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【背景及概況】[1][2][3]
氧化鋅（ZnO），俗稱鋅白，是鋅的一種氧化物。難溶于水，可溶于酸和強堿。氧化鋅是一種常用的化學添加劑，廣泛地應用于塑料、硅酸鹽制品、合成橡膠、潤滑油、油漆涂料、 藥膏、粘合劑、食品、電池、阻燃劑等產品的制作中。氧化鋅的能帶隙和激子束縛能較大，透明度高，有優異的常溫發光性能，在半導體領域的液晶顯示器、薄膜晶體管、發光二極管等 產品中均有應用。
此外，微顆粒的氧化鋅作為一種納米材料也開始在相關領域發揮作用。納米氧化 鋅是一種多功能性的新型無機材料，其顆粒大小約在1～100納米。由于晶粒的細微化，其表 面電子結構和晶體結構發生變化，產生了宏觀物體所不具有的表面效應、體積效應、量子尺 寸效應和宏觀隧道效應以及高透明度、高分散性等特點。近年來發現它在催化、光學、磁學、力學等方面展現出許多特殊功能，使其在陶瓷、化工、電子、光學、生物、醫藥等許多領域有 重要的應用價值，具有普通氧化鋅所無法比較的特殊性和用途。納米氧化鋅在紡織、涂料等 領域可用于紫外光遮蔽材料、抗菌劑、熒光材料、光催化材料等。由于納米氧化鋅一系列的 優異性和十分誘人的應用前景，因此研發納米氧化鋅已成為許多科技人員關注的焦點。納米氧化鋅在涂料中使用較為頻繁，能夠顯著提高涂料的性能，但是普通納米氧 化鋅對涂料性能的提高的作用具有一定的局限度，如果打破此局限性，以繼續提高涂料的性能是所要研究的重點。
【制備】[2]
納米氧化鋅在氧化鋅領域應用最為廣泛，納米氧化鋅的制備方法主要有化學法和物理法。
1. 化學法：化學法通過控制反應條件，使原子（或分子）成核，生長成為納米粒子的方法。常見的制備方法有均勻沉淀法、直接沉淀法、水熱合成法、溶膠-凝膠法。
1）均勻沉淀法：借助溶液中的化學反應，緩慢、均勻的釋放出構晶離子，使沉淀均勻析出。均勻沉淀法加入的沉淀劑，會通過化學反應使沉淀劑在整個溶液中緩慢生成，解決外部直接加入沉淀劑所引起的沉淀劑局部不均勻問題，是目前最常用的制備方法。采用均勻沉淀法，以醋酸鋅和氨水為原料，制備的納米氧化鋅呈六方晶系結構，對甲基橙表現出良好的光催化性能，降解率達到80.1 % ，拓寬了其在光催化領域的應用范圍。
2）直接沉淀法：在可溶性鋅鹽溶液中加入沉淀劑，生成另一種不溶于水的鋅鹽或鋅的堿式鹽、氫氧化鋅等，經過濾、洗滌、干燥、焙燒等得到納米氧化鋅的方法。采用直接沉淀法，通過改變反應前驅物的濃度，制備了不同形貌的氧化鋅微晶，表征研究了不同形貌的氧化鋅對光的吸收能力，其結果對應用氧化鋅微晶降解環境污染物有指導意義。
3）水熱合成法：在高溫高壓下，借助水溶液較強的解聚能力，制備納米尺度顆粒的方法。采用水熱合成法，以堿式碳酸鋅為前驅體，制備了直徑在500 nm 左右，分散均勻的納米氧化鋅棒，并研究了水合成時間、溫度等對氧化鋅納米晶的影響。表征發現：納米氧化鋅的紫外發射光強度與其粒子結晶度正比關系。
4）溶膠-凝膠法：溶膠-凝膠法是以無機鹽或金屬醇鹽為前驅體，經水解縮聚過程逐漸膠化，再經燒結處理得到納米粉體。以醋酸鋅為原料，利用溶膠-凝膠法制備出分散性良好的納米氧化鋅粉體。表征發現：所制備的納米氧化鋅粉體純度達99 % 以上，平均粒徑在30 nm 和70 nm 左右，并提出了改性劑對控制納米氧化鋅顆粒大小的作用。用二水合醋酸鋅做原料，草酸為絡合劑，利用溶膠-凝膠法制備出粒徑在35 nm左右，純度高、晶型良好的納米氧化鋅粉體，提出了有效控制納米氧化鋅顆粒團聚的復配原料。
5）遺態制備法：運用物理或化學方法將相關材料沉積到模板的孔中或表面，再除去模板，得到具備模板組織形貌和尺寸的納米材料的方法。表征發現：其對丙酮和乙醇體現出良好的氣敏性能。用天然棉花做模板，通過浸漬硝酸鋅溶膠，并經煅燒后，制備出平均直徑為5 0?100 nm ，遺傳棉花模板纖維多孔結構的氧化鋅顆粒，遺態法制備的材料因復制了生物模板的微觀精細多孔結構，在氣敏傳感器領域應用廣泛。
2. 物理法：物理法是通過介質與物料之間相互打磨、沖擊，制備納米粒子的方法，常見的有機械粉碎法、深度塑性變形法等。但因物理法制備的材料納米級別及純度較低，故應用程度不高。
【應用】[3][4]
納米氧化鋅除了廣泛應用于化工、橡膠、涂料、陶瓷、電子、紡織和醫藥衛生等傳統工業外，還在紫外線屏蔽、光催化、導電等方面得到了應用。隨著材料納米化和功能化研究的深入，其應用領域將會得到進一步的拓寬。
1. 化妝品
納米氧化鋅因其具有無毒，無味，對皮膚無刺激性，不分解，不變質，熱穩定性好，本身為白色，也可以著色等特點，應用在化妝品的防曬劑中，對皮膚有消炎、保護、防皺和預防紫外線的傷害等功能。以六水硫酸鋅與碳酸銨反應，最佳工藝條件為：原料配比1∶3，洗滌劑為無水乙醇，在350℃煅燒前驅體2h，得到膚色納米氧化鋅粉末，在紫外區屏蔽性較高，有較好的推廣使用價值。
2. 光催化劑
納米氧化鋅比表面積大，表面活性中心多，且其表面效應和體積效應使其具有高的催化活性和選擇性。納米氧化鋅作為光催化劑可對農藥、色素、三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯及大氣中的有機物進行光催化分解，使其最終氧化為CO2和H2O等無污染物質。此外，納米氧化鋅因其質量輕、厚度薄、吸波能力強等優點，而在隱身技術—雷達波吸收材料方面得以應用。還有納米氧化鋅作為無機活性劑和硫化促進劑，添加到橡膠中可提高橡膠制品的光潔度和耐磨性能，因而在橡膠行業中也得以應用。
3. 醫藥
納米氧化鋅對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門菌屬等致病菌具有強烈的抑制或殺滅作用，并且納米級的氧化鋅作為一種新型鋅源，在具有選擇毒性及良好的生物相容性的同時，還具有較高的生物活性、良好的免疫調節能力和高吸收率等特點，因而愈發受到相關研究者的重視。納米氧化鋅的抗菌機制較為復雜，其抗菌作用可能是幾種不同機制共同作用的結果，而以何種機制為主目前尚沒有統一的結論。納米氧化鋅的抗菌機制可歸結為：① 納米粒子聚集在菌膜表面，引起菌體損傷；② 納米粒子釋放游離鋅離子破壞菌體內部離子穩態，繼而導致菌體死亡 ③ 納米粒子產生ROS 氧化菌體內的有機物，達到抗菌作用。
【參考文獻】
[1] 張訓龍.一種改性納米氧化鋅. CN201710416153.8，申請日2017-06-06
[2] 張雄斌, 賀辛亥, 程稼稷. 納米氧化鋅的制備及改性研究進展[J]. 人工晶體學報, 2017, 46(10): 2054-2057.
[3] 董乾英, 張保林, 程亮, 等. 納米氧化鋅的制備及應用研究[J]. 化工礦物與加工, 2012, 41(5): 34-38.
[4] 況慧娟, 楊林, 許恒毅, 等. 納米氧化鋅抗菌性能及機制的研究進展[D]. , 2015.