分析氧化锌纳米线的形貌观察与晶体方向的确定用什么材料分析方法

氧化锌纳米材料的制备、性能、表征及应用综述

杨波

（专业：无机非金属材料工程 班级：化材1101 学号201144049） 摘要：纳米材料以其独特的结构与性能受到世人广泛的关注；本文简要介绍了纳米氧化锌材料的最新制备方法、分析表征方法、主要性质、应用、生物毒性、未来研究方向及展望。

关键词：纳米材料；氧化锌；制备；生物毒性；研究方向

1、前言

纳米Zn0 是一种新型高功能精细无机产品，与普通 ZnO 相比，因其特有的表面效应、体积效应、量子效应和介电限域效应等，在催化、光学、磁性和力学等方面展现出许多特异功能，特别是它的防紫外辐射及其在紫外区对有机物的催化降解作用，使其在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等很多领域具有重要的应用ZnO 有纳米管、纳米棒、纳米丝和纳米同轴电缆、纳米带、纳米环、纳米笼、纳米螺旋及其超晶格结构等多种纳米形态，是纳米材料家族中结构最多样的成员之一。

本文主要评述了近年来氧化锌纳米材料制备的一些新方法，比较了各种方法的优缺点；介绍了氧化锌纳米材料的性质及其可能的应用领域，并对氧化锌纳米材料的发展前景进行了展望。

2、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, 人们已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，下面将对其一一介绍。

2.1、静电纺丝法

静电纺丝是一种制备纳米纤维的技术, 这种方法可以十分经济地制得直径为纳米级的连续不断的纤维。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。

典型的静电纺丝装置见图 1，装置一般由三个部分组成：高压直流或交流电源、电纺丝喷嘴、接收电极。聚合物溶液或熔体与高压电源通过导线相连, 接收板接地，当高压电施加于聚合物溶液或熔体时，位于针头顶端的液滴表面强电场作用下，将带有大量的诱导电荷，液滴在其表面电荷的排斥力和外部电场的库仑作用力下，变形成泰勒锥状，当电场强度达到某一临界值时，静电力将克服溶液的表面张力，液体流将从泰勒锥顶端喷射而出，在射流运动一段距离后，裂分为许多小的聚合物流。在此过程中，由于受到连续的电场拉伸作用力和溶剂挥发的影响，从而在接收板上得到无纺布状纳米纤维。

静电纺丝技术对溶液粘度的要求非常严格，所以过去仅被限制于用有机高聚物来制备纳米纤维。最近，人们发现溶胶-凝胶法配制成的溶液作为前驱体也能很

好地满足静电纺丝所要求的粘度，因而电纺丝制备无机氧化物纳米纤维也就成了可能。

制备 ZnO 纳米纤维的过程主要包括三个步骤:

(1)配制合适浓度的聚合物/锌盐的前驱溶液；

(2)通过静电纺制备出聚合物/锌盐的复合纳米纤维；

（3）对复合纤维进行煅烧, 最终得到 ZnO 纳米纤维。

目前，我校（大连理工大学）王刚老师及其团队成功运用此技术合成了一系列复合纳米材料纤维。

同其他方法相比，静电纺丝技术是能够制备长尺寸的、直径分布均匀的、成分多样化的氧化锌纳米纤维的最简单的方法，且具有设备简单、操作容易以及高效等优点，因此激起了人们的广泛兴趣。

但静电纺丝法制备氧化锌纳米纤维的文献较少，其主要的不足之处表现在溶剂的挥发性不好，纤维之间有粘连现象等方面，故有待于进一步研究改进。

2.2、微波法

微波是频率 300MHz ～300GHz 、波长 1mm ～1m 的电磁波。

1986 年，Gedye R 等在微波炉内进行了酯化、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[18]，日益显示其独特优势。利用微波制备纳米材料，起步虽晚但进展迅速，国内外已有不少这方面的文献报道。

例如Hu H x 等应用微波液相合成连接型 ZnO 晶体棒产率大于 90％，合成过程不需要晶种、表面活性剂和模板剂等。该方法具有快速简单、成本低廉、节能高效等特点，适合规模化生产。李轶等用微波加热水解法制得花形结构的 ZnO 纳米粒子；余磊等以硫酸锌和碳酸钠为原料，采用微波诱导固相化学反应首先合成前驱体碳酸锌，再经热分解后纯化制得平均粒径 5.6nm 的 ZnO 。该法具有原料来源广、成本低廉、实验设备简单、工艺流程短、反应时间短、操作方便和易于分散等优点，具有实用价值。

微波法具有常规方法无法比拟的快速、节能和环保等优点，所制备的材料具有某些特殊的结构和性能。微波作为特殊的电磁复合能量场，在制备 ZnO 材料的过程中除了均匀、迅速的热效应外，非热效应的作用机理有待于进一步研究和探

讨。另外，微波制备 ZnO 要用于工业化生产还有许多技术问题需要解决。

2.3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。

此法也表现出许多其他方法不具备的优点。Wang W W 等应用离子液体法在离子液体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。合成快速(5～20)min ，也不需要晶种、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且易受到杂质的污染；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。

2.4脉冲激光烧蚀沉积法

日本的 Okada 等运用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 目标物在 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。

该法制备纳米粒子无需经过干燥的过程、工艺简单、团聚少，不需其他处理即可获得干燥粉体。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。

2.5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 无论是结晶质量还是光学性能都很突出。与目前广泛采用的气液固催化机制制备 ZnO 低维纳米材料相比，射频磁控溅射法的设备更为简单，还可克服气液固催化生长所固有的杂质污染产物的缺点。

但射频磁控溅射法需在高温下进行，对于设备的要求较高，过程难以控制。 除了以上五个相对前沿的方法之外，合成氧化锌纳米材料的方法还包括真空蒸汽冷凝法、球磨法、热爆法、微/乳液法、脉冲激光沉积法（PLD ）、喷雾热解法、模板法等，这几种方法均可以得到纯度高，粒径和形貌可控的氧化锌纳米材料，但是制备工艺复杂，抑或是设备比较昂贵。因此，无论是哪一种合成方法都还需要进一步的摸索和完善。

3、纳米材料的表征

详尽的分析表征对于研制纳米材料极其重要，关系到制备材料是否具备设定的性质，是否适合相关应用等。同时，分析表征对进行纳米材料生物效应和毒性研究也非常重要，只有掌控完全细致的表征，才能对最后的实验结果进行合理的分析。

对纳米材料的分析表征并不是一种技术就可以完成的，需要多种分析表征技术综合运用，才能对材料的性质等给出一个完整的结论。常用的分析表征方法如下：

3.1 扫描电子显微镜

扫描电子显微镜（SEM ）是研究材料最常用的仪器设备。功能包括固体材料的断口，表面形貌的观察研究，材料的物相分析、成分分析以及材料表面微区成分

的定性与定量分析等，目前已经成为不可或缺的表征手段。

所以利用SEM 我们可以获得ZnO 纳米材料颗粒的形貌，尺寸，微区元素分析等信息。

3.2 透射电子显微镜

透射电子显微镜（TEM ）的成像与透射光学显微镜的十分相似，只是以电子束代替了可见光，以电磁透镜代替了光学透镜。通过TEM 我们可以对样品进行一般形貌观察，获得纳米材料的粒度分布，也可利用电子衍射，选区电子衍射、会聚束电子衍射等技术对样品进行分析，从而获得材料的物相、晶系等，还可以利用衍射和高分辨率电子显微技术，观察晶体中存在的结构缺陷，确定缺陷的种类，估算缺陷密度。

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本专业课程特色

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课程实施

本项目以管理学院项目管理工程硕士教育为主体，相关领域的教师为基础教学力量，SAP专家和成就卓著的企业家、职业经理人等参与课堂教学，举办讲座，案例研讨及实践，指导考察活动和毕业、就业环节。并特设SAP专业课程，突出项目管理工程硕士教学的专业特色。SAP特设课程以理论教学结合实验模拟和企业实习的方式进行，使学生具备特定技术岗位工作的实践能力，从而掌握SAP系统实施和应用能力。

SAP特设课程规定学分为20学分，有关课程具体设置如下：

— ERP系统基础（SAP产品模块介绍）

— 企业信息化战略—信息化与流程重组

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— SAP现代物流与供应链管理（MM）

— SAP销售和分销概览（SD）

— SAP财务与成本管理概览（FI/CO）

— SAP库存和发票管理（MM)

— SAP生产计划模块概览（PP）

— SAP客户关系管理概览（CRM）

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— SAP供应链管理概览（SCM)

注：课程将会根据学校的大纲及教学情况略有微调。

招生介绍

学制：2.5—3年

学习方式：在职

总学费：5.6-6万（其中博克收取2-2.4万元），每年略有变动。

招生人数：计划招生30-50人，低于30人该方向不能开班。

SAP课程学分：20学分

报考条件：获得学士学位后具有3年以上工程实践经验；或获得学士学位后工作经历虽未达到3年，但具有4年以上工程实践经验；或具有国民教育系列大学本科毕业学历，且具有4年以上工程实践经验。

报名程序

一、预报名

即日起至2007年6月，填写预报名表格（预报名表格详见附表Ⅰ）,发电子版到mba@dlut.edu.cn,或发传真至0411-84708948。

二、正式报名

正式报名采取网上报名与现场报名相结合的方式。

1．考生在网报规定时间内到指定网站，按要求填写提交报名信息，牢记网报编号。

2．考生到管理学院MBA教育中心或研究生院专业学位办领取《2007年在职人员攻读硕士学位报名资格审查表（以下简称资格审查表）》三份（也可在网站http://mba.dlut.edu.cn 或http://gs.dlut.edu.cn下载）；须逐项填写资格审查表，贴本人近期二寸免冠照片，由考生所在单位人事部门在其照片上加盖公章，并对其所填写的内容进行审查确认，填写推荐意见。

3．考生持填写好的《资格审查表》一式三份，本科毕业证书、学位证书原件和复印件各一份，在规定时间内到研究生院专业学位办公室进行现场报名（资格审查、照相、确认报名信息）。只进行网报而未进行现场报名者，此次报名无效。

4．网报时间预计为2007年7月中下旬，现场报名时间预计为2007年7月底。具体报名时间、方法及详细流程请关注大连理工大学MBA网站通知。

入学考试与录取

工程硕士研究生入学考试采取两段制考试方式。

第一阶段，所有考生参加国家统一组织的工程硕士研究生入学资格考试（英文名称为 Graduate Candidate Test for Master of Engineering，简称“GCT-ME”）。该阶段主要测试考生的综合素质。考生当年只可选择一所工程硕士培养单位报考。大连理工大学将根据我校实际情况自行确定报考本校工程硕士研究生的“GCT-ME”合格分数线。

考生的“GCT-ME”成绩有效期暂定为二年。

“GCT-ME”试卷由四部分构成：语言表达能力测试、数学基础能力测试、逻辑推理能力测试、外国语（语种为英语和日语）运用能力测试。“GCT-ME”试卷满分400分，每部分各占100分。

考试时间：预计为2007年10月中下旬，具体时间以准考证为准。

考试地点：各省学位办指定考点，具体考场以准考证为准。

第二阶段，“GCT-ME”考试成绩达到我校项目管理工程硕士合格分数线的考生，可参加大连理工大学自行组织的综合测试。我校将根据考生的“GCT-ME”成绩和综合测试结果决定是否录取。第二阶段考试由大连理工大学研究生院统一组织。

考核、论文答辩与学位授予

根据国务院学位办对在职攻读工程硕士专业学位研究生的有关规定，学员必须修完培养方案所规定的全部课程，取得规定的学分后，方可进入学位论文研究与撰写工作阶段。完成学位论文并通过答辩后，经管理学院分学位委员会和校学位委员会审查通过，可获得大连理工大学颁发的项目管理工程硕士学位。

工程硕士学位证书格式由国务院学位委员会办公室印制，大连理工大学颁发。

所有学员SAP课程考核合格后可获SAP中国颁发的“咨询顾问”证书。

就业通道

SAP专业人才是目前国内稀缺的高级ERP专业人才之一，具有广阔的就业前景和良好的收入水平。SAP硕士项目得到了SAP中国和SAP业务相关的一批知名企业如IBM、中石油、中石化、高维信诚、哈通咨询、神州数码等的鼎力支持，他们将为学员在定向实习、就业等方面提供特别的通道。

报名咨询

大连理工大学管理学院MBA教育中心

咨询电话：0411-84707704

联系人：黄老师

联系地点：大连理工大学科技园大厦C座202室MBA教育中心招生部

网址：http://mba.dlut.edu.cn

通信地址：辽宁大连凌工路2号大连理工大学MBA教育中心（116024）

北京博克教育SAP硕士项目部

咨询电话：010-82336001/6/9

联系人：张老师

报名邮箱：zhanghuixin@bonck.cn

网址：http://www.erptraining.cn

联系地址：北京海淀区学清路38号金码大厦B座807室（100083）

大连理工的软件工程专业挺不错的，就业挺好的。

该专业涉及程序设计语言、数据库、软件开发工具、系统平台、设计模式等方面，培养学生适应计算机应用学科的发展，特别是软件产业的发展，使其具备计算机软件的基础理论、基本知识和基本技能，具有用软件工程的思想、方法和技术来分析、设计和实现计算机软件系统的能力。

软件服务外包属于智力人才密集型现代服务业，学生毕业后主要就业去向包括软件外包与服务企业、信息产品与服务企业，担任程序员、软件测试员、项目经理等工作岗位。

学校特色专业：

国家级特色专业：集成电路设计与集成系统、水利水电工程、软件工程（2个专业方向）、机械设计制造及其自动化、电子信息工程、建筑学、土木工程、信息与计算科学。

以上内容参考：百度百科——大连理工大学

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