zno的浓度

问题描述

精选答案

240mg/kg

氧化锌是一种无机物，化学式为ZnO，是锌的一种氧化物。难溶于水，可溶于酸和强碱。氧化锌是一种常用的化学添加剂，广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。氧化锌的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。

纳米结构是以纳米尺度的物质单元为基础按一定规律构筑或营造的一种新体系。纳米技术作为一种最具有市场应用潜力的新兴科学技术，其潜在的重要性毋庸置疑，一些发达国家都投入大量的资金进行研究工作。如美国最早成立了纳米研究中心，日本文教科部把纳米技术，列为材料科学的四大重点研究开发项目之一。制备方法包括：（1）惰性气体下蒸发凝聚法（2）化学方法（3）综合方法。其中化学合成方法也是近年来引用较多的方法之一。

在间歇合成操作中，反应条件很复杂，需要根据时间做出变化。又因为反应的中间体在晶体生长过程中不断发生变化，很难控制纳米结构的形态，而且晶型生长的机理和材料性能都不可控。所以近年来利用微反应器合成纳米材料的报道不断涌现。

结果与讨论

微反应器具有卓越的传质和换热功能，可以精准控制反应的时间和温度，在纳米材料的合成中有着意想不到的好的结果。

本文通过连续流微反应器实现了纳米结构ZnO的动力学沉积实验，该反应器以ITO-PET为底座，反应过程中保持恒定的Zn浓度，改变其他反应物浓度，可以得到不同形态（柱状、锥形、笔型、薄片型）、直径、长度和堆积密度的ZnO纳米颗粒。

图1. 制备纳米ZnO的连续流微反应器示意图

图1(a)(b)是自制的聚四氟乙烯材质的微反应器，用来做ZnO纳米线状沉积实验，包括一个 4× 13 × 30 mm体积1.5mL的沉降室，基座ITO-PET上有一个铝合金金属板用来密封微反应器，用螺丝固定放止泄漏，基座的面朝反应器的下方，避免有沉淀物沉积到ZnO的纳米结构中，在底物的对面有一个带微型热电偶的陶瓷加热装置，这个加热装置安装在聚四氟乙烯微反应的背面，另一个热电偶镶嵌入微反应内部。

反应器温度由PI控制器控制，可以精确到±0.1℃。水溶性前驱体物料通过注射泵进入微反应器的磁性混合室，混合室体积有200µL，然后混合好的前驱体溶液流入微反应器的沉降室。

当纳米结构的ZnO浓度在10~12mM时，在90℃条件下，会从硝酸锌和乌洛托品（HMTA）水溶液中沉降出来，有时也会使用聚乙烯亚胺（PEI）溶液做溶剂，沉降浓度为2~10mM。前驱体溶液进料前需要使用氦气或氩气吹扫30min进行除空气处理，在加热前需要用前驱体溶液充满微反应器腔体，通常进料速度在1~10µL/s之间。

为避免准备过多的溶液，会恒定前驱体在沉降室的浓度，通过改变流量来进行反应。在微反应器的沉降室之前有一个混合室，这样的设计有利于沉降室中的前驱体加热效果，而且连续流反应可以随时改变沉降室的温度。前驱体不会再混合室沉降，因为相对于间隙操作，连续流反应的停留时间很短而不会沉降。