毕业论文(氧化锌纳米材料的研究进展)

学号：2007******哈尔滨师范大学学士学位论文题目氧化锌纳米材料的研究进展学生***（2007******）指导教师***助教年级2007级专业物理学系别物理系学院物理与电子工程学院哈尔滨师范大学学士学位论文开题报告论文题目氧化锌纳米材料的研究进展学生姓名***指导教师***年级2007级专业物理系2011年3月课题来源：指导教师指定题目。课题研究的目的和意义：目的：为了更好的把握氧化锌纳米材料发展方向，开拓其应用发展空间。意义：纳米材料已成为当今许多科学工作者研究的热点，纳米ZnO材料显示出以往未曾有过的优异性能，目前研究的方向是进一步深入探讨纳米ZnO的形成机理和微观结构，探求高纯纳米ZnO的制备方法，并使之工业化，因此关注各个科研人员的工作进展，以此进一步完善和应用研究纳米材料，更加具有重要的作用。国内外同类课题研究现状及发展趋势：纳米技术应用前景十分广阔，经济效益十分巨大，纳米材料研究是目前材料科学研究的一个热点，显示出较普通ZnO材料更加优良的性能，其应用前景非常广阔，其技术开发和应用研究已受到高度重视，如何大规模，低成本制备纳米ZnO材料就显得尤为重要，目前，国内外关于纳米ZnO的研究报道很多，日本、美国、德国、韩国等都做了很多工作。国内对纳米ZnO的研究起步较晚，和美、欧以及日本等发达国家相比还有很大差距，关于纳米ZnO的研究报道源于90年代初，但近年来受到国内学者的重视。“863计划”和“攀登计划”等都把纳米ZnO的课题列入其中，促进了国内纳米ZnO研究的较快发展，积极开展多方向的纳米技术的研究工作，无疑具有重要的理论意义和现实意义。参考文献：[1]张立德，牟季美.纳米材料和纳米结构[M].北京：科学出版社，2002:1-95.[2]杨凤霞，刘其丽，毕磊.纳米氧化锌的应用综述[J].安徽化工，2006，(01)[3]李斌，杜芳林.纳米氧化锌的制备与应用[J].无机盐工业，2004，(03)[4]高新，李稳宏，王锋，杨清翠.纳米材料的性能及其应用领域[J].石化技术与应用，2002，(03)[5]江今朝，涂向真.纳米材料的性质和应用[J].江西化工，2002，(02)[6]周小菊，张嫦，刘东，李永康，吴莉莉.纳米材料的性质及应用[J].西南民族学院学报(自然科学版)，2002，(04)[7]王新强，杜国同，姜秀英，王金忠，杨树人.ZnO薄膜的研究进展[J]半导体光电，2000，(04).[8]井立强，孙晓君，徐自力，蔡伟民，杜尧国.ZnO超微粒子光催化氧化SO_2的研究[J]催化学报，2002，(01).[9]袁方利，李晋林，黄淑兰，林元华.超细氧化锌的制备及应用新进展[J]材料导报，1998，(06).[10]董立峰，崔作林.电弧等离子体制备纳米ZnO的气敏特性[J]材料研究学报，1998，(04).[11]刘小侠.纳米氧化锌对天然橡胶（NR）的改性研究[D]南京理工大学，2007.[12]周晓红，赵秀琴.氧化锌光催化降解六种可溶性染料的研究[J]安庆师范学院学报(自然科学版)，2003，(02).[13]李晓奇，高首山，王开明，温传庚，周英彦.纳米ZnO粉体的制备[J]鞍山钢铁学院学报，2001，(02).[14]闫晓燕，卫英慧，胡兰青，许并社.纳米氧化锌的制备及其应用[J]兵器材料科学与工程，2002，(06).[15]刘春光，罗青松.纳米氧化锌的制备技术与应用进展[A]2004年中国纳米技术应用研讨会论文集[C]，2004.[16]詹国平.纳米氧化锌制备新技术及其机理的研究[D]中南大学，2002.[17]钟己未.新型氧化锌材料的制备、表征及其应用[D]南昌大学，2006.[18]刘小侠.纳米氧化锌对天然橡胶（NR）的改性研究[D]南京理工大学，2007.[19]赵娜.纳米ZnO粉体的制备及其光催化性能研究[D]武汉理工大学，2008.[20]张彦甫，刘见祥，聂登攀，陈祖康.纳米氧化锌的制备及应用[J]贵州化工，2008，(02).[21]田静博，刘琳，钱建华，邢锦娟，秦金兰.纳米氧化锌的制备技术与应用研究进展[J]化学工业与工程技术，2008，(02).[22]李春明，刘会冲，徐华芯.纳米ZnO材料的制备与应用研究进展[J].材料导报，2003.[23]朱文会，徐甲强，田志壮.纳米材料的制备及应用[J].河南化工，1996，(10)[24]商祥淑.纳米氧化锌的制备及其光催化性能研究[D]曲阜师范大学，2009.[25]吴莉莉.纳米氧化锌的制备及其光学性能研究[D]山东大学，2005.[26]琚晓晖.氧化锌阵列的制备及其在光电池中的应用研究[D]天津大学，2009.[27]华伟刚，崔学民，刘海锋，张鹤，张伟鹏.纳米ZnO材料制备技术研究进展[J]装备制造技术，2007，(06).[28]牛璐.ZnO纳米材料的制备与表征[D].浙江大学，2006.[29]李哲.溶胶—凝胶法制备纳米ZnO的实验研究[D].重庆大学，2008.[30]张志广.ZnO纳米材料的制备及其特性研究[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)，2006，(09).[31]张立德.纳米材料研究的新进展及在21世纪的战略地位[J]中国粉体技术，2000，(01).[32]期刊论文纳米氧化锌的制备与纳米功能纺织品的开发(上)-染整技术2003，25(4)。[33]张月甫.李玉国.薛成山.张敬尧.崔传文纳米氧化锌的制备技术及其应用前景[期刊论文]山东师范大学学报（自然科学版）2008(2)。[34]杜媛媛.丘克强纳米氧化锌的制备和应用研究[期刊论文]-材料导报2007(z1)。[35]魏绍东纳米氧化锌的现状与发展[期刊论文]-化工中间体2006(11)。[36]王小丹，铁绍龙；纳米氧化锌的性能及其在涂料中的应用[J]；电镀与涂饰；2005年03期。[37]王久亮，刘宽，秦秀娟，邵光杰；纳米氧化锌的应用研究展望[J]；哈尔滨工业大学学报；2004年02期。[38]祖庸，雷闫盈，王训，吴金龙，曾庆森；纳米ZnO的奇妙用途[J]；化工新型材料；1999年03期。[39]杨凤霞；刘其丽；毕磊；纳米氧化锌的应用综述[J]；安徽化工；2006年01期。[40]杨丽萍；刘锋；韩焕鹏；氧化锌材料的研究与进展[J]；微纳电子技术；2007年02期。[41]印万忠；丁亚卓；纳米氧化锌的制备技术现状和发展概况[A]；中国纳米级无机粉体材料发展·节能·环保高峰论坛论文集[C]；2007年。[42]詹国平；纳米氧化锌制备新技术及其机理的研究[D]；中南大学；2002年。课题研究的主要内容和方法，研究过程中的主要问题和解决办法：主要内容：纳米氧化锌是一种应用广泛的纳米材料，它的优良性能己展现出了诱人的应用前景，研究氧化锌纳米材料的最新进展，把握氧化锌材料在光学、电学、生物等性能方面的发展前景。主要方法：通过查阅资料、进行实验，对所研究的氧化锌纳米材料进行深一步的了解。主要问题：如何获得纳米材料发展最前沿的信息。解决问题：进入图书馆数据库查阅资料，或者去其他期刊数据库查阅文献，课题研究起止时间和进度安排：起止时间：2011年3月-------2011年6月进度安排：2011年3月-4月：查找相关资料，总结资料。2011年4月-5月：设计提纲，构思论文内容。2011年5月-6月：撰写论文，完成论文，进行答辩。课题研究所需主要设备、仪器及药品：计算机，相关教科书及资料等。外出调研主要单位，访问学者姓名：指导教师审查意见：指导教师（签字）年月教研室（研究室）评审意见：____________教研室（研究室）主任（签字）年月院（系）审查意见：____________院（系）主任（签字）年月学士学位论文题目氧化锌纳米材料的研究进展学生***指导教师***助教年级2007级专业物理学系别物理系学院物理与电子工程学院哈尔滨师范大学2011年5月1氧化锌纳米材料的研究进展***摘要：纳米材料已成为当今许多科学工作者研究的热点，而氧化锌纳米材料的许多优异性能使其成为重要的研究对象并得到广泛的应用。本文概述了纳米ZnO的应用前景及国内外的研究现状，对纳米ZnO各种制备方法的基本原理等进行了详细的分析讨论，同时提出了每种工艺的优缺点，简单介绍了氧化锌纳米材料的性质及其可能的应用领域，提出了研究方向，并对氧化锌纳米材料的发展前景进行了展望。关键词：纳米氧化锌氧化锌应用研究纳米ZnO材料显示出以往未曾有过的优异性能，即使在传统应用领域中，也显示出较普通ZnO材料更加优良的性能，其应用前景非常广阔，其技术开发和应用研究已受到高度重视，如何大规模，低成本制备纳米ZnO材料就显得尤为重要，目前研究的方向是进一步深入探讨纳米ZnO的形成机理和微观结构，探求高纯纳米ZnO的制备方法，并使之工业化，随着制备技术的进一步完善和应用研究的进一步深入，纳米氧化锌必将成为21世纪一个大放异彩的明星而展现在新材料、能源、信息等各个领域，发挥其更加举足轻重的作用[1]。本文系统评述了近年来氧化锌纳米材料制备的一些新方法，介绍了氧化锌纳米材料的性质及其应用领域，并对氧化锌纳米材料的发展前景进行了展望。一、ZnO的研究现状纳米技术应用前景十分广阔，经济效益十分巨大，纳米材料研究是目前材料科学研究的一个热点，其相应发展起来的纳米技术被公认为是21世纪最具有前途的科研领域[2]。目前，国内外关于纳米ZnO的研究报道很多，日本、美国、德国、韩国等都做了很多工作。国内对纳米ZnO的研究起步较晚，和美、欧以及日本等发达国家相比还有很大差距，关于纳米ZnO的研究报道源于90年代初，但近年来受到国内学者的重视。“863计划”和“攀登计划”等都把纳米ZnO的课题列入其中，促进了国内纳米ZnO研究的较快发展，积极开展多方向的纳米技术的研究工作，无疑具有重要的理论意义和现实意义[3]。二、氧化锌纳米材料制备的新方法对纳米材料的研究首先是侧重于制备方法的研究，随着研究的不断深入，近年来，人们己开发了一系列制备氧化锌纳米材料的新方法，如微波法、静电纺丝法、离子液体法、脉冲激光烧蚀沉积法、频磁控溅射法等。1.微波法微波是频率300MHz-300GHz、波长lmm-lm的电磁波。1986年，CedyeR等在微波炉内进行了醋化、水解等化学反应。此后，微波技术便逐渐渗透应用于化学的各个领域。近年来，微波技术大量应用于材料化学和催化化学领域，日益显示其独特优势。利用微波制备纳2米材料，起步虽晚但进展迅速，国内外己有不少这方面的文献报道[4]。2.静电纺丝法静电纺丝是一种制备纳米纤维的技术，该法可十分经济地制得直径为纳米级的连续不断的纤维[5]。近年来，由于对纳米科技研究的迅速升温，静电纺丝这种可大规模制备纳米尺寸纤维的纺丝技术激起了人们的广泛兴趣。3.离子液体法离子液体法是采用离子液体作为反应溶剂来制备纳米材料。其己表现出许多其他方法不具备的优点。WandWW等应用离子液体法(MAIL)在离子液体[BMIM]BF4中通过控制适当的条件，成功合成形状可控的针状和花状的ZnO材料[6]。合成快速(5~20)min，也不需要品种、表面活性剂和模板剂等。但这种方法还是一个比较新的方法，尚待进一步完善，如：离子液体制备纳米材料时，离子液体的制备时间较长目易受到杂质的污染；此外，离子液体的获得不如水或常用的有机溶剂方便，这也限制了它的广泛使用。4.脉冲激光烧蚀沉积法日本的Okada等脉冲激光烧蚀沉积法成功合成了ZnO的纳米棒。他们将纯度为99.99%ZnO日标物在KrF激光下消融，然后在载气(O2/He)气氛下保持一定的温度进行反应，最终在A12O3底物上成功获得了尺寸为120nm的ZnO纳米棒[7]。该法制备纳米粒子无需经过十燥的过程、工艺简单、团聚少，不需其他处理即可获得十燥粉体。但由于反应温度较高，需要装置具有承受高温或高压的能力，所以设备比较昂贵。5.频磁控溅射法Kim等使用Si作为衬底，Zn作为靶材料在一定条件下溅射，首先得到了Zn的纳米线，经过氧化进一步得到了形貌规整、分布均匀的ZnO纳米线。使用该制备方法获得的ZnO无论是结品质