氧化锌是一种新型的功能材料，已被广泛地用于气敏、压敏、催化、光电器件等领域。氧化锌超微粉体具有普通氧化锌材料无法比拟的特性和用途，在陶瓷、电子、光学、化工及生物等许多领域展现出特殊的用途。 目前，制备氧化锌超微粉体的方法较多，但大多数制备方法影响因素较多、制备工艺复杂或需要特殊的仪器设备及反应需在高温高压下进行。本论文采用沉淀转化法在低温(100℃以下)、常压下在溶液中直接合成氧化锌超微粉体，该法具有设备简单、操作容易、无需煅烧等优点；并从理论上分析了形成氧化锌的条件，从而为在低温溶液中直接合成氧化锌超微粉体提供实验及理论依据，为工业化生产打下基础。 本论文系统地研究了沉淀转化法合成氧化锌超微粉体过程，通过XRD、SEM、TEM及EDS等测试手段对产物进行表征，考察了不同反应温度、反应物浓度、反应配比及反应时间对产物纯度、形貌及产率的影响。实验结果表明：反应温度是最重要的影响因素，反应温度较低时得不到纯的氧化锌，且所得产物为无定形；要制备高纯、且具有一定形貌结构的氧化锌，必须控制反应温度在70℃以上。当反应物由低浓度向高浓度变化时，所得产物由橄榄球状向多角棱柱状变化。反应物中OH/Zn<2+>配比及反应时间对产物的形貌和产率影响不是很明显。 根据水溶液溶解度理论，分析了前驱体Zn<,5>(OH)<,6>(CO<,3>)<,2>生成条件，即控制pH值在3.6～10.3范围之内。通过对ZnO和Zn(OH)<,2>溶解度对数图的分析，得到了沉淀转化法合成ZnO所必须控制的条件为pH>9。对于整个反应体系来说，反应温度和pH值为重要的影响因素，结合实验结果来看，反应温度和pH值不仅影响产物纯度，而且影响产物的形貌。从相变驱动力、成核功、结晶形成与生长理论出发，对沉淀转化法合成氧化锌的过程进行了分析。 引用负离子配位多面体生长基元模型，分析并指出沉淀转化法合成ZnO的生长基元为Zn(OH)<,4><2->配位四面体结构，同时对生长基元生长形成ZnO晶体的过程进行分析。应用配位多面体生长习性法则，对沉淀转化法制备的ZnO形貌产生的原因进行了分析。利用机械球磨及煅烧等手段对所制ZnO进行处理以观察其形貌变化，结果表明：经机械球磨后ZnO晶体的形貌没有发生明显变化，仍为多角棱柱状；对所制备的ZnO煅烧处理的结果表明：在低温(<600℃)时，煅烧并没有改变ZnO的形貌；而在高温(>600℃)时，煅烧导致了ZnO的团聚；以上实验结果表明所制备的ZnO为多角棱柱形是由于其生长习性形成的，而不是简单的单晶的团聚态。 利用分子模拟软件Hyperchem对沉淀转化合成氧化锌过程进行了系统的模拟分析。模拟分析了生长基元Zn(OH)<,4><2->的形成过程及环境变化对生长基元的影响；通过对生长基元以不同方式连接(顶角、棱及面)的分析，指出生长基元以顶角连接最稳定，从而揭示ZnO晶体中Zn-O<,4>四面体以顶角连接结构的原因。另外，通过模拟分析生长基元Zn(OH)<,4><2->的结合方式，首次创新性地提出了生长基元结合规律：即Zn(生长基元)与共用O原子数(O桥)的比例越大所形成的络合分子越稳定；当分子中Zn原子和共用O原子比例一定时，羟基数目越少则络合分子越稳定。这一规律揭示了生长基元Zn(OH)<,4><2->形成ZnO晶体的规律。另外，通过模拟分析生长基元直线状结合情况，指出本实验中为什么没有得到单晶ZnO纳米线或纳米棒的原因。并且考察了溶液中存在的二价阴离子(SO<,4><2->及Co<,3><2->)对生长基元结合生成ZnO过程的影响。这一新颖方法的引入使研究更直观、深入，同时将基础科学研究和现代技术的发展密切结合。