水热条件下碱式氯化锌转化机理的研究

1.绪论

1.1引言

ZnO是一种重要的多功能半导体材料，纳米ZnO与传统的微米ZnO材料相比，其量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和界面效应使得材料具有一系列优异的电、磁光、力学和化学等宏观效应，尤其是在光催化、光电转化这一具有挑战性的领域；二维纳米结构具有大的表面积外露于环境中，在催化、药物传输等方面具有更重要的应用前景^[7]。近年来，人们对ZnO的研究产生了极大的兴趣，Li Yan ^[11]等人对ZnO纳米棒、纳米盘等具有特定形状的合成进行了大量的研究，了解了氧化锌生长机理的基础上，提出了实现预期氧化锌结构的可行方法。而Zn₅(OH)₈Cl₂bull;H₂O作为具有二维叠加结构的层状碱性盐，其晶体基础面之间存在相互作用力，导致片状物之间不易相互团聚，以其作为前驱体可制备具有分散性良好的ZnO。

碱式氯化锌1985年被首次在自然界发现，是一种无色呈扁平六方体的晶体，又因为其具有不溶于水和较差的导电性，碱式氯化锌可以作为锌的保护层，保护锌不被腐蚀^[3]，还可以制作成电化学超级电容器等，同时也具有相对较高的抗菌性和抗腹泻效果、较高的生物利用率、促进生长效果好、具有更好的稳定性和对环境友好等优点^[15]，可以制作成用处很多的产品，具有良好的商业前景；碱式氯化锌的热解自1967年以来就一直被人们研究，其热解的最终产物为ZnO，但是其热解过程的机理一直没有得到一个明确的解释，并且分步过程中众多中间产物没有得到解释，而且碱式氧化锌的热解实验会因为实验条件的不同而得到不同的结果^[1]。所以研究碱式氯化锌的转化机理成为一大热点。

1.2碱式氯化锌的制备

1.2.1微波辅助法

Lian Hua Fu 等人^[2]以纤维素为基体，以ZnCl₂ bull;3H₂O和微晶纤维素为原料，在空气中用微波辅助法制备Zn₅(OH)₈Cl₂ bull;H₂O片材。用离心分离法将产物从溶液中分离出来，洗涤，去离子水和乙醇。该微波处理方法简单、快速、不依赖任何添加剂，为纤维素为基体的无机材料合成提供了一种新的策略。

1.2.2超声化学法