1. 研究目的与意义
纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围（1～100 nm）或由他们作为基本单元构成的材料。当颗粒尺寸小到纳米级（1～100 nm）时，其表面原子数、比表面积和表面能等均随着粒径的减小而急剧增加，从而表现出小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等特点，具有良好的光学性质、磁性、催化性能等。
近年来纳米氧化物半导体成为研究热点，其中以氧化锌、氧化钛为最，而研究表明氧化锌的吸收光谱比氧化钛的吸收光谱宽，故本次研究主要研究纳米氧化锌。在现有的氧化物半导体中，氧化锌由于具有特殊的能级结构，在室温条件下易被紫外光激发，即当一个具有一定能量的光子或者具有超过这个半导体带隙能量的光子射入半导体时，一个电子就会从价带激发到导带，产生光生电子和光生空穴，从而实现光电转换。另外，纳米级氧化锌由于其特殊的纳米效应而同时具有纳米材料和传统氧化锌的双重特性。与传统氧化锌产品相比，其比表面积大、化学活性高，产品细度、化学纯度和粒子形状可以根据需要进行调整，并且具有光化学效应和较好的遮蔽紫外线性能，其紫外线遮蔽率高达98%；同时，它还具有抗菌抑菌、祛味防酶等一系列独特性能。同时，由于氧化锌材料原料易得，制备简单，并且具有较高的热稳定性和化学稳定性，对人体无毒，对环境友好，因此其已成为目前研究中的热点材料之一。
金属氧化物粉末如氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝及氧化镁等，将这些粉末制成纳米级时，由于微粒之尺寸与光波相当或更小时，由于尺寸效应导致使导带及价带的间隔增加，故光吸收显著增强。而氧化锌的禁带宽度为3.3ev，所以纳米氧化锌在光吸收波段上主要集中于紫外光波段190～365 nm，由于现今所知纳米材料的主要关注重点为其尺寸及形貌，故纳米氧化锌的产品是越小越好，比表面积是越大越好，当其尺寸减小时其吸收波段将会发生明显的蓝移，仅能受紫外光激发。而太阳辐射是短波辐射，能量主要集中在波长较短的可见光部分即靠近紫外光的可见光波段，紫外光波段的能量仅占太阳光能量的3～5 %从而会导致能量的利用效率降低，对光的利用效率较低，因而其实际应用性能受到了一定的局限。而从对氧化锌晶体结构的研究可以发现，其晶格中具有较多的空隙，相对容易被其它物质所掺杂，由此我们不妨考虑可以通过对纳米氧化锌掺杂从而在保证其尺寸、形貌、比表面的情况下拓宽其光吸收波段，既保证在紫外光波段的吸收能力有保证其在靠近紫外光的可见光波段的吸收能力，提高其光利用效率。在掺杂这一方面有许多前辈做出了尝试，如氮、镉、钕、锰、铝等等，也有如氧化铁掺杂氧化钨的尝试，并取得了不错的效果，因此我们尝试用氧化铁对纳米氧化锌进行掺杂。
2. 研究内容和预期目标
主要研究内容：
3. 研究的方法与步骤
研究方法
4. 参考文献
1.zhou x, xiao y, wang m, et al. highenhanced sensing properties for zno nanoparticle-decorated round-edged a-fe2o3 hexahedrons. [j]. acs applied materials interfaces, 2015 7: 8743
2.alenezi m r, henley s j, emerson n g, et al. from1d and 2d zno nanostructures to 3d hierarchical structures with enhanced gassensing properties. [j]. nanoscale 2014, 6: 235
3.sun x h, hao h r, ji h m, et al. nanocastingsynthesis of in2o3 with appropriate mesostructuredordering and enhanced gas-sensing property. [j]. acs appl mater interfaces,2014, 6: 401
5. 计划与进度安排
1.2022-12-28~2022-03-15：查阅文献，了解课题背景，完成开题报告。
2.2022-03-16~2022-03-25：采用水热法并控制实验条件的情况下制备掺杂材料。
3.2022-03-26~2022-04-07：初步判定材料是否掺杂成功，并对失败的进行总结改进，尽可能制备较成功的掺杂材料。
