗粒内部 的不同、表面原子配位不全等因素，导致表面的活性位置增多，形成了凸凹不平 的原子台阶，加大了反应接触面。因此，纳米氧化锌的催化活性和选择性远远大 纳米氧化锌还是一种很好的光催化剂。氧化锌作为光催化剂于传统催化剂。 可以 使水中的有害有机物质如有机氯化物、农药、界面活性剂、色素等分解，而且与 普通粒子相比，几乎不引起光的散射，且有大的比表面积和宽的能带，因此被认 为是极具应用前景的光催化剂之一[481。 3 陶瓷及玻璃工业 传统陶瓷材料的应用受到较大的限制。随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷 随之产生。纳米陶瓷被誉为“万能材料"或“面向21世纪的新材料"。所谓纳米 陶瓷，是指显微结构中的物相具有纳米级尺度的陶瓷材料。含有纳米ZnO的陶 瓷制品具有抗菌除臭和分解有机物的白洁作用，且降低了陶瓷的烧成温度，覆盖 使陶瓷制品光亮如镜。经过纳米氧化锌抗菌处理过的产品如浴缸、地力强， 板砖、 墙壁、卫生间及桌石。 纳米ZnO对紫外线吸收率可达95,以上，却可透过大于或等于85,的可见 光。因此，可以用于汽车玻璃和建筑玻璃，这种含纳米ZnO的玻璃在屏蔽紫外 线的同时还可以杀菌，因而也是自洁玻璃‘491。 4 橡胶工业 橡胶工业是氧化锌消费的大户。高速耐磨的橡胶制品，如飞机轮胎、高级轿 车用的轮胎等就是使用ZnO做填充料，它能使橡胶制品抗摩擦着火、使用寿命 长、难以老化。目前，普通氧化锌已逐渐被活性ZnO取代【50】。 5 涂料工业 借助于传统的涂层技术，添加纳米材料，可进一步提高涂料防护能力，实现 防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、抗变色等。纳米氧化锌可以明显地提高涂 料的耐老化性能，可作为涂料的抗老化添加剂‘51，521。 6 气体传感器及压电材料 纳米ZnO的电学性能随周围气氛中组成气体的改变而改变，利用这个特性， 硕士学位论文 可对气体进行检测和定量测定。目前已有利用纳米ZnO的电阻变化制备的气体 报警器和温度计‘531。将纳米ZnO粉体用于瞬态薄膜传感器的研究表明，纳米ZnO 便于喷涂与质量控制，易于极化和转向，表现出比较理想的电学特性和动态特性， 适用于瞬态信号的测量。 7 制备图像记录材料 纳米ZnO在不同的制备条件下，可获得光导电性、半导体性和导电性等不 同性质。利用这种变异，可用作图像记录材料;还可以利用其光导电特性用于电 子摄影;利用半导体性质可作放电击穿记录纸。其优点是无三废公害，画面质量 好，可高速记录，能吸附色素进行彩色复印，酸蚀后具有亲水性，可由于胶片印 刷等。 8 用于雷达吸收材料 雷达吸收材料 简称吸波材料 指能有效地吸收入射雷达波并使其入射衰减 的一类功能材料。利用等离子共振频移随颗粒尺寸变化的性质，可以改变颗粒尺 控制吸收边的位移，制造具有一定频宽的微波吸收纳米材料，用于电磁寸， 波屏 蔽、隐形飞机等。吸波材料的研究在国防上具有重大的意义，这种“隐身材料” 的发展和利用，是提高武器系统生存能力、突防能力的有效手段。纳米氧化锌等 金属氧化物由于质量轻、厚度薄、吸波能力强等优点，而成为吸波材料研究的热 点之一【541。 对于纳米氧化物中远红外吸收特性的研究很多，但是对ZnO的红外方面的 研究少有报导。唐吉龙[55】等针对ZnO的红外光谱特性，采用燃烧法制备NiO掺 杂的纳米ZnO，对样品进行了红外吸收的测试，发现NiO掺杂的纳米ZnO在 上雷达的中红外波段 8,---,14lam 。 1(4本课题研究目的及研究内容 激光隐身对常用的红外激光 1(061am或10(6pm 具有良好的隐身效果。常用 的激光隐身技术主要是外形隐身和材料隐身，材料隐身经常通过表面涂层的 方 法，涂一层红外激光吸收剂，从而达到隐身的目的。 本课题研究在特定波段10(61am 943cm。 附近具有选择性吸收的可行性， 具体的研究内容如下: 1 7 第1章绪论 1 制备方法的研究与探索，分别采用了溶胶(凝胶法、燃烧法、水热法制 备ZnO及不同Ni掺杂量的ZnO粉体; 2 对所制备的Ni掺杂ZnO粉体的结构、形貌进行了分析，重点对粉体 的红外光谱进行比较分析，研究不同的制备方法对Ni掺杂ZnO粉体的结构以及 红外光谱特性的影响; 3 对水热法，就不同掺杂浓度、不同的OH‘、不同的pH、以及引入改性 剂对Ni掺杂ZnO的结构、形貌、红外光谱特性的影响进行探索，为进一步的研 究提供依据和支持。 硕士学位论文 第2章溶胶(凝胶法制备Ni掺杂ZnO 纳米ZnO粉体的制备方法很多，其中溶胶一凝胶法反应温度低、反应过程 易于控制、所得颗粒粒径小、纯度高且粒度分布窄，因而应用十分广泛。 本章采用溶胶(凝胶的方法，以分析纯的二水合醋酸锌、六水合硝酸镍、草 酸为原料制备了ZnO及Ni掺杂的ZnO纳米颗粒。溶胶(凝胶法是将金属醇盐 Zn OR 2或无机锌盐与要掺入得杂质离子，在有机质中进行水解，再将凝胶 干 燥，经过热处理后得到超细粉体。 2(1实验所用主要试剂及仪器 实验所用主要试剂及仪器设备见表2―1、2―2。 表2-1实验所用主要试剂一览表 Thelistof usedinthe Table:2―1 reagents experiment 1 S一3400NH 扫描电镜 日本 Hitachi公司 2 NICOLET 380 傅立叶红外光谱仪 美国 Thermo公司 3 D一2200PC x射线粉末衍射仪 日本Rigaku公司 4 TGA,SDTA851e 热重分析仪 瑞士梅特勒托利多仪器公司 5 电热恒温鼓风干燥箱 DHG(907385(? 上海新苗医疗器械有限公司 6 SH23―2 恒温磁力搅拌器 上海梅颖浦仪器仪表公司 7 KSLl400X 马弗炉 合肥科晶材料技术有限公司 第2章溶胶一凝胶法制备Ni掺杂ZnO 2(2实验方法 2(2(1 溶胶(凝胶法制备ZnO工艺流程 本实验以醋酸锌、草酸和无水乙醇为主