纳米氧化锌的功能性质综述与前景展望

纳米氧化锌是当前应用前景较为广泛的高功能无机材料。由于其颗粒尺寸的细微化，比表面积急剧增加，表面分子排布、电子结构和晶体结构都发生变化，具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。从而使纳米氧化锌具有一系列优异的物理、化学、表面和界面性质，在磁、光、电、催化等方面具有一般氧化锌所无法比拟的特殊性能和用途。不但可以处理废水中有机污染物，还可以作为抗菌剂添加到其他物质中，而且随着纳米氧化锌应用范围的不断开拓，其必定会给人们的生活带来众多好处。

纳米氧化锌的特性：

1、表面效应：纳米粒子粒径减小后，其表面原子数与总原子数之比会逐渐变大，从而导致纳米粒子性质发生改变，粒子的粒径越小，

表面的原子数就会越多，使表面原子活泼，可以与其他原子合并，活泼性强，于是产生了“表面效应”。

2、小尺寸效应：当纳米粒子的粒径达到某一值时，纳米粒子的光、电、热、力学、磁等性质有着鲜明的变化，称为小尺寸效应。

3、宏观量子隧道效应：当势垒高度高于微观粒子的总能量时，粒子就可以穿越这个势垒，这种能力称为隧道效应。纳米粒子穿越势垒后，其磁化强度会改变，因此称为宏观的量子隧道效应。

4、体积效应：体积效应是当物质的体积减小时，一种是那些与物质本身有关的性质变了；另一种是物质本身的特性会变动。

5、介电限域效应：介电限域效应是纳米粒子在非均匀介质间的介电增强所产生的一种情况。其对光吸收，光化学等作用很大，而且对纳米粒子的光吸收带边的红移产生作用。

纳米氧化锌的现状：

纳米氧化锌应用研究出来在橡胶、化工、涂料、陶瓷、玻璃、电子、医药卫生和食品等传统工业外随着材料纳米化和功能性的深入研究，进一步拓宽了它的应用领域，其中紫外线屏蔽、光催化导电氧化锌等方面的应用研究开展的比较多。但是从上述的应用情况来看，对纳米氧化锌的应用基本理论的研究比较少。

根据光敏半导体催化理论和实验发现，半导体催化能力和其能级结构有关，其禁带宽度越小，催化能力越强。但从禁带所处能级及抗光阴极腐蚀性来看，半导体粉末催化活性顺序为TiO2>ZnO>WO3。

纳米光催化主要用于分解有机物、贵金属回收，对废水和空气中有机物、NO等有害物进行催化、氧化、分解来金华和空气，还能使微生物、细菌等分解成CO2和H2O，起到灭菌、除臭、防污、自洁的作用。

由于大气臭氧层的破坏，到达地球表面的紫外线强度日趋增加，人类由此造成的皮肤病威胁越来越大。因此紫外线的防护已成为非常重要的研究课题之一。对纳米氧化锌紫外线的研究主要是防辐射的问题。