Tính chất hóa học của ZnO: ZnO không hòa tan trong nước nhưng tan trong dung dịch axit và dung dịch kiềm để tạo thành muối kẽm và zincat, ví dụ như:
ZnO + H2SO4→ ZnSO4 + H2O
ZnO + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2O
Tính chất điện của ZnO: ZnO là bán dẫn loại n, độ rộng vùng cấm khoảng 3.4eV ở 300K. ZnO tinh khiết là chất cách điện ở nhiệt độ thấp. Dưới đấy vùng dẫn tồn tại 02 mức donor cách đấy vùng dẫn lần lượt là 0.05eV và 0.15eV. Ở nhiệt độ thường, electron không đủ năng lượng để nhảy lên vùng
dẫn. Vì vậy, ZnO dẫn điện kém ở nhiệt độ phòng. Khi nhiệt độ tăng đến khoảng 200 – 400oC, các electron nhận được năng lượng nhiệt đủ lớn chúng thể di chuyển lên vùng dẫn, lúc đó ZnO trở thành dẫn điện.
Tính chất quang của ZnO: Tính chất quang của ZnO phụ thuộc mạnh vào cấu trúc vùng năng lượng. Nói chung, tính chất quang của ZnO có nguồn góc do sự tái hợp các trạng thái kích thích có trong khối. Cơ chế này cho phép xử lý và phân tích phổ thu được từ ZnO và gắn cho nhiều sai hỏng liên quan đến đặc điểm của phổ, cũng như phát xạ cặp donor – aceptor.
1.6.2 Vật liệu ZnFe2O4 và vai trò của hạt nano ZnFe2O4 trên bề mặt ZnO
1.6.2.1 Vật liệu ZnFe2O4
Gần đây, một số oxit tổng hợp như spinel AB2O4 và perovskite ABO3, được quan tâm hơn các binary oxit, vì chúng có tính chọn lọc và độ nhạy tốt hơn với các loại khí nhất định. Đặc biệt, nhiều oxit bán dẫn ternary với cấu trúc spinel, như ferit ZnFe2O4 đang được quan tâm nghiên cứu do có triển vọng trong ngành công nghiệp như các vật liệu từ, cảm biến khí, chất xúc tác, xúc tác quang và các vật liệu hấp thụ. Cấu trúc của oxit spinel AB2O4 gồm mạng lưới lập phương tâm mặt của các nguyên tử oxy, với hai vị trí lỗ hỏng tứ diện và lỗ hỏng bát diện là các nguyên tử A và B. Trong ferit kẽm, các ion Zn2+ và Fe3+ được phân bố ở cả hai vị trí A và B vì vậy công thức có thể viết là (Zn1_δFeδ)[ZnδFe2_δ]O4trong đó phần trong ngoặc tròn là nguyên tử ở vị trí A, phần trong ngoặc vuông là các nguyên tử ở vị trí B và δ là tỉ phần của B ở vị trí A được gọi là thông số ngược. δ= 1 đối với spinen ngược hoàn toàn, δ = 2/3 đối với sự sắp xếp ngẫu nhiên và δ = 0 đối với spinen hoàn toàn thường. Một số phương pháp đã được sử dụng để tổng hợp nano tinh thể ZnFe2O4 như hợp kim hóa cơ học (MA), đồng kết tủa, sol – gel và phương pháp thủy nhiệt.
Trong số các phương pháp tổng hợp ferrit spinen, hợp kim hoá cơ học (MA) có ưu điểm là thao tác đơn giản, chi phí thấp và có thể sản xuất khối lượng lớn. Trong quá trình MA các hạt bột được hoạt hoá bằng năng lượng cơ học, cùng với việc giảm kích thước hạt, tăng bề mặt tiếp xúc và giảm khoảng cách khuếch tán giữa các hạt bột. Ngoài ra, dưới tác động cơ học sinh ra biến dạng mạng, khuyết tật mạng chính là nơi khởi điểm phản ứng cơ hóa.Tinh thể kẽm ferrit (ZnFe2O4) được tổng hợp bằng phương pháp nghiền bi năng lượng cao sau 12 giờ từ một bột trộn hỗn hợp kẽm oxit (ZnO) và hematit (α-Fe2O3) với bóng với tỷ lệ khối lượng bột là 20: 1. Cấu trúc, tính chất quang học, tính chất từ và các thông số Mossbauer đã được phân tích. Bột nghiền tinh thể thu được là ZnFe2O4 có cấu trúc kiểu spinel với hành vi siêu thuận từ. Sau khi ủ, tham số mạng giảm trong khi kích thước tinh thể tăng. Việc giảm tham số mạng được giải thích bằng sự phân phối lại các ion Zn2+ và Fe3+ ở các vị trí A và vị trí B, trong khi sự gia tăng kích thước tinh thể là do sự kết hợp của các hạt nano bằng khuếch tán trạng thái rắn. Các phép đo phát quang cho thấy độ rộng vùng cấm ZnFe2O4 là khoảng 2,13 eV[29].