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纳米氧化锌及其复合物的制备与性能研究的中期报告
摘要：
本文研究了纳米氧化锌及其与不同材料的复合物的制备工艺及性能，结果表明，采用水热法可以制备出高纯度的纳米氧化锌，其具有较高的比表面积和优异的光学性能。在不同的复合体系中，纳米氧化锌与石墨烯、碳纤维、金属氧化物等材料复合后，能够显著提高复合体系的机械、电学、光学性能。综合考虑，纳米氧化锌及其复合体系具有广阔的应用前景。
引言：
纳米氧化锌作为一种功能性材料，具有很多优异的物理、化学性质，在太阳能电池、传感器、催化剂等方面具有重要的应用价值。其制备方法多种多样，比如水热法、溶胶-凝胶法、气相沉积法等，但是水热法具有反应条件温和、反应时间短、反应产物纯度高等优点，因此常被用于制备纳米氧化锌。
然而，纳米氧化锌单独应用时其力学性能较弱，而与其他材料复合后则能显著改善其性能。例如与石墨烯、碳纤维等材料复合后，可以提高纳米氧化锌的电学性能；与金属氧化物复合后，则具有优异的催化性能。因此，研究纳米氧化锌及其复合体系的制备与性能对于拓展其应用具有重要意义。
材料与方法：
1.纳米氧化锌的制备
采用常规水热法制备纳米氧化锌。首先将氢氧化锌和氢氧化钠粉末溶解在去离子水中，得到混合溶液，然后将该混合溶液加热到180℃并保持4h，得到沉淀，再经过离心、洗涤、干燥等处理，得到纳米氧化锌粉末。
2.复合体系的制备
（1）纳米氧化锌/石墨烯复合物的制备。将纳米氧化锌与石墨烯混合并搅拌，然后将所得混合物加入去离子水中并超声处理，之后再经过热处理，得到纳米氧化锌/石墨烯复合物。
（2）纳米氧化锌/碳纤维复合物的制备。将碳纤维切断并与纳米氧化锌混合，然后将混合物放入高温炉中热处理，在惰性气氛下，得到纳米氧化锌/碳纤维复合物。
（3）纳米氧化锌/金属氧化物复合物的制备。将纳米氧化锌与金属氧化物混合，然后将混合物加入合适的溶剂中，并经过高压处理，在一定的温度下，得到纳米氧化锌/金属氧化物复合物。
结果与讨论：
通过X射线衍射分析，得到所制备的纳米氧化锌具有良好的晶体结构，表明采用水热法能够制备出高纯度的纳米氧化锌。通过分别探究含量不同的石墨烯、碳纤维等材料与纳米氧化锌相混合后的复合体系，发现这些复合体系具有更高的比表面积和更优异的电学性能，比如电导率和电容率等方面均得到了提高。
值得注意的是，在合适的制备条件下，纳米氧化锌与一些金属氧化物，如二氧化钛、氧化铁等，也能够制备出有效的复合体系。在这些复合体系中，纳米氧化锌和另一种金属氧化物的相互作用能够增强催化剂的催化活性，催化效率得到了提高，这表明该类复合体系在催化剂领域有着广阔的应用前景。
结论：
本次研究通过水热法制备了高纯度的纳米氧化锌，并与不同的材料进行复合，得到具有优异性能的复合体系。综合考虑，纳米氧化锌及其复合体系在能源、传感器、催化剂等领域具有广阔的应用前景。