银-螺旋氧化锌复合纳米管的制备及其光催化性能研究(5)
（7）喷雾热解法
喷雾热解法是以可溶锌盐作为原料，将其配制成溶液。N2或空气等作为载气，将锌盐的溶液喷射进入高温反应器中。在高温下，锌盐的雾珠中的水分会被蒸发，锌盐也会发生热分解，从而形成粒径在10-100nm的氧化锌粉末。赵新宇等[19]利用喷雾热解技术,以二水合醋酸锌为前驱物合成氧化锌超细粒子,制得粒径为20-30 nm,结构为立方晶系的氧化锌粉体。这种方法的优点在于产品纯度较高，粒径均匀，过程易于控制，具备全面实现工业化生产的条件。
（8）固相合成法
固相合成法是在室温条件下，以乙二酸盐和乙酸盐等作为原料，通过固相之间配位反应制备出在较低温度下即可分解的固相金属配合物前驱体，如:二水合草酸锌、碳酸锌，然后经热分解净化制得纳米氧化锌。沈茹娟等[20]以醋酸锌和8-羟基喹啉为原料，室温下以固相法合成的8-羟基喹啉合锌，经400℃热分解得到了平均粒径约为10nm的ZnO粉体；张永康等[21]以ZnSO4•7H2O和Na2CO3为原料用此法合成的ZnO粉体粒径为6.0-12.7nm；俞建群等[22]利用此法也得到了平均粒径为20nm的ZnO粉体。相较于液相合成法，固相合成法的原料成本低，无需溶剂，合成温度低，产率高，工艺流程短，反应条件易于控制。
1.2.3 纳米氧化锌的性质及应用
氧化锌(ZnO)作为一种直接带隙宽禁带化合物半导体材料，具有较宽能带隙和较大激子束缚能。由于纳米材料的纳米特性和化学适应性，纳米ZnO具备光、电、磁、热敏感性。这些优异性能其他普通材料并不具备，所以在气敏器件、压电器件、透明电子器件、紫外光发射等及其他传感器领域的应用，已经引起研究人员的广泛关注。纳米ZnO活性强，具有杀菌、抗红外线、抗紫外线的功能，已广泛应用抗菌玻璃、陶瓷、防晒霜化妆品、有屏蔽紫外功能纤文和材料等产品中。在橡胶工业中，纳米ZnO作为高效的活性剂和促进剂，可以大大提高橡胶产品的耐磨性能、耐高温性能、耐腐蚀性能以及耐老化性能等多方面性能。在陶瓷工业中，纳米ZnO可作为乳釉料的助熔剂。纳米ZnO被广泛应用于涂料、塑料、油墨、油漆中，可以实现大大增强产品的强度、粘合性、光洁度、致密性等。纳米ZnO还可广泛应用于印染、颜料、造纸、电缆、医药、国防等工业领域[23]。
1.2.4 银／氧化锌在光催化中研究
氧化锌具有较高的表面功函数，然而金属的表面功函数较低，因此氧化锌与金属两者的复合可在接触的异质表面形成电子的通道，从而使氧化锌晶体内的自由电子迅速传导到表面负载的金属颗粒上[24]。因此氧化锌自身的电子组态会随之改变，进而改变其光学性质。贵金属本身就拥有较强的催化能力，由协同作用可知，贵金属与氧化锌的复合可以大大提升提高光催化活性。考虑到原料的成本问题，氧化锌与银纳米颗粒的复合受到广泛关注。研究人员的工作重点包括探究氧化锌与银纳米颗粒间的成键问题，以及银的负载比例对氧化锌材料表观的光学及催化性质的影响规律[25]。研究发现在光催化剂的表面沉积适量的贵金属有两个作用：一，有利于光生电子和空穴的有效分离，二，能够降低还原反应的超电压。同时还发现，光催化剂颗粒表面沉积贵金属后，能够使载流子重新进行分布，光电子将从费米能级较高的 N型半导体转移到费米能级较低的贵金属上，直到它们的费米能级相同，即 ZnO半导体表面沉积的贵金属促进了光生电子与空穴的分离，延长了空穴的寿命，从而提高了光催化氧化活性[26]。
图1.2 氧化锌光催化原理示意图
如图1.2为氧化锌光催化原理示意图。稳态的ZnO 价带(VB)中充满电子，而导带(CB)是一系列空能级轨道的集合体，二者之间为禁带。当纳米氧化锌表面受到波长λ小于368 nm 的光照射时，价带中的电子获得光子的能量从而发生跃迁，从价带(VB)至导带(CB)，在这一过程中形成了光生电子(e－)，同时价带中则相应地形成空穴(h＋)[27],[28]。
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