目(mu)前(qian)，製(zhi)備(bei)納(na)米(mi)氧(yang)化(hua)鋅(xin)主(zhu)要(yao)有(you)物(wu)理(li)法(fa)、化(hua)學(xue)法(fa)及(ji)一(yi)些(xie)興(xing)起(qi)的(di)新(xin)方(fang)法(fa)。

1.物(wu)理(li)法(fa)

物(wu)理(li)法(fa)是(shi)采(cai)用(yong)光(guang)、電(dian)技(ji)術(zhu)使(shi)材(cai)料(liao)在(zai)惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti)或(huo)真(zhen)空(kong)中(zhong)蒸(zheng)發(fa)，然(ran)後(hou)使(shi)原(yuan)子(zi)或(huo)分(fen)子(zi)形(xing)成(cheng)納(na)米(mi)微(wei)粒(li)，或(huo)使(shi)用(yong)噴(pen)霧(wu)、球(qiu)磨(mo)等(deng)力(li)學(xue)過(guo)程(cheng)為(wei)主(zhu)獲(huo)得(dei)納(na)米(mi)微(wei)粒(li)的(di)製(zhi)備(bei)方(fang)法(fa)[1]。用(yong)來(lai)製(zhi)備(bei)納(na)米(mi)ZnO的(di)物(wu)理(li)方(fang)法(fa)主(zhu)要(yao)有(you)脈(mo)衝(chong)激(ji)光(guang)沉(chen)積(ji)(PLD)、分(fen)子(zi)束(shu)外(wai)延(yan)(MBE)、磁(ci)控(kong)濺(jian)射(she)、球(qiu)磨(mo)合(ge)成(cheng)、等(deng)離(li)子(zi)體(ti)合(ge)成(cheng)、熱(re)蒸(zheng)鍍(du)等(deng)。此(ci)法(fa)雖(sui)然(ran)工(gong)藝(yi)簡(jian)單(shan), 所(suo)得(dei)的(di)氧(yang)化(hua)鋅(xin)粉(fen)體(ti)純(chun)度(duo)高(gao)、粒(li)度(duo)可(ke)控(kong)，但(dan)對(dui)生(sheng)產(chan)設(she)備(bei)要(yao)求(qiu)高(gao)，且(qie)得(dei)不(bu)到(dao)需(xu)要(yao)粒(li)徑(jing)的(di)粉(fen)體(ti)，因(yin)此(ci)工(gong)業(ye)上(shang)不(bu)常(chang)用(yong)此(ci)法(fa)。

2.化(hua)學(xue)法(fa)

2.1液(ye)相(xiang)法(fa)

2.1.1 直(zhi)接(jie)沉(chen)澱(dian)法(fa)

直(zhi)接(jie)沉(chen)澱(dian)法(fa)就(jiu)是(shi)向(xiang)可(ke)溶(rong)性(xing)鋅(xin)鹽(yan)溶(rong)液(ye)中(zhong)加(jia)入(ru)沉(chen)澱(dian)劑(ji)，經(jing)過(guo)反(fan)應(ying)形(xing)成(cheng)沉(chen)澱(dian)物(wu)，再(zai)通(tong)過(guo)過(guo)濾(lv)、洗(xi)滌(di)、幹(gan)燥(zao)、煆(duan)燒(shao)從(zong)而(er)製(zhi)得(dei)超(chao)細(xi)的(di)納(na)米(mi) ZnO 粉(fen)體(ti)。選(xuan)用(yong)的(di)沉(chen)澱(dian)劑(ji)有(you)氨(an)水(shui)(NH3· H2O)、碳(tan)酸(suan)銨(an)((NH4)2CO3)、碳(tan)酸(suan)氫(qing)銨(an)(NH4HCO3)、草(cao)酸(suan)銨(an)((NH4)2C2O4)、碳(tan)酸(suan)鈉(na)(Na2CO3)等(deng)。該(gai)法(fa)操(cao)作(zuo)簡(jian)便(pian)易(yi)行(hang)、所(suo)得(dei)產(chan)品(pin)純(chun)度(duo)高(gao)、對(dui)設(she)備(bei)要(yao)求(qiu)低(di)且(qie)易(yi)規(gui)模(mu)生(sheng)產(chan)，但(dan)是(shi)存(cun)在(zai)在(zai)洗(xi)滌(di)的(di)過(guo)程(cheng)中(zhong)陰(yin)離(li)子(zi)難(nan)以(yi)洗(xi)盡(jin)、產(chan)物(wu)粒(li)度(duo)分(fen)布(bu)不(bu)均(jun)勻(yun)、分(fen)散(san)性(xing)較(jiao)差(chai)、粉(fen)體(ti)易(yi)團(tuan)聚(ju)等(deng)缺(que)點(dian)。

2.1.2 均(jun)勻(yun)沉(chen)澱(dian)法(fa)

均(jun)勻(yun)沉(chen)澱(dian)法(fa)是(shi)緩(huan)慢(man)分(fen)解(xie)的(di)沉(chen)澱(dian)劑(ji)與(yu)溶(rong)液(ye)中(zhong)的(di)構(gou)晶(jing)陽(yang)離(li)子(zi) （ 陰(yin)離(li)子(zi)）結(jie)合(ge)而(er)逐(zhu)步(bu)、均(jun)勻(yun)地(de)沉(chen)澱(dian)出(chu)來(lai)。常(chang)用(yong)的(di)沉(chen)澱(dian)劑(ji)有(you)尿(sui)素(su)和(hu)六(liu)亞(ya)甲(jia)基(ji)四(si)胺(an)。該(gai)法(fa)克(kei)服(fu)了(liao)沉(chen)澱(dian)劑(ji)局(ju)部(bu)不(bu)均(jun)勻(yun)的(di)現(xian)象(xiang)，製(zhi)得(dei)的(di)納(na)米(mi)氧(yang)化(hua)鋅(xin)粒(li)徑(jing)小(xiao)、分(fen)布(bu)窄(zhai)、團(tuan)聚(ju)小(xiao)及(ji)分(fen)散(san)性(xing)好(hao)，但(dan)反(fan)應(ying)過(guo)程(cheng)耗(hao)時(shi)長(zhang)、沉(chen)澱(dian)劑(ji)用(yong)量(liang)大(dai)、PH 的(di)變(bian)化(hua)範(fan)圍(wei)較(jiao)小(xiao)、產(chan)率(shuai)相(xiang)對(dui)較(jiao)低(di)。而(er)從(zong)總(zong)地(de)來(lai)講(jiang)，均(jun)勻(yun)沉(chen)澱(dian)法(fa)優(you)於(yu)直(zhi)接(jie)沉(chen)澱(dian)法(fa)。

2.1.3 溶(rong)膠(jiao)凝(ning)膠(jiao)法(fa)

該(gai)法(fa)主(zhu)要(yao)將(qiang)鋅(xin)的(di)醇(chun)鹽(yan)或(huo)無(wu)機(ji)鹽(yan)在(zai)有(you)機(ji)介(jie)質(zhi)中(zhong)進(jin)行(hang)水(shui)解(xie)、縮(suo)聚(ju),然(ran)後(hou)經(jing)膠(jiao)化(hua)過(guo)程(cheng)得(dei)到(dao)凝(ning)膠(jiao)，凝(ning)膠(jiao)經(jing)幹(gan)燥(zao)、焙(bei)燒(shao)得(dei)納(na)米(mi) ZnO 粉(fen)體(ti)。該(gai)法(fa)設(she)備(bei)簡(jian)單(shan)、操(cao)作(zuo)方(fang)便(pian)，所(suo)得(dei)的(di)粉(fen)體(ti)均(jun)勻(yun)度(duo)高(gao)、分(fen)散(san)性(xing)好(hao)，純(chun)度(duo)高(gao)。但(dan)原(yuan)料(liao)成(cheng)本(ben)昂(ang)貴(gui)，使(shi)用(yong)的(di)有(you)機(ji)溶(rong)劑(ji)一(yi)般(pan)情(qing)況(kuang)下(xia)有(you)毒(du)，且(qie)在(zai)高(gao)溫(wen)進(jin)行(hang)熱(re)處(chu)理(li)時(shi)有(you)團(tuan)聚(ju)現(xian)象(xiang)。

2.1.4 微(wei)乳(ru)液(ye)法(fa)(反(fan)相(xiang)膠(jiao)束(shu)法(fa))

微(wei)乳(ru)液(ye)是(shi)由(you)水(shui)、溶(rong)劑(ji)、表(biao)麵(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)及(ji)其(qi)助(zhu)劑(ji)組(zu)成(cheng)[2]。其(qi)中(zhong)水(shui)被(bei)表(biao)麵(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)及(ji)其(qi)助(zhu)劑(ji)單(shan)層(ceng)包(bao)裹(guo)形(xing)成(cheng)“微(wei)水(shui)池(chi)” ，被(bei)用(yong)作(zuo)反(fan)應(ying)介(jie)質(zhi)，稱(chen)其(qi)為(wei)“微(wei)型(xing)反(fan)應(ying)器(qi)” ，通(tong)過(guo)控(kong)製(zhi)微(wei)水(shui)池(chi)的(di)尺(che)寸(cun)來(lai)控(kong)製(zhi)粉(fen)體(ti)的(di)大(dai)小(xiao)製(zhi)備(bei)納(na)米(mi)粉(fen)體(ti)。由(you)於(yu)微(wei)乳(ru)液(ye)能(neng)對(dui)納(na)米(mi)材(cai)料(liao)的(di)粒(li)徑(jing)和(hu)穩(wen)定(ding)性(xing)進(jin)行(hang)精(jing)確(que)控(kong)製(zhi)，限(xian)製(zhi)了(liao)納(na)米(mi)粒(li)子(zi)的(di)成(cheng)核(he)、生(sheng)長(zhang)、聚(ju)結(jie)、團(tuan)聚(ju)等(deng)過(guo)程(cheng)，從(zong)而(er)形(xing)成(cheng)的(di)納(na)米(mi)粒(li)子(zi)包(bao)裹(guo)有(you)一(yi)層(ceng)表(biao)麵(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)，並(bing)有(you)一(yi)定(ding)的(di)凝(ning)聚(ju)態(tai)結(jie)構(gou)。此(ci)法(fa)能(neng)製(zhi)備(bei)出(chu)微(wei)觀(guan)尺(che)寸(cun)均(jun)勻(yun)、可(ke)控(kong)、穩(wen)定(ding)的(di)微(wei)乳(ru)液(ye)，且(qie)操(cao)作(zuo)簡(jian)單(shan)，粒(li)子(zi)均(jun)勻(yun)可(ke)控(kong)，但(dan)成(cheng)本(ben)費(fei)用(yong)較(jiao)高(gao)，仍(reng)有(you)團(tuan)聚(ju)問(wen)題(ti)，進(jin)入(ru)工(gong)業(ye)化(hua)生(sheng)產(chan)目(mu)前(qian)有(you)一(yi)定(ding)難(nan)度(duo)。

2.1.5 水(shui)熱(re)法(fa)

水(shui)熱(re)法(fa)是(shi)在(zai)高(gao)溫(wen)、高(gao)壓(ya)及(ji)水(shui)熱(re)的(di)條(tiao)件(jian)下(xia)，將(qiang)可(ke)溶(rong)性(xing)鋅(xin)鹽(yan)和(hu)堿(jian)液(ye)分(fen)置(zhi)於(yu)管(guan)狀(zhuang)高(gao)壓(ya)釜(fu)中(zhong)反(fan)應(ying) （形(xing)成(cheng)氫(qing)氧(yang)化(hua)鋅(xin)的(di)反(fan)應(ying)和(hu)形(xing)成(cheng)氧(yang)化(hua)鋅(xin)的(di)反(fan)應(ying)是(shi)在(zai)同(tong)一(yi)容(rong)器(qi)內(nei)同(tong)時(shi)完(wan)成(cheng)的(di)） 得(dei)到(dao)粒(li)度(duo)小(xiao)、晶(jing)形(xing)好(hao)、分(fen)布(bu)均(jun)勻(yun)及(ji)團(tuan)聚(ju)小(xiao)的(di)納(na)米(mi)氧(yang)化(hua)鋅(xin)晶(jing)粒(li)。雖(sui)然(ran)其(qi)製(zhi)備(bei)工(gong)藝(yi)相(xiang)對(dui)簡(jian)單(shan)、無(wu)需(xu)煆(duan)燒(shao)處(chu)理(li)，但(dan)所(suo)用(yong)設(she)備(bei)昂(ang)貴(gui)、投(tou)資(zi)大(dai)、操(cao)作(zuo)要(yao)求(qiu)高(gao)。

2.2氣(qi)相(xiang)法(fa)

2.2.1 化(hua)學(xue)氣(qi)相(xiang)氧(yang)化(hua)法(fa)

化(hua)學(xue)氣(qi)相(xiang)氧(yang)化(hua)法(fa)是(shi)利(li)用(yong)鋅(xin)粉(fen)或(huo)鋅(xin)鹽(yan)為(wei)原(yuan)料(liao)，O2為(wei)氧(yang)源(yuan)，以(yi) N2和(hu)Ar 作(zuo)為(wei)載(zai)體(ti)在(zai)高(gao)溫(wen)且(qie)沒(mo)有(you)任(ren)何(he)催(cui)化(hua)劑(ji)和(hu)添(tian)加(jia)劑(ji)的(di)情(qing)況(kuang)下(xia)發(fa)生(sheng)氧(yang)化(hua)反(fan)應(ying)。反(fan)應(ying)形(xing)成(cheng)的(di)基(ji)本(ben)粒(li)子(zi)經(jing)成(cheng)核(he)、生(sheng)長(zhang)兩(liang)個(ge)階(jie)段(duan)形(xing)成(cheng)粒(li)子(zi)和(hu)晶(jing)體(ti)結(jie)構(gou)，利(li)用(yong)高(gao)溫(wen)區(ou)與(yu)周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)形(xing)成(cheng)的(di)巨(ju)大(dai)的(di)溫(wen)度(duo)梯(ti)度(duo)，通(tong)過(guo)驟(zhou)冷(leng)作(zuo)用(yong)得(dei)到(dao)納(na)米(mi) ZnO 顆(ke)粒(li)。該(gai)法(fa)生(sheng)產(chan)的(di)納(na)米(mi) ZnO 顆(ke)粒(li)純(chun)度(duo)高(gao)，不(bu)易(yi)團(tuan)聚(ju)，粒(li)度(duo)分(fen)布(bu)窄(zhai)，分(fen)散(san)性(xing)好(hao)；但(dan)操(cao)作(zuo)要(yao)求(qiu)較(jiao)高(gao)，能(neng)量(liang)消(xiao)耗(hao)大(dai)，生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)高(gao)，難(nan)以(yi)工(gong)業(ye)化(hua)生(sheng)產(chan)。馬(ma)立(li)安(an)等(deng)[3]以(yi)高(gao)純(chun)鋅(xin)粉(fen)為(wei)原(yuan)料(liao)，采(cai)用(yong)氣(qi)相(xiang)反(fan)應(ying)法(fa)製(zhi)備(bei)四(si)角(jue)狀(zhuang)氧(yang)化(hua)鋅(xin)納(na)米(mi)針(zhen)，以(yi)絲(si)網(wang)印(yin)刷(shua)結(jie)合(ge)光(guang)刻(ke)工(gong)藝(yi)組(zu)裝(zhuang)金(jin)屬(zhu)網(wang)前(qian)柵(zha)三(san)極(ji)結(jie)構(gou)場(chang)致(zhi)發(fa)射(she)顯(xian)示(shi)器(qi)件(jian)，場(chang)發(fa)射(she)測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)，器(qi)件(jian)具(ju)有(you)明(ming)顯(xian)的(di)柵(zha)控(kong)特(te)性(xing)。

2.2.2 激(ji)光(guang)誘(you)導(dao)化(hua)學(xue)氣(qi)相(xiang)沉(chen)澱(dian)法(fa)(LICVD 法(fa))

激(ji)光(guang)誘(you)導(dao)化(hua)學(xue)氣(qi)相(xiang)沉(chen)澱(dian)法(fa)是(shi)利(li)用(yong)反(fan)應(ying)氣(qi)體(ti)對(dui)特(te)定(ding)波(bo)長(zhang)激(ji)光(guang)束(shu)的(di)吸(xi)收(shou)而(er)熱(re)解(xie)或(huo)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying), 經(jing)成(cheng)核(he)生(sheng)長(zhang)形(xing)成(cheng)納(na)米(mi)粉(fen)體(ti); 或(huo)運(yun)用(yong)高(gao)能(neng)激(ji)光(guang)束(shu)直(zhi)接(jie)照(zhao)射(she)金(jin)屬(zhu)片(pian)表(biao)麵(mian)加(jia)熱(re)氣(qi)化(hua)、蒸(zheng)發(fa)、氧(yang)化(hua)獲(huo)得(dei)氧(yang)化(hua)物(wu)納(na)米(mi)粉(fen)體(ti)。以(yi)惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti)為(wei)載(zai)氣(qi)，以(yi) Zn 鹽(yan)為(wei)原(yuan)料(liao)，用(yong)激(ji)光(guang)器(qi)為(wei)熱(re)源(yuan)加(jia)熱(re)反(fan)應(ying)原(yuan)料(liao)，使(shi)之(zhi)與(yu)氧(yang)反(fan)應(ying)生(sheng)成(cheng)超(chao)細(xi) ZnO 粒(li)子(zi)。此(ci)法(fa)製(zhi)備(bei)的(di)納(na)米(mi)具(ju)有(you)顆(ke)粒(li)大(dai)小(xiao)均(jun)一(yi)、粒(li)度(duo)分(fen)布(bu)窄(zhai)、分(fen)散(san)性(xing)好(hao)、純(chun)度(duo)高(gao)、不(bu)團(tuan)聚(ju)等(deng)優(you)點(dian), 但(dan)耗(hao)能(neng)大(dai)、粉(fen)體(ti)回(hui)收(shou)率(shuai)低(di)、成(cheng)本(ben)高(gao),難(nan)以(yi)實(shi)現(xian)工(gong)業(ye)化(hua)生(sheng)產(chan)。

2.2.3 噴(pen)霧(wu)熱(re)解(xie)法(fa)

利(li)用(yong)噴(pen)霧(wu)熱(re)解(xie)技(ji)術(zhu)，將(qiang)有(you)機(ji)鋅(xin)鹽(yan)的(di)水(shui)溶(rong)液(ye)作(zuo)為(wei)前(qian)驅(qu)體(ti)，使(shi)其(qi)霧(wu)化(hua)為(wei)氣(qi)溶(rong)膠(jiao)微(wei)液(ye)滴(di)，液(ye)滴(di)在(zai)反(fan)應(ying)器(qi)中(zhong)經(jing)蒸(zheng)發(fa)，幹(gan)燥(zao)，熱(re)解(xie)，燒(shao)結(jie)等(deng)過(guo)程(cheng)形(xing)成(cheng)納(na)米(mi) ZnO 粒(li)子(zi)。該(gai)法(fa)過(guo)程(cheng)簡(jian)單(shan)連(lian)續(xu)，所(suo)得(dei)產(chan)品(pin)純(chun)度(duo)高(gao)、粒(li)度(duo)和(hu)組(zu)成(cheng)均(jun)勻(yun)，但(dan)存(cun)在(zai)能(neng)耗(hao)大(dai)、高(gao)活(huo)性(xing)粉(fen)體(ti)在(zai)高(gao)溫(wen)下(xia)容(rong)易(yi)聚(ju)結(jie)等(deng)缺(que)點(dian)。劉(liu)凱(kai)鵬(peng)等(deng)[4]采(cai)用(yong)超(chao)聲(sheng)噴(pen)霧(wu)熱(re)分(fen)解(xie)工(gong)藝(yi)，在(zai) Si 襯(chen)底(di)上(shang)製(zhi)備(bei)了(liao) ZnO 薄(bao)膜(mo)。

3.固(gu)相(xiang)法(fa)

固(gu)相(xiang)法(fa)是(shi)把(ba)鋅(xin)鹽(yan)或(huo)金(jin)屬(zhu)氧(yang)化(hua)鋅(xin)按(an)配(pei)方(fang)充(chong)分(fen)混(hun)合(ge)製(zhi)得(dei)前(qian)驅(qu)物(wu) （碳(tan)酸(suan)鋅(xin)，氫(qing)氧(yang)化(hua)鋅(xin)或(huo)草(cao)酸(suan)鋅(xin) ） ，研(yan)磨(mo)後(hou)再(zai)進(jin)行(hang)煆(duan)燒(shao)，通(tong)過(guo)發(fa)生(sheng)固(gu)相(xiang)反(fan)應(ying)，直(zhi)接(jie)得(dei)到(dao)或(huo)再(zai)研(yan)磨(mo)後(hou)得(dei)到(dao)納(na)米(mi) ZnO 粉(fen)末(mo)。該(gai)法(fa)克(kei)服(fu)了(liao)傳(zhuan)統(tong)濕(shi)法(fa)存(cun)在(zai)團(tuan)聚(ju)現(xian)象(xiang)的(di)缺(que)點(dian)，具(ju)有(you)無(wu)溶(rong)劑(ji)、無(wu)團(tuan)聚(ju)、高(gao)產(chan)率(shuai)、合(ge)成(cheng)工(gong)藝(yi)簡(jian)單(shan)、汙(wu)染(ran)少(shao)等(deng)優(you)點(dian)。但(dan)是(shi)操(cao)作(zuo)難(nan)度(duo)較(jiao)大(dai)，應(ying)很(hen)難(nan)均(jun)勻(yun)充(chong)分(fen)進(jin)行(hang)。因(yin)此(ci)其(qi)應(ying)用(yong)前(qian)景(jing)受(shou)到(dao)了(liao)一(yi)定(ding)的(di)限(xian)製(zhi)。