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ZnO纳米阵列的制备、改性及性能研究
ZnO纳米阵列是一种重要的纳米材料，其制备、改性及性能研究一直是材料科学研究的热点之一。本文将从制备、改性和性能三个方面分别进行论述。
一、ZnO纳米阵列的制备
ZnO纳米阵列的制备通常采用多种方法，包括溶胶-凝胶法、水热法、气相沉积法、磁控溅射法等。其中，水热法是目前应用最广泛的一种方法。水热法制备ZnO纳米阵列的步骤如下：
1.预处理：将基板进行清洗和去除表面氧化物，用乙醇/紫外线照射等方法去除杂质。
2.配置反应体系：将适当的重量白砂糖溶解于去离子水中，并调节pH值。
3.添加反应物：将Zn(NO3)2·6H2O、NaOH等反应物加入至上述体系中。
4.水热反应：将反应体系在高温高压下进行水热反应，随着反应时间的推移，ZnO纳米晶体将会沉淀在基板表面上。
5.水洗和烘干：将反应体系经过多次水洗后，利用烘干法将基板表面的ZnO纳米晶体固定在基板表面。
二、ZnO纳米阵列的改性
ZnO纳米阵列的改性主要是为了提高其特殊性能，例如增加其光催化活性、稳定性和电性能等。目前比较有效的改性方法包括表面修饰、复合材料、掺杂等。
1.表面修饰：通过采用表面修饰剂对ZnO纳米阵列进行包覆，能够有效地增强其光催化活性和稳定性。常用的表面修饰剂包括聚乙二醇（PEG）、纳米二氧化硅（SiO2）等。
2.复合材料：将ZnO纳米阵列与其它材料进行复合。例如，将ZnO纳米阵列复合到纳米纤维或者多孔材料中，可以有效地增加其表面积，提高其光催化性质。
3.掺杂：通过将其它元素引入到ZnO晶体中，可以发生局部的电子结构改变。例如，氮、铜等元素能够有效的进行掺杂，从而提高其电性能和光催化性能。
三、ZnO纳米阵列的性能研究
ZnO纳米阵列的性能研究主要是针对其光催化性能、稳定性和电性能等方面。
1.光催化性能：ZnO纳米阵列具有优异的光催化性能。研究表明，通过调节其晶体结构、表面缺陷和表面能级，可以进一步提高其光催化性能。
2.稳定性：ZnO纳米阵列的稳定性主要指其在光催化反应过程中的稳定性。在光激发下，ZnO纳米阵列会发生光腐蚀，导致催化活性和稳定性下降。因此，研究ZnO纳米阵列的稳定性，对其应用具有重要意义。
3.电性能：ZnO纳米阵列经过掺杂等改性处理，其电性能得到了很大的提升。研究表明，ZnO纳米阵列的电性能与其晶体结构、掺杂元素和表面能级等密切相关。
结论
综上所述，ZnO纳米阵列是一种重要的纳米材料，其制备、改性和性能研究一直是科学研究的热点。通过对其制备、改性和性能三个方面的探索，有望为其在环境净化、光电子器件等领域应用提供更好的解决方案。