（材料学专业论文）水热法制备六方柱状zno微晶的形貌、结构与光催化性能.pdf

鼍 分类号 u d c 题 英 题 学校代码 学号 1 0 4 9 7 1 0 4 9 7 2 0 8 0 16 8 武多凄理歹大署 学位论文 指导教师 申请学位级别 硕士 4 3 0 0 7 0 论文提交日期2 q l ! 生三月论文答辩日期2 q ! ! 生月 学位授予单位武墨垄王盘堂学位授予日期2 q ! ! 生鱼月 答辩委员会主席至国整丝撞评阅人至国蕉塾撞 2 0 11 年5 月 l 一一 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大 学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对 本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名： 壹：l 速速e t 期：迦聋躅f 墨臣 学位论文使用授权书 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编 本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库 使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 研究生。签名，：；。1 淑涪导师。签囊冬佣复门磊加i l 犀娟龋 武汉理工人学硕士学位论文 摘要 z n o 半导体材料作为一种性能优良的光催化剂，在环境治理和保护方面有 很大的应用前景，由于z n o 的光催化性能与其尺寸、形貌和表面缺陷等有关， 因此，研究z n o 的晶体形貌和结构对z n o 光催化性能的影响是目前研究热点之 一。 本文以不同的锌盐和碱液，采用水热法合成了z n ( c h c o o ) 2 2 h 2 0 - n a o h 、 z n ( n 0 3 ) 2 6 h 2 0 - k o h 和z n ( c h c o o ) 2 2 h 2 0 - h m t a 三个不同体系的z n o 微晶， 系统研究了不同的反应条件对z n o 微晶微观形貌的影响，探讨了不同体系的 z n o 微晶的生长机理，并以甲基橙为降解物，通过光催化降解实验，研究了不 同z n o 微晶形貌、结晶度、晶面与光催化活性的关系，同时，对结晶优良的六 方柱状z n o 进行稀土金属离子的掺杂，以提高其光催化降解活性，研究掺杂离 子及掺杂量对z n o 微晶光催化活性的影响。另外，以载玻片为基体，制备了负 载型六方柱状z n o 微晶。实验中采用x r d 、s e m 、u v - v i s 和紫外分光光度计 等现代测试分析手段对样品的晶相、微观结构、吸收光谱以及光催化降解活性 进行了测试分析。 在z n ( c h c o o ) 2 - 2 h 2 0 - n a o h 体系中，采用正交试验，以z n o 微晶形貌作 为质量评价因素，通过改变溶液的o h - z n 2 + 摩尔浓度比、反应温度和反应时间 研究了不同的反应条件对z n o 晶体形貌的影响，确定了影响z n o 微晶形貌的主 要因素和最佳制备工艺。结果表明，适宜的反应温度是z n o 微晶形成的必要条 件，在较低温度下，z n o 产物中含有未完全分解的碱式碳酸锌，当温度升温至 1 6 0 ，碱式碳酸锌完全分解形成z n o ，o h - z n 2 + 摩尔浓度比是影响z n o 微晶形 貌的主要因素，当o h - z n 2 + 摩尔浓度比为1 ：1 时，z n o 微晶为柱状z n o ，随着 o h - z n 2 + 摩尔浓度比的增加，z n o 的长径比明显减小，当o h - z n 2 + 摩尔浓度比 为3 ：1 时，z n o 为片状。获得最佳z n o 微晶形貌的制备工艺是：o h v z n 2 + 浓度比 为1 ：1 ，反应温度为1 6 0 c ，反应时间为l o h 。此体系的反应生长机理可以利用 负离子配位生长基团理论模型来解释，醋酸锌溶液与氢氧化钠溶液混合后形成 z n ( o h ) 2 ，当溶液中达到过饱和程度时，z n ( o h ) 2 水解形成生长基元 z n ( o h ) 4 2 和z n o 晶核，由于溶液中o h 离子影响生长基元的结构和z n o 晶体的界面性质， 武汉理工大学硕士学位论文 使得在不同的o h - z n 2 + 摩尔浓度比条件下，生长基元在z n o 晶核上的定向生长 不同而形成不同形貌的z n o 微晶。 在z n ( n 0 3 ) 2 6 h 2 0 - k o h 体系中，采用正交试验方法分析了影响z n o 微晶结 晶性能的主次因素，分别是o h - z n 2 + 浓度比 反应时间 反应温度，并通过极 差分析得到获得最优结晶性能样品s 1 0 的制备工艺组合为：a 3 8 3 c 2 ，即o h z n 2 + 浓度比为l ：1 ，反应时间为1 5 h ，反应温度为1 6 0 ，样品s 1 0 的结晶度为9 1 2 ， 高于其他样品。通过样品的s e m 形貌分析中可知，o h v z n 2 + 浓度比是影响样品 形貌的主要因素，当o h z n 2 + 浓度比为1 ：1 时，样品为六方柱状z n o ；当o h - z n 2 + 浓度比为2 ：l 时，样品为短柱状z n o ，并且颗粒尺寸减小；当o h - z n 2 + 浓度比为 3 ：1 时，样品为片状z n o 。此系统反应生长机理从“生长条件一晶体结构一晶体 形貌 三个方面来探讨，硝酸锌溶液与氢氧化钾溶液混合后形成前驱体 z n ( o h ) 2 ，z n ( o h ) 2 在一定的反应条件下溶解形成生长基元 z n ( o h ) 4 】2 ，继而成 核，在一定反应条件下，z n o 在晶核上沉积吸附生长成形态不同的晶体形貌。 在z n ( c h c 0 0 ) 1 2 2 h 2 0 - h m t a 体系中着重研究了不同的反应条件对z n o 形 貌的影响，探讨了六方柱状z n o 的形成机理。结果表明，溶液浓度、p h 值、反 应温度和反应时间对生成晶体的形貌和晶体质量都会产生影响。制备结晶良好 的z n o 的最佳反应条件为：反应液浓度为0 5 7 m o l l ，p h 值为6 0 ，反应温度为 9 7 ，反应时间为1 6 h 。六方柱状z n o 晶体的形成机理是：在一定的水热条件 下，醋酸锌与六次甲基四胺水解后形成晶核，由于( 0 0 0 1 ) 晶面的生长速率大 于其他晶面，以及( 0 0 0 1 ) 晶面易俘获原子，使得成核后的z n o 沿( 0 0 0 1 ) 面 定向生长，最终形成六方柱状结构。 以甲基橙为降解物，研究不同体系的z n o 样品的光催化性能，结果表明， 晶体形貌和显露晶面对z n o 样品的光催化性能影响较大，晶体形貌为片状的 z n o 样品的光催化降解率高于其他形貌，同时，由于( 0 0 0 1 ) 晶面具有较高的 表面能，当样品中显露( 0 0 0 1 ) 晶面时，光催化活性高于其他晶面显露的样品。 其中，显露晶面为( 0 0 0 1 ) 晶面的片状z n o 样品l 2 在4 h 的光催化降解率为 8 4 2 7 ，一级动力学常数( k 1 ) 为8 1 1 0 一，另外，结晶度增加、样品表面粗糙 有助于提高样品的光催化性能，其机理是片状z n o 样品主要显露( 0 0 0 1 ) 晶面， 由于( 0 0 0 1 ) 晶面是z n z n 原子密排面，其结构具有不饱和性，氧分子容易吸 附在( 0 0 0 1 ) 面而形成具有强氧化性的0 2 。，另外，溶液中的o h 。离子也容易吸附 在( 0 0 0 1 ) 面，促进了同样具有强氧化性o h 的生成，可以将甲基橙分子氧化 i i 武汉理工大学硕士学位论文 为h 2 0 和c 0 2 ，提高了z n o 微晶的光催化降解率。在z n ( c h c o o ) 2 2 h 2 0 - h m t a 体系中，由于样品的颗粒尺寸较大，并且表面光滑，对甲基橙分子吸附较少， 样品的光催化活性较低，其中晶体形貌最佳的样品h 2 光催化降解率仅为 2 4 2 9 ，一级动力学常数( k 1 ) 为1 1 x 1 0 一。获得最佳光催化降解效率的光催化 环境为：z n o 的添加量为0 1 9 l o o m l ，甲基橙的初始浓度为1 5 m g l ，甲基橙溶 液的p h 值为1 0 0 。 为了提高晶体形貌最佳的样品h 2 的光催化活性，对样品h 2 进行稀土离子 的掺杂，研究了l a 3 + 和y b ”掺杂量对光催化活性的影响，结果表明，不同的掺 杂量对光催化活性的影响不同，当y b ”掺杂量为0 2 m 0 1 时，样品d 5 的光催化 活性最高，4 h 的降解率为5 1 4 1 ，一级动力学常数( k 1 ) 为2 9 x 1 0 一，掺杂后 样品的光催化降解率提高了2 7 2 1 ，其机理是y b 3 + 掺杂后的样品d 5 不仅拓展 了z n o 晶体的吸收范围，而且缩小了z n o 晶体的禁带宽度，使得电子从价带跃 迁到导带所需要的能量变小，在紫外光照的情况下，更易形成光生一空穴对。另 外，样品d 5 中z n o 微晶表面比较粗糙，可以吸附更多的甲基橙分子进行光催 化降解，z n o 样品的光催化活性提高。 通过水热法，以二水醋酸锌和六次甲基四胺为原料在载玻片上生长z n o 微 米棒，分析了其生长机制，结果表明，z n o 纳米棒生长时，反应条件的不同影 响着晶核的形成和晶体的生长，从而导致结晶形态有所不同。其中，反应液浓 度和p h 值对z n o 纳米棒的形貌影响显著。其生长机制是：h m t a 水解生成的 n h 3 与溶液中z n 2 + 发生络合反应，生成锌胺络合离子 z n ( n h 3 ) 4 】2 + ，在一定的反 应条件下，锌胺络合离子逐渐转化为z n o 。由于z n o 的晶核和晶体之间存在竞 争，当反应液的浓度较高时，醋酸根离子吸附在z n o 微晶的( 0 0 0 1 ) 晶面，从 而减慢了( 0 0 0 1 ) 晶面的生长速率，z n o 的长径比减小。当采用氨水调节溶液 的p h 值时，氨水不仅参与反应生成前驱物z n ( n h 3 ) 4 ( o h ) 2 ，水热条件下脱水产 生z n o ；而且反应液中的n h 4 + 可以吸附在z n o 晶核的表面，影响着z n o 微晶 生长体系的界面能，对z n o 晶体的定向生长具有导向作用，所以z n o 微晶容易 自组装取向连接，形成“孪生”棒状晶体。 关键词：氧化锌微晶；水热法；反应条件：晶体形貌；显露晶面；光催化活性； 稀土掺杂；生长机理 i i i 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t z n os e m i c o n d u c t o rm a t e r i a ls h o w s g r e a tp r o m i s i n ga p p l i c a t i o n s f o rw e l l p h o t o c a t a l y t i cp r o p e r t y i th a sb e e nd e m o n s t r a t e dt h a tt h ep r o p e r t i e so fz n oc r y s t a li s r e l a t e dt oi t ss u r f a c em o r p h o l o g y , s i z ea n dd e f i c i e n l ya n ds oo n t h e r e f o r em o r e a t t e n t i o n sh a v eb e e np a i dt ot h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h em o r p h o l o g i e so fz n oc r y s t a l a n di t sp h o t o c a t a l y t i ca c t i v i t y ( p a ) h y d r o t h e r m a lm e t h o dw a sa d o p t e dt op r e p a r ez n oc r y s t a l l i t e sw i t hd i f f e r e n t z i n cs a l t sa n da l k a l il i q u o ri nt h i sp a p e r t h ei n f l u e n c eo fr e a c t i o nc o n d i t i o n so n m o r p h o g i e s o fz n oc r y s t a l l i t e sa n dm e c h a n i s mo fz n oc r y s t a lg r o w t hw e r e r e s e a r c h e d t h ep h o t o c a t a l y t i cp r o p e r t i e so fs a m p l ew e r er e s e a r c h e dt h r o u g ht h e p h o t o d e g r a d a t i o ne x p e r i m e n to ft h em e t h y lo r a n g e ( m o ) ，i no r d e rt od i s c u s st h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h em o r p h o l o g y , c r y s t a l l i n i t y , p l a n eo fz n oc r y s t a l l i t e sa n d p h o t o c a t a l y t i ca c t i v i t y r e d o p e dz n oc r y s t a l l i t e so fw e l lc r y s t a l l i z e dh e x a g o n a l c o l u m n l i k ew e r ep r e p a r e db yh y d r o t h e r m a lm e t h o d t h ei n f l u e n c eo fd o p e di o na n d c o n t e n to fr e - d o p i n go np h o t o c a t a l y t i ca c t i v i t yw e r er e s e a r c h e d m e a n w h i l e , z n o m i c r o r o d sw e r es y s t h e s i z e do n t os l i d eg l a s sb yh y d r o t h e r m a lm e t h o d x r d ，s e m ， u vs p e c t r o p h o t o m e t e ra n du v - v i sw e r eu s e dt o a n a l y z et h ec r y s t a lp h a s e ， m i c r o s t r u c t u r e ，a b s o r p t i o ns p e c r u m ，p h o t o c a t a l y t i cp r o p e r t y t h em o r p h o l o g yc h a n g eo fz n op r e p a r e df r o mz n ( a c ) 2 。2 h 2 0 - n a o hr e a c t i o n s y s t e ma td i f f e r e n tr a t i o so fo h - z n 2 + ，r e a c t i o nt e m p e r a t u r ea n dr e a c t i o nt i m ew a s d i s c u s s e dw i t ht h ee x p e r i m e n to fo r t h o g o n a ld e s i g n t h er e s u l t ss h o w e dt h a t u n d e c o m p o s e dz i n cc a r b o n a t ee x i s t e di nt h ez n op r o d u c t o r su n d e rl o wr e a c t i o n t e m p e r a t u r e ，w h e n t h e t e m p e r a t u r ew a sr a i s e d t o16 0 ，z i n cc a r b o n a t ew a s d e c o m p o s e d t h ee f f e c to fr a t i oo fo h z n z + o nt h ea s p e c tr a t i oo fz n oc r y s t a l l i t e s w a st h a tw h e nt h er a t i oo fo h t z n 2 + w a si n c r e a s e d ，t h ea s p e c tr a t i oo fz n ow a s d e c r e a s e d c o l u m n 1 i k ez n oc r y s t a l l i t e sw e r ep r e p a r e dw h e nt h er a t i oo fo h v z n 2 + w a s1 ：1 w h i l ef l a k e - l i k ez n o c r y s t a l l i t e sw e r ep r e p a r e dw h e nt h er a t i oo fo h - z n p w a s3 ：1 t h eb e s tc r y s t a lm o r p h o l o g yo fs a m p l el 10w a sc o r r e s p o n d i n gt ot h et h e i v 武汉理工人学硕十学位论文 r a t i oo fo h z n 2 + w a s1 ：1 ，t h er e a t i o nt e m p e r a t u r ew a sa t16 0 。ca n dh o l d i n gt i m ew a s f o r10 h t h eg r o w t hm e c h a n i s mo fz n o c r y s t a l l i t ei nt h i sr e a c t i o ns y s t e mm a yb e e x p l a i n e da c c o r d i n gt ot h eg r o w t hu n i tm o d e lo fa n i o nc o o r d i n a t i o np o l y h e d r a z n ( o h ) 2c o l l o i d sa r ef o r m e db yh y d r o l y s i so fz i n ca c e t a t ea n ds o d i u mh y d r o x i d e d u r i n g t h e s u b s e q u e n th y d r o t h e r m a lp r o c e s s ，p a r t i a lz n ( o h ) 2c o l l o i d sa r e t r a n s f o r m e dt oz n o c r y s t a ln u c l e i sa n d z n ( o h ) 4 厶g r o w t hu n i t s s i n c et h ee f f e c to f h y d r o x y li o no nt h es t r u c t u r e o fg r o w t hu n i t e sa n db o u n d a r yc h a r a c t e ro fz n o c r y s t a l l i t e ，g r o w t hu n i t so r i e n t a t e dg r o wo nz n oc r y s t a ln u c l e iw i t ht h ec o n d i t i o n so f d i f f e r e n tr a t i o so fo h - z n 2 十，w h i c hr e s u l t si nf o r m i n gd i f f e r e n tm o r p h o l o 西e so fz n o c r y s t a u i t e s t h ei n f l u e n c ef a c t o r so nt h ec r y s t a l l i n i t yo fz n oc r y s t a l l i t e sw e r ei n v e s t i g a t e d w i t ht h ee x p e r i m e n to fo r t h o g o n a ld e s i g ni nz n ( n 0 3 ) 2 6 h 2 0 - k o hr e a c t i o ns y s t e m t h er e s u l t e ds h o wt h a tt h ei n f l u e n c ed e g r e eo fc r y s t a l l i n i t yw a sa sf o l l o w s ：t h er a t i o so f o h z n z + r e a t i o nt i m e r e a t i o nt e m p e r a t u r e t h eb e s tc r y s t a l l i n i t yo fs a m p l es10 w a s91 2 ，c o r r e s p o n d i n gt ot h er a t i oo fo h t z n 2 + w a s1 ：1 ，t h eh o l d i n gt i m ew a sf o r 15 h ，a n dt h er e a t i o nt e m p e r a t u r ew a sa t16 0 。c t h er e s u l to fs e ms h o w e dt h a tt h e m o r p h o l o g yo fc r y s t a l l i t e sd e p e n d e ds t r o n g l yo nt h er a t i oo fo h z n z 十，t h ef l a k e l i k e z n oc r y s t a l l i z e di ns t r o n gb a s i cs o l u t i o n sh a ds a m l l e rs i z et h a nt h o s ew h i c hw e r e r e s u l t e df r o mt h ep r o c e s sc a r r i e do u ti nn e u t r a lo rw e a kb a s i cs o l u t i o n ，a n dt h es h a p e o ft h el a t e rw a sc o l u m n - l i k e t h eg r o w t hm e c h a n i s mo fz n oe r y s t a l l i t ei nt h i s r e a c t i o ns y s t e mc a nb ee x p l a i n e da c c o r d i n gt ot h e “g r o w t hc o n d i t i o n - c y s t a ls t r u c t u r e c r y s t a lm o r p h o l o g y z n ( o h ) 2c o l l o i d sa r ef o r m e db yh y d r o l y s i so fz i n ca c e t a t ea n d p o t a s s i u mh y d r o x i d e d u r i n gt h es u b s e q u e n th y d r o t h e r m a lp r o c e s s ，p a r t i a lz n ( o h ) 2 c o l l o i d sa r et r a n s f o r m e dt oz n oc r y s t a ln u c l e ia n d z n ( o h ) 4 小g r o w t hu n i t s g r o w t h u n i t so r i e n t a t e dg r o wo nz n oc r y s t a ln u c l e iw i t hd i f f e r e n tr e a c t i o nc o n d i t i o n s ，w h i c h r e s u l t si nf o r m i n gd i f f e r e n tm o r p h o l o g i e so fz n o c r y s t a l l i t e s i nz n ( c h c o o ) 2 2 h 2 0 - h m t ar e a t i o n s y s t e m ，t h ee f f e c t s o ft h ed i f f e r e n t r e a c t i o nc o n d i t i o n st ot h em o r p h o l o g yo fz n oc r y s t a l l i t e sa n dm e c h a n i s mo fz n o c r y s t a lg r o w t hw e r ed i s c u s s e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tz n om o r p h o l o g ya n dc r y s t a l q u a l i t yw e r ei n f l u e n c e db yc o n c e n t r a t i o na n dp hv a l u eo fr e a c t i o nl i q u i d ，t h er e a c t i o n t e m p e r a t u r ea n dt i m e t h eg o o dc r y s t a l l i n i t yo fz n oc o r r e s p o n d i n gt oc o n c e n t r a t i o n v 武汉理t 大学硕士学位论文 a n dp ho fs o l u t i o nw e r e0 5 7 m o l la n d6 0 ，t h et e m p e r a t u r ew a sa t9 7 ，a n dt h e h o l d i n gt i m ew a sf o r16 h t h eg r o w t hm e c h a n i s mo f t h eh e x a g o n a lc o l u m n - l i k ez n o c r y s t a l l i t ei st h a tt h ez n oc r y s t a ln u c l e u s e sa r ef o r m e db yh y d r o l y s i so fz i n ca c e t a t e a n dh e x a m e t h y l e n e t e t r a m i n eu n d e ra p p r o p r i a t eh y d r o t h e r m a lc o n d i t i o n s i n c et h e ( 0 0 0 1 ) f a c eh a sf a s t e rg r o w t hr a t et h a nt h eo t h e rf a c e sa n dt h e ( 0 0 01 ) f a c ec a ne a s i l y c a p t u r ea t o m s ，z n oc r y s t s ln u c l e u sg r o wa l o n gt h e ( 0 0 01 ) d i r e c t i o n ，w h i c hr e s u l t si n f o r m i n gh e x a g o n a lc o l u m n - l i k e s t r u c t u r ef i n a l l y t h er e s u l t so fp h o t o d e g r a d a t i v ee x p e r i m e n t so fm e t h y lo r a n g ei nd i f f e r e n t r e a t i o ns y s t e m ss h o w e dt h a tt h ep h o t o d e g r a d a t i v er a t eo ff l a k e - l i k es a m p l el 2w a s 8 4 2 7 w h i c hw a sh i g h e rt h a nc o l u m n l i k ez n os a m p l e s ，t h ef i r s t - o r d e rk i n e t i c d e g r a d a t i o nr a t e ( k 1 ) o fs a m p l el 2w a s8 1xlo 一t h ep h o t o d e g r a t i o nr a t e w a s i n c r e a s e dw h e nt h ec r y s t a l l i n i t ya n dr o u g h n e s so fs a m p l e si n c r e a s e d ，a n dw h e n ( 0 0 01 ) e x p o s e d ，t h ep h o t o d e g r a t i o nr a t eo fs a m p l ew a sh i g h e r , o w i n g t ot h es u r f a c ee n e r g yo f t h e ( 0 0 0 1 ) w a sh i g h e rt h a no t h e rp l a n e s t h em e c h a n i s mi st h a tt h e ( 0 0 0 1 ) p l a n ew i t h z n z nm o n o t o n o u sa t o m i co u t e r m o s tl a y e ra n dt h ec o o r d i n a t i v e l yu n s a t u r a t e d e n v i r o n m e n to fz ni o n so nt h e ( 0 0 01 ) p l a n em a k e st h ee x p o s e d ( o o o1 ) p l a n eo fz n o c r y s t a l l i t e sh a v eh i g h e rp h o t o c a t a l y t i ca c t i v i t yf o rt h ef a c i l ea d s o r p t i o no fo x y g e n m o l e c u l e sa n dh y d r o x y li o no nt h i sp l a n ea sar e s u l to ft h es u p e r o x i d ea n i o n ( 0 2 - 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d o p e ds a m p l ed 5c a nw i d e nt h ew a v e l e n g t ha b s o r p t i o nr a n g ea n dd e c r e a s et h e b a n dg a po fz n o c r y s t a l l i t e ，w h i c hl e a d st oi n c r e a s et h ea m o u n to fe l e c t r o nh o l ep a i r v i 武汉理工大学硕士学位论文 i na d d i t i o n ，t h em o r p h o l o g yo fs a m p l ed 5i sr o u g h e l t h a no t h e rs a m p l e sw h i c hc a n d e g r a d em o r em e t h y lo r a n g e z n oh e x a g o n a lc o l u m n l i k e c r y s t a l l i t e s w e r es y n t h e s i z e db yh y d r o t h e r m a l m e t h o dw i t hz i n ca c e t a t ea n dh e x a m e t h y l e n e t e t r a m i n ea sr a wm a t e r i a l s t h eg r o w t h m e c h a n i s ms h o w e dt h a t c r y s t a lm o r p h o l o g i e sr e s u l t e df r o mz n oi ns o l u t i o n s u r r o u n d i n g , w h i c hs t r o n g l yd e p e n d e do nc o n c e n t r a t i o na n dp hv a l u eo fs o l u t i o n t h e g r o w t hm e c h a n i s mi st h a tz n 2 + a m i n o c o m p l e x z n ( n h 3 ) 4 2 + i o n sw h i c ha r ef o r m e d b yh y d r o l y s i so fh e x a m e t h y l e n e t e t r a m i n ec a nt r a n s f o r mt oz n od u r i n gh y d r o t h e r m a l p r o c e s s t h ea s p e c tr a t i oo fz n oc r y s t a l l i t e sd e c r e a s e si nt h eh i g h e rc o n c e n t r a t i o no f r e a c t i o nl i q u i db e c a u s eo ft h ec o m p e t i t i o nb e t w e e nn u c l e a t i o na n dc r y s t a lg r o w t h , t h e a c e t a t ei o n sf r o mt h er a wm a t e r i a lc a l lb ea b s o r b e do nt h e ( 0 0 0 1 ) p l a n e ，w h i c h r e d u c e st h eg r o w t hv e l o c i t yo f ( 0 0 01 ) p l a n e a m m o n i ac a ni n v o l v ei nt h er e a c t i o nt o g e n e r a t ep r e c u r s o rz n ( n h 3 ) 4