第30卷，第5期 2010年5月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.30,No.5pp1257-1260
May，2010
拉曼光谱法研究纳米结构多孔ZnO微球的合成机理
铮铮，张学骜，王晓蜂，常胜利
国防科技大学理学院物质与材料科学实验中心，湖南长沙410073
摘要利用拉受光谱方法，对柠橡酸钠辅助水热合成纳米结构多孔ZnO微球的机理进行了研究。样品的拉曼光谱特征显示，多孔ZnO微球中存在Zn-柠檬酸配合物：分析表明反应溶液中柠檬酸钠水解产生的柠模酸根与Zn+结合形成Zn-柠檬酸配合物，该配合物化学吸附在Zn(OH)2晶核的（204)和(503)晶面，使 Zn(OH)：晶核择优生长形成纳米薄片状结构；水热过程中Zn(OH)微晶团聚形成纳米片状结构多孔 Zn(OH):微球并以沉淀析出。研究发现吸附在薄片表面的Zn-柠檬酸配合物提高了Zn(OH)：微晶的热稳定性，使得Zn(OH)：的分解温度高于200C，加热到300C后Zn(OH)：完全分解获得纳米结构多孔ZnO微球。
关键词ZnO；多孔微球；Zn-柠檬酸配合物；拉曼光谱
中图分类号：0657.3
引言
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j. issn. 10000593(2010)05-1257-04
中的作用，如果以此作为切入点进行研究，将有助于认识多孔ZnO微球的形成机理。
为此，本文采用拉曼光谱法分析多孔ZnO微球的光谱
ZnO是一种重要的n型ⅡI-VI族半导体材料，其纳米结构具有优良的光学和电学特性，广泛应用于发光器件!，气敏传感器[2)、催化剂以及太阳能电池(等领域。随着对纳米ZnO研究的深人，越来越多的事实表明ZnO的形貌在应用中起着关键作用。目前已经制备出多种形貌的ZnO纳米结构，如纳米棒、空心微球、多孔薄膜、纳米管、纳米带等(-)。2005年He)采用一种新型的乳剂法制备出表面具有纳米孔结构的ZnO微球，该微球具有大比表面积和无定性模板特性，在光催化和生物传感方面具有很好的应用前景，获得了广泛关注。随后，Shi等[]以致密的TiO膜作为基底，水热合成辐射状多孔ZnO微球。Kuo等(12)]则提出在硝酸锌和六次甲基四胺的先驱体水溶液中，添加柠檬酸钠作为封堵剂，制备出纳米薄片结构多孔ZnO微球，在对苯酚光解作用测试上获得了很好的效果；此后，Wang等[13]对该方法制备多孔ZnO微球的有效控制作了进一步研究，指出这是大规模制备多孔ZnO微球的有效途径；最近，Lu等[14] 将该方法制备的多孔ZnO微球应用于安培生物传感器，利用其生物兼容性和多孔特性作为固定酶的模板，很好地维持了酶的稳定性和生物活性。然而，目前有关多孔ZnO微球的报道大多集中于制备表征和应用研究方面，对于微球的形成机理研究甚少，尤其是柠檬酸钠在辅助合成多孔ZnO微球
收日期：2009-05-06，修订日期：2009-08-08
特性，并结合XRD表征获得微球的组分特征以及结合形式，从而揭示柠檬酸钠在形成微球过程中的作用等信息，为多孔 ZnO微球的可控生长提供指导。
实验部分
本实验采用文献[14门的方案制备多孔ZnO微球，配制浓度分别为0.05mol，L-1硝酸锌、0.05mol·L-1六次甲基四胺和0.05mol·L-1柠橡酸二钠的均匀混合溶液，在95℃水裕条件下加热35min，将收集的白色沉淀用无水乙醇和去离子水各冲洗3遍，然后在65℃干燥箱中干燥2h，最后将白色沉淀等分后分别在100，200，300和400C下热处理2h。
利用HitachiS-4800场发射扫描电子显微镜(SEM)对样品的形貌进行了观察，加速电压5.0kV；由BrukerRAMⅡ 激光拉变光谱仅测试样品的拉变光谱特性，激光波长1064 nm；样品的X射线衍射谱图由RigakuD/MAX-TTRⅢX射线衔射仪(XRD)测定，Cu靶Ka射线入=0.15418nm，电压
50kV，电流300mA。 2结果和讨论
图1是本实验中制备的样品在100℃热处理后的SEM
基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)项月(2009AA01Z114)资助
作者简介：邵争铮，1982年生，国防科技大学理学院博士研究生万方数据
e-mail; zzshaonudt. edu.cn; zzshao@yeah.net