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)一個具有一定能量的光子或者具有超過這個半導(dǎo)體帶隙能量Eg的光子射入半導(dǎo)體時，一個電子從價帶NB激發(fā)到導(dǎo)帶CB，而留下了一個空穴。激發(fā)態(tài)的導(dǎo)帶電子和價帶空穴能夠重新結(jié)合消除輸入的能量和熱，電子在材料的表面態(tài)被捕捉，價態(tài)電子躍遷到導(dǎo)帶，價帶的孔穴把周圍環(huán)境中的羥基電子搶奪過來使羥基變成自由基，作為強氧化劑而完成對有機物（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，而無光照時呈黑色。

納米氧化鋅可用來處理空氣污染方面的問題是因為它具有高比表面積、高活性、特殊物理性質(zhì)、致使它對外界環(huán)境（如溫度、光、濕氣等）十分敏感，外界環(huán)境的改變會迅速引起其電阻的顯著變化，此種特性使之在感測方面很有潛力。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系統(tǒng)或攜帶式監(jiān)測器，因此被廣泛地使用在家庭、工廠環(huán)境中以檢測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、手機及半導(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。

加強制備過程中的分散技術(shù)，不產(chǎn)生二次聚集。

加強納米氧化鋅與其他納米材料或有機高分子材料的復(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)濟效益。

納米氧化鋅的性能表征

納米級氧化鋅的突出特點在于產(chǎn)品粒子為納米級，同時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)品細度、化學(xué)純度和粒子形狀可以根據(jù)需要進行調(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98%；同時，它還具有抗菌抑菌、祛味防酶等一系列獨特性能。

清華大學(xué)分析測試中心用透射電鏡對產(chǎn)品進行了分析，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比表面及孔徑測定儀（北京金埃譜科技公司）測試，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鑒定，結(jié)果表明，在豐富細菌培養(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，自身易團聚；另一方面，納米氧化鋅表面極性較強，在有機介質(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。因此對納米氧化鋅粉體進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)報告中，只有采用BET方法檢測出來的結(jié)果才是真實可靠的，因為國內(nèi)外制定出來的比表面積測定標準都是以BET測試方法為基礎(chǔ)的,請參考(GB.T 19587-2004)-氣體吸附BET原理測定固態(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)上的擴展和延伸，即根據(jù)應(yīng)用場合的需要，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)都會發(fā)生變化，一般可以自動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、有機硅等）作表面改性劑對納米粒子表面進行化學(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納米粒子表面進行改性。

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?，對納米氧化鋅進行表面改性，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。

納米氧化鋅的應(yīng)用