2.3.3 四针状氧化锌晶须的制备
四针状氧化锌晶须的制备方法主要有如下几种：
（1）定锌粉预氧化法。这种方法是最先成功开发出四针状氧化锌晶须（T-ZnOw）的日本松下公司采用的，其工艺流程是先将锌粉预氧化，使其表面覆盖一层氧化膜，再将这种带有氧化膜的锌粉在1000℃左右加热约1 h，制成T-ZnOw。该方法主要是通过形成表面氧化膜来抑制熔融的金属锌从颗粒内部快速流出，同时也抑制氧气向锌微粒内部的过快迁移，从而保证了单晶体生长所要求的条件。其缺点是生产周期长，工艺复杂。
（2）熔融燃烧法制备四针状纳米氧化锌。将工业纯锌粒或锌片加热熔化后在氧乙炔火焰场中燃烧，根据空气受热膨胀的原理来减少炉内氧气量，采用双反应箱交替进行，在600～1100℃完成反应，并冷凝制得四针状纳米氧化锌晶须，该法是间断生产，生产规模小，劳动强度大，气体控制随机性强。
（3）在惰性气体保护下将锌粉加热至沸点以上，然后以惰性气体为载气，将锌蒸气引入含氧气体或将含氧气体吹入锌蒸气中，让锌蒸气和氧通过气相接触反应生成氧化锌晶须。该法的缺点是需要消耗大量的惰性气体，且反应难以精确控制。
（4）连续生产四针状氧化锌晶须的工艺与设备。采用连续生产设备-还原炉的炉型，材质和连续运行方式，将其炉膛尺寸扩大，额定加热功率相应地放大，并配备有尾气和空气的净化与供应系统，实现净化尾气和空气代替氮气和氧气作为气源；采用逆流供气，稳定产品质量和产量，并提高气源中的氧含量。实现了四针状氧化锌晶须的规模化连续生产，生产效率高，产品质量稳定，消除了尾气污染，降低了生产成本。
（5）新制备方法的研究与应用。裴新美用锌粉氧化的方法，通过控制反应器内的气相过饱和度，获得了不同尺度的四针状氧化锌晶须（T-ZnOw），合成出的ZnO晶须纯度高，晶体结构完整，晶须尺度可控（针长为10～60μm，根部尺寸为1～6μm），晶须的生长机理为气-固（VS）机理。
四针状氧化锌晶须生产工艺及设备的制作方法，通过以下措施达到锌锭在熔化炉中700～1 000℃高温下加热熔化，然后挥发，制备过程如下：①熔化产生的锌蒸气由加热至700～1000℃的氮气带入晶须反应器中，在带入的过程中由加热器加热使其与晶须反应器中的温度相当；②空气或由空气与氮气以1：0.3～3比例形成的混合气体，经过加热至与晶须反应器内温度相当后加入反应器中作为氧化性气体；③在晶须反应器中，氮气带入的锌蒸气与送入的高温氧化性气体反应形成氧化锌，控制氧化反应速度，使氧化锌结晶、长大，最后形成四针状氧化锌晶须，反应形成的四针状氧化锌晶须被氮气由出口带出，冷却分离出四针状氧化锌晶须；④随分离晶须排出的氮气返回或作为锌蒸气的带入气体或作为氧化性气体的带入气体；⑤载流氮气的流量为0.5～5 L/（s·cm2），空气流量0.1～2 L/（s·cm2），进入空气中的氮气流量为0.5～8 L/（s·cm2），氧化温度1200℃，氧化时间1.0 h。(https://www.daowen.com)
丘克强（2006）用真空冶金连续进料，采用真空控氧法控氧，锌被氧化生成纳米四针状氧化锌晶须，制备过程：①当温度达到500～1300℃时，将装有锌锭或锌粉、锌粒或金属锌含量＞80%的锌二次资源的料放入炉内，密闭装置，抽真空、控制真空度5.0×104/Pa。②调节反应体系的真空度以调控进入真空反应体系中的空气流量，从而控制氧气含量。③使锌在相对缺氧的条件下，反应1～5 h，即形成纳米四针状氧化锌晶须；在反应体系内，锌在蒸发区间连续蒸发后，在进气源和真空泵抽气加入动量的拖动下，连续地动态地通过氧化区间后，于产品收集处被收集。
李敦钫（2008）电弧雾化辅助制备四针状氧化锌晶须方法，基于晶须形核和晶须生长分两个阶段的四针状氧化锌晶须混合生长机理，以加热金属锌锭、工业粗锌、锌合金、含锌金属废料、锌粉、锌粒，或以冶炼金属锌和间接法生产金属锌粉过程中产生的锌蒸气为原料，为提高反应速度，改善制备工艺技术条件，采用电弧雾化金属锌辅助形核，产生的液态金属锌雾与锌蒸气混合，被空气或氧气氧化，获得四针状氧化锌晶须。制备工艺方法简单、效率高，晶须产品质量好，产品可作为添加物，用于复合材料及功能材料的制备，满足不同材料的使用要求。
Libing Feng采用脉冲激光沉积（PLD）和无催化剂热蒸发两步法制备了结晶良好、光学性能优良的四脚状和多脚状ZnO晶须。首先，采用PLD方法在Si衬底上制备了ZnO薄膜。在没有任何催化剂或添加剂的情况下，在800℃空气中通过简单的金属锌粉热蒸发，在氧化锌涂层的Si衬底上生长了氧化锌晶须，通过PLD在衬底上预沉积ZnO薄膜，可以为ZnO晶须提供生长场所，进一步促进了ZnO晶须的生长。采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、高分辨透射电镜和傅立叶变换红外光谱对合成的ZnO晶须进行了表征。结果表明，ZnO晶须的晶脚为纤锌矿六方结构相，沿c轴［01］方向生长，合成的晶须的室温光致发光光谱分别为紫外（390 nm）和绿光（517 nm）。
揭晓武以锌锭为原料，采用锌蒸气直接氧化法制备了四针状氧化锌晶须，研究了蒸发温度及氧化温度对晶须形貌的影响。结果表明：当蒸发温度为980～1050℃时，产物为四针状氧化锌晶须属六方纤锌矿晶体结构；当蒸发温度为950℃时，产物为非晶须，呈颗粒状或片状；氧化反应温度为900℃时，获得形貌均匀的四针状氧化锌晶须；降低反应温度至800℃，四针状氧化锌晶须的单根针状体变长，四针状氧化锌晶须按气-固方式进行生长，单根针状体晶须按螺旋位错方式长大。
刘葵采用一种四针状氧化锌晶须的生产设备和方法，具体流程：熔化炉与蒸气发生炉之间通过锌液导管连接，蒸气发生炉与氧化反应炉之间通过锌蒸气导管连接，氧化反应炉与料仓之间通过管道连接，氧化反应炉位于料仓上部，其中熔化炉将含金属锌原料熔化成锌液并输送到蒸气发生炉，蒸气发生炉将锌液转化成锌蒸气并输送到氧化反应炉，氧化反应炉将锌蒸气氧化生成四针状氧化锌晶须，并落入料仓，料仓收集四针状氧化锌晶须。采用该发明的技术方案，设备工艺简单，可实现大规模连续化生产和对四针状氧化锌晶须尺寸可控生长，提高四针状氧化锌晶须合格率，降低生产成本。
聂京凯（2019）公开了一种检测四针状氧化锌晶须电导特性的器件及方法，该检测四针状氧化锌晶须电导特性的器件包括金属电极和四针状氧化锌晶须，四针状氧化锌晶须上的一根针状体与一金属电极连接，四针状氧化锌晶须上的另一根针状体与另一金属电极连接，其中，金属电极选用功函数为4.5～5.1 eV的金属，通过直接将四针状氧化锌晶须上的两根针状体分别与两个金属电极相连，金属电极选用功函数为4.5～5.1 eV的金属以形成金属电极和四针状氧化锌晶须欧姆接触，能够直接在宏观条件下使用常规的检测仪器连接两个金属电极以对单个四针状氧化锌晶须的电导特性进行检测，检测在宏观条件下进行，操作方便。