①  在碱性溶液中生长

通常情况下，二价金属离子在酸性环境下是不水解的，所以水热生长过程中碱性的溶液环境是非常必要的。以KOH和NaOH为例，相比较而言，KOH比NaOH更适合来产生碱性环境。因为，钾离子的离子半径更大，因此更不可能进入到ZnO的晶格中，并且，钠离子会被纳米晶体周围的OH-所吸引从而形成一个虚拟的覆盖层而限制纳米晶体的生长。

参与的主要反应在上述等式中列出，对于等式（2）中产物并不一定[Zn(OH)4]2-，也可能是Zn(OH)+ 或者Zn(OH)2的形式 ，这取决于锌离子的浓度和溶液pH值[2]，如图1。2（b）。这些中间产物都处于平衡状态，它的生长过程描述如下：一开始，Zn2+ 和OH-离子相互配合，经历了质子转移脱水形成Zn2+-O2--Zn2+键合，形成[Znx(OH)y](2x-y)+形式的团块，如图1。2（a），具有八面体构型，最初来讲，聚集的团块具有少于50个离子，脱水形成的水分子迁移到溶液中，当聚集体达到150个离子，纤锌矿型（四面体配位体）氧化锌区域即微晶聚集体的中心区域，成核，核心只包括Zn2+和O2-离子，集料表面只包括了Zn2+和OH-离子，经过聚集和脱水后，最终形成具有超过200个离子的核心。由上述反应式可知ZnO中的氧离子来自于碱而不是溶剂水，所以水热的过程中不一定要是水溶液，也可以是甲醇、乙醇、丁醇，甚至于是离子溶液。需要的只是一个碱性的环境，通过调节Zn2+和OH-比例和反应时间就可以调节氧化锌纳米线的直径和高宽比，这一过程可以在室温下合成。

图1。2  (a) 纤锌矿的ZnO聚集和成核的图示。(b) 在25℃下ZnO-H2O系统前驱物浓度和pH值的函数的相稳定性图，虚线表示Zn2+可溶性物质和相应的固相之间的热力学平衡位置。

这里对于溶剂影响作一些说明，极性的无机纳米晶体对于反应溶剂是极为敏感的，纳米晶体的形态可以通过溶剂的界面作用来调整控制，而ZnO的形态取决于溶剂的形态和饱和蒸气压，溶剂的不同极性可以调节纳米线的长宽比和极性及非极性表面的相对增长率。

除了KOH、NaOH等强碱性的溶液，也可以是碱性较弱的，例如NH3•H2O或是其他一些胺类混合物。氨水除了提供碱性环境还可以调节ZnO纳米线的非均匀形核。实验表明，由于在ZnO纳米线的生长过程中锌离子的消耗一般随着时间减慢，然后在较长的反应时间中最终达到生长溶解平衡，可以通过增加硝酸锌溶液的量来克服这个限制[6]，随着反应的进行，Zn2+逐渐被消耗，锌-氨复合物逐步分解，以求保持Zn2+浓度稳定，最终在溶液中形成一个相对低的过度饱和。在生长温度下（约70至95℃），促进在衬底上的异质性生长并抑制在散装溶液中的均匀形核。当然，上述等式只是对于反应过程的一个简要概述，真实情况下的反应要比这复杂的多，例如，并未列入考虑的氧气分子，实际上溶液中的分散的氧气分子的浓度对于氧化锌纳米结构的晶体质量是非常重要的，实验证据表明，如果在水热生长溶液中加入额外的H2O2，会形成带有尖端且高质量的氧化锌纳米线[3]。

②  在由六亚甲基四胺(HMTA)调节的水溶液中生长

在已有文献中水热法合成ZnO纳米线最常用的化学剂就是Zn(NO3)2和HMTA[4,5]。HMTA是一种非离子环叔胺，尽管沿着在纤锌矿ZnO的极性面方向的固有的快速生长，在非极性一端附着的HMTA促进了[0001]方向的各向异性的生长[6]。HMTA扮演着弱碱和pH缓冲的角色[7]。HMTA是一种刚性分子，在水中容易水解且逐渐产生HCHO和NH3以释放与分子结构有关的应变能。这对于合成纳米结构是非常重要的，试想如果HMTA在水中很快水解并在短时间内产生大量的OH- ，溶液中的锌离子由于较高的pH环境很快就沉淀出来，这最终会阻止了ZnO纳米棒的取向生长[8]，反应（8）和（9）HMTA的产物NH3 有两个较重要的作用。第一，是提供了形成Zn(OH)2必要的基本的环境。第二，用Zn2+来调节来稳定水溶液。Zn(OH)2脱水后形成ZnO，所有（6）~（10）五个反应可以通过调整前驱体浓度，生长温度，生长时间等参数来调节。一般来说，前驱体浓度决定了纳米线的密度，增长时间和温度可以控制纳米线的形态和长宽比[9,10]。需要注意的是这五个反应在室温下反应是很慢的，但是在炉子中加热进行的话反应就会快很多。