納米Ag/ZnO的制備研究進(jìn)展

張楠

摘 要：文章中對(duì)目前制備氧化鋅及其與銀的雜化結(jié)構(gòu)進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)，最后對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：Ag/ZnO；納米材料；制備；展望

緒論

近年來，隨著環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，半導(dǎo)體多相光催化的研究越來越引起人們的關(guān)注，納米ZnO光催化劑的研究報(bào)道很多，可見其很受重視。但是，純ZnO納米光催化劑存在光吸收主要在紫外區(qū)，對(duì)太陽能的利用率較低；載流子與電子的分離效率低，嚴(yán)重阻礙了其在光催化領(lǐng)域的發(fā)展等問題。而貴金屬離子的沉積可能使納米ZnO產(chǎn)生晶格缺陷和雜質(zhì)能級(jí)，從而改善光量子效率、提高氧化還原能力、擴(kuò)大光譜吸收范圍。因此，ZnO與納米Ag顆粒的復(fù)合成為研究者關(guān)注的熱點(diǎn)[1-3]。文章對(duì)Ag/ZnO納米復(fù)合材料的研究進(jìn)展進(jìn)行簡要介紹。

1 制備方法

1.1 物理法

李浩[4]采用磁控濺射技術(shù)在藍(lán)寶石基底上制備了ZnO薄膜，然后然后將Ag離子注入ZnO薄膜中，形成Ag/ZnO復(fù)合材料。

1.2 化學(xué)法

Chen[5]采用光化學(xué)沉積法制備Ag/ZnO復(fù)合材料，研究拉曼信號(hào)的增強(qiáng)和光催化活性。

Wu[6]采用兩步水熱方式，調(diào)節(jié)銀含量的方式制備了針狀的Ag-ZnO納米棒雜化結(jié)構(gòu)。這種方式制得的Ag-ZnO雜化材料中Ag的粒徑在30-50nm左右，在氧化鋅表面均勻分散。針狀雜化物的長度大約480納米左右。通過改變反應(yīng)物濃度，比如，硝酸銀的濃度，可以調(diào)控產(chǎn)物中銀的含量，進(jìn)一步影響光催化性能。這種方法也可以用于其他氧化鋅基材料的制備。

Sambhaji S. Warule等人采用無模板的一步法制備了Ag-ZnO雜化結(jié)構(gòu)[7]。并討論了可能的反應(yīng)機(jī)理。進(jìn)一步，銀與氧化鋅間的雜化結(jié)構(gòu)具有較低的功函，為場(chǎng)發(fā)射性能提供了一種行之有效的方法。場(chǎng)發(fā)射研究表明，在發(fā)射電流密度為～10微安/平方厘米時(shí)，開啟場(chǎng)為1伏特/微米。當(dāng)施加場(chǎng)為2.25伏特/微米時(shí)，場(chǎng)發(fā)射電流密度為400微安/平方厘米時(shí)。

Sanjit Sarkar and Durga Basak 報(bào)道了采用一步水熱技術(shù)以氧化石墨為基底，硝酸銀和乙酸鋅為前驅(qū)體制備了還原氧化石墨基底的銀-氧化鋅納米粒子[8]。這結(jié)果表明，在90分鐘內(nèi)，約有72%的甲基橙被降解。這種光催化性能的提高是由于從氧化鋅到銀粒子和還原氧化石墨烯的高效的電子轉(zhuǎn)移過程引起的。研究結(jié)果將對(duì)合成高效氧化鋅基光催化劑以及理解其光催化性能的機(jī)理起到重要的作用。

Kobi Flomin等人將銅，金，銀等金屬與氧化鋅形成納米金字塔形的雜化結(jié)構(gòu)[9]。這種雜化結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)非常明顯的形貌，其中金屬可以有選擇性的與氧化鋅金字塔形結(jié)構(gòu)的頂端或底部結(jié)合。這項(xiàng)工作中首次就這種雜化結(jié)構(gòu)進(jìn)行了報(bào)道。

Wu Aiping[10]等人報(bào)道了一種快速簡易的制備銀納米結(jié)構(gòu)的方法，能在短短兩分鐘內(nèi)采用微波加熱的方法大量制備。采用片層狀的銀-DT結(jié)構(gòu)作為前驅(qū)體，通過微波加熱后，得到粒徑小于5納米的銀納米粒子。

Mariana等人報(bào)道了在氫氧化鋰存在下水解硝酸鋅得到氧化鋅的工作[11]。在高分子溶膠的作用下，這種金屬氧化物材料可以用于織物的處理?；谘趸\，Ag：ZnO/CS雜化的以及四鈦酸脂通過溶膠凝膠的方法制備膜層。

2 展望

綜上所述，氧化鋅納米材料在光催化降解有機(jī)物，抗菌織物的涂層材料以及場(chǎng)發(fā)射電子材料和高密度電流材料方面有著廣闊的應(yīng)用前景。因此，對(duì)其的合成方法和性能改進(jìn)研究是一項(xiàng)非常有意義工作。廣大科技工作者在這方面已經(jīng)做了很多的嘗試和探索，但是根據(jù)不同領(lǐng)域的需求，仍有大量的工作需要開展。

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