ZnO是一种集光电、压电、气敏、压敏等性能于一身的多功能材料。而且随着近年来,ZnO纳米线、纳米带、晶须等形态ZnO的成功制备,不仅其原本的性能得到提高,而且表现出一些独特、新奇的性质。在各种功能信息材料中,ZnO极具发展潜力,有着广泛的应用前景。如何控制ZnO的结晶形态是目前实现ZnO工业生产需要解决的主要问题。ZnO多姿的结晶形态已经成为ZnO研究的热点。本论文采用化学气相法制备了氧化锌晶体,通过对原料、实验设备、预热温度、反应温度、保温时间、气体流量的考察,总结出各个工艺条件对晶体生长的影响规律,实现对氧化锌晶体的可控生长。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对各种形态的产物进行成分、形貌和结构的表征,并对氧化锌晶体的光学特性进行了初步的研究。以锌颗粒为原料时,能获得形貌较好的氧化锌晶体;当炉膛的预热温度在400~500℃,反应温度在1100℃时,能够获得微米级氧化锌晶体。随着保温时间的增加,晶体尺寸也随着增加,由于受限于反应设备和原料的量,当保温时间超过5小时,晶体尺寸及产量没有明显的提高。获得的氧化锌晶体具有很好的结晶特性。在不同的外部条件下,生长出了颗粒状、针状、棒状、铅笔状、刺猬状、多针状、叶片状、梳状、螺旋桨状、四角状等形貌丰富的氧化锌晶体。从氧化锌晶体的光致发光谱可知,其具有近紫外发光特性及绿光特性。氧化锌晶体在紫外光催化下,降解甲基橙的降解率可达到60%。分别从晶体学、晶体生长动力学、晶体生长热力学等方面,结合实验条件,对氧化锌晶体的生长过程进行描述。氧化锌晶体的生成过程包括成核、晶体的轴向生长、晶体的径向生长、停止生长四个阶段。
