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半导体ZnO与金属的纳米复合结构能有效发挥各单元的材料的优良特性,使之在催化、气敏、光电等方面有重要的应用。因此,本文以热物理法制备的四针状纳米ZnO为基体,采用光化学还原法制备出Cu/ZnO纳米复合材料。首先从电化学和热力学分析该反应特征,找出实验的关键性参数,然后设计了2个系列5组试验来研究反应光源、铜离子用量和反应时间对Cu/ZnO纳米复合结构的影响。试验结果表明:在缓冲剂、空穴消除剂(甲醛)和溶液体积等其它实验参数相同的条件下,以中压汞灯为反应光源,铜离子用量为1mmol和2mmol时,随着反应时间的延长,ZnO基体上析出的铜颗粒不断增多,铜颗粒的粒径也由10min时的φ40nm长大到30min时的φ60nm左右,形成了铜颗粒覆在ZnO的表面的纳米复合结构。50min以后得到纯铜纳米颗粒,其尺寸约φ80nm,为非晶结构,其在电子束的辐照下很快转变为多晶结构;若将反应时间恒定在30min,随着铜离子用量的增加,在ZnO基体上沉淀析出的铜颗粒粒径从φ100nm减小到φ70nm左右,均为Cu/ZnO纳米复合结构,通过HRTEM分析可知Cu与ZnO的结合紧密。以氙灯为反应光源,铜离子用量为1mmol和2mmol时,随着反应时间的延长,铜先在ZnO表面成薄层,后在ZnO基体上形成铜颗粒,其粒径约φ50nm,70min时铜颗粒的尺寸为φ80-90nm左右。中压汞灯光源和氙灯光源相比,由于能量高,而使ZnO基体也更易发生光腐蚀。前者反应时间超过50min后,样品的XRD图谱中没有检测到ZnO的衍射峰,即ZnO基体发生了光腐蚀;而后者70min后还可以检测到ZnO的衍射峰。层状Cu/ZnO纳米复合结构有发光峰存在,与纯ZnO纳米材料相比,其可见光区发射由610nm蓝移到585nm,紫外发射由385nm红移到390nm,这与表面铜层有关。在颗粒状Cu/ZnO纳米复合结构中Cu颗粒使ZnO的光致发光淬灭。纯铜粒子为金属材料,因而没检测出任何发光峰。