氧化鋅是一種半導(dǎo)體催化劑的電子結(jié)構(gòu)，在光照射下，當(dāng)一個(gè)具有一定能量的光子或者具有超過這個(gè)半導(dǎo)體帶隙能量Eg的光子射入半導(dǎo)體時(shí)，一個(gè)電子從價(jià)帶NB激發(fā)到導(dǎo)帶CB，而留下了一個(gè)空穴。激發(fā)態(tài)的導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴能夠重新結(jié)合消除輸入的能量和熱，電子在材料的表面態(tài)被捕捉，價(jià)態(tài)電子躍遷到導(dǎo)帶，價(jià)帶的孔穴把周圍環(huán)境中的羥基電子搶奪過來使羥基變成自由基，作為強(qiáng)氧化劑而完成對(duì)有機(jī)物（或含氯）的降解，將病菌和病毒殺死。

日本新興人化公司、帝人公司、倉螺公司、鐘紡公司、東洋公司等均生產(chǎn)防臭、抗菌及抗紫外線等纖維。例如日本倉螺公司將氧化鋅微粉摻入異形截面的聚酯纖維或長絲中，開發(fā)出抗紫外光纖維，除了具有遮蔽紫外光的功能外，還有抗菌、消毒、除臭等功能。

氧化鋅是很好的光致發(fā)光材料，可利用紫外光、可見光或紅外光作為激發(fā)光源而誘導(dǎo)其發(fā)光。氧化鋅在室溫下?lián)碛休^強(qiáng)的激發(fā)束縛能，可以在較低激發(fā)能量下產(chǎn)生有效率的放光。在過去幾十年，有關(guān)發(fā)光模式曾有很多類型被提出，如氧空缺、間隙中的氧離子、鋅離子缺陷或間隙中鋅離子等。氧化鋅是在藍(lán)紫外光及或見光區(qū)頗有發(fā)光潛力的材料，近來更是廣泛應(yīng)用于平面顯示器上或一些特殊功能的顏料上，在一定能量之光照下，顏料呈紅色，而無光照時(shí)呈黑色。

納米氧化鋅可用來處理空氣污染方面的問題是因?yàn)樗哂懈弑缺砻娣e、高活性、特殊物理性質(zhì)、致使它對(duì)外界環(huán)境（如溫度、光、濕氣等）十分敏感，外界環(huán)境的改變會(huì)迅速引起其電阻的顯著變化，此種特性使之在感測(cè)方面很有潛力。利用它可研發(fā)出耐熱性及耐蝕性佳、應(yīng)答速率快、靈敏度高、選擇性好、元件制作容易，以及易與微處理器組合成氣體感測(cè)系統(tǒng)或攜帶式監(jiān)測(cè)器，因此被廣泛地使用在家庭、工廠環(huán)境中以檢測(cè)毒性氣體及燃燒爆炸性氣體。將氧化鋅制成介電薄膜可廣泛用于汽車燃料電磁、冷氣機(jī)、手機(jī)及半導(dǎo)體器件。

納米氧化鋅具有半導(dǎo)體的特性，在室溫下具有比塊材氧化鋅更高的導(dǎo)電性，因而能起靜電屏蔽作用?？芍瞥煽轨o電涂料及白色導(dǎo)電纖維，同時(shí)其調(diào)色優(yōu)于常用導(dǎo)電材料碳黑，故應(yīng)用更為廣泛。

目前國內(nèi)外開發(fā)納米氧化鋅需要解決的主要問題是，應(yīng)致力把相關(guān)的制備技術(shù)、儀器分析設(shè)備及基礎(chǔ)研究結(jié)合起來，得以制備出不同的粒徑大小、結(jié)晶型態(tài)、及外觀（球形、棒狀、針狀或樹枝狀）等，使得耐米氧化鋅適合于各種產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用。

加強(qiáng)制備過程中的分散技術(shù)，不產(chǎn)生二次聚集。

加強(qiáng)納米氧化鋅與其他納米材料或有機(jī)高分子材料的復(fù)合添加技術(shù)及相關(guān)的設(shè)備研究。

加強(qiáng)納米氧化鋅涂層技術(shù)，使其適用于不同的領(lǐng)域，如抗靜電、防紫外線及紅外線吸收等。并使納米氧化鋅的應(yīng)用產(chǎn)生出巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

納米氧化鋅的性能表征

納米級(jí)氧化鋅的突出特點(diǎn)在于產(chǎn)品粒子為納米級(jí)，同時(shí)具有納米材料和傳統(tǒng)氧化鋅的雙重特性。與傳統(tǒng)氧化鋅產(chǎn)品相比，其比表面積大、化學(xué)活性高，產(chǎn)品細(xì)度、化學(xué)純度和粒子形狀可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，并且具有光化學(xué)效應(yīng)和較好的遮蔽紫外線性能，其紫外線遮蔽率高達(dá)98%；同時(shí)，它還具有抗菌抑菌、祛味防酶等一系列獨(dú)特性能。

清華大學(xué)分析測(cè)試中心用透射電鏡對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了分析，納米氧化鋅粒子為球形，粒徑分布均勻，平均粒徑20~30納米，所有粒子的粒徑均在50納米以下。經(jīng)F-Sorb 3400比表面及孔徑測(cè)定儀（北京金埃譜科技公司）測(cè)試，納米氧化鋅粉體的BET比表面積在35m2/g以上。此外，通過調(diào)整制備工藝參數(shù)，還可以生產(chǎn)出棒狀納米氧化鋅。本產(chǎn)品經(jīng)中國科學(xué)院微生物研究所檢測(cè)鑒定，結(jié)果表明，在豐富細(xì)菌培養(yǎng)基中，加入0.5%~1%的納米氧化鋅，可有效抑制大腸桿菌的生長，抑菌率達(dá)99.9%以上。

納米氧化鋅的表面改性

由于納米氧化鋅具有比表面積大和比表面能大等特點(diǎn)，自身易團(tuán)聚；另一方面，納米氧化鋅表面極性較強(qiáng)，在有機(jī)介質(zhì)中不易均勻分散，這就極大地限制了其納米效應(yīng)的發(fā)揮。因此對(duì)納米氧化鋅粉體進(jìn)行分散和表面改性成為納米材料在基體中應(yīng)用前必要的處理手段。

納米氧化鋅比表面積研究和相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)告中，只有采用BET方法檢測(cè)出來的結(jié)果才是真實(shí)可靠的，因?yàn)閲鴥?nèi)外制定出來的比表面積測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)都是以BET測(cè)試方法為基礎(chǔ)的,請(qǐng)參考(GB.T 19587-2004)-氣體吸附BET原理測(cè)定固態(tài)物質(zhì)比表面積的方法。

所謂納米分散是指采用各種原理、方法和手段在特定的液體介質(zhì)（如水）中，將干燥納米粒子構(gòu)成的各種形態(tài)的團(tuán)聚體還原成一次粒子并使其穩(wěn)定、均勻分布于介質(zhì)中的技術(shù)。納米粉體的表面改性則是在納米分散技術(shù)基礎(chǔ)上的擴(kuò)展和延伸，即根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的需要，在已分散的納米粒子表面包覆一層適當(dāng)物質(zhì)的薄膜或使納米粒子分散在某種可溶性固相載體中。經(jīng)過表面改性的納米干粉體，其吸附、潤濕、分散等一系列表面性質(zhì)都會(huì)發(fā)生變化，一般可以自動(dòng)或極易分散在特定的介質(zhì)中，因此使用非常方便。一般來講，納米粒子的改性方法有三種：1.在粒子表面均勻包覆一層其他物質(zhì)的膜，從而使粒子表面性質(zhì)發(fā)生變化；2.利用電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合體（如硅烷、鈦酸酯等偶聯(lián)劑以及硬脂酸、有機(jī)硅等）作表面改性劑對(duì)納米粒子表面進(jìn)行化學(xué)吸附或化學(xué)反應(yīng)；3.利用電暈放電、紫外線、等離子、放射線等高能量手段對(duì)納米粒子表面進(jìn)行改性。

根據(jù)不同應(yīng)用領(lǐng)域的要求，選擇適當(dāng)?shù)谋砻娓男詣┗虮砻娓男怨に嚕瑢?duì)納米氧化鋅進(jìn)行表面改性，改善其表面性能，增加納米顆粒與基體之間的相容性，從而應(yīng)用于各種領(lǐng)域，提高產(chǎn)品的性能技術(shù)指標(biāo)。

納米氧化鋅的應(yīng)用