[發明專利]修飾有銀納米顆粒的氧化鋅納米棒陣列及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201110302930.9
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN103030095A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 唐海賓;孟國文;張倬
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: B81B7/04
• 分類號: B81B7/04;B81C1/00;G01N21/65
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 任崗生;王挺

技術領域

本發明涉及一種納米棒陣列及制備方法和用途，尤其是一種修飾有銀納米顆粒的氧化鋅納米棒陣列及其制備方法和用途。

背景技術

基于納米級的氧化鋅具有與同類塊體材料明顯不同的獨特性能，人們為探索和拓展其應用范圍，作出了不懈的努力。如在2005年1月12日公開的中國發明專利申請公開說明書CN?1562888A中提及的“一種銀表面修飾納米氧化鋅及其制備方法”，其中的銀表面修飾納米氧化鋅的構成為，在納米氧化鋅顆粒的表面點綴或包覆納米氧化銀，納米氧化鋅顆粒的粒徑為10～100納米，銀含量為0.01～30％(w/w)；制備方法為先配制納米氧化鋅的前驅體草酸鋅，再將草酸鋅與可溶性銀鹽配制成草酸鋅與銀鹽的加合物，之后，將加合物置于240～900℃下煅燒20～240分鐘，得到最終產物。但是，無論是銀表面修飾納米氧化鋅最終的形貌，還是其制備方法，都存在著不足之處，首先，最終產物只能用于抗菌，無法作為表面增強拉曼散射(SERS)活性基底，應用于基于SERS效應的傳感器，以廣泛地應用于環境、化學、生物等領域；其次，制備方法不能制得具有表面增強拉曼散射活性的產物，且形成最終產物需高溫煅燒，以致其表面的銀納米顆粒極易被氧化。

發明內容

本發明要解決的技術問題為克服現有技術中的不足之處，提供一種于構成有序的氧化鋅納米棒陣列的棒狀氧化鋅的表面修飾銀顆粒的修飾有銀納米顆粒的氧化鋅納米棒陣列。

本發明要解決的另一個技術問題為提供一種上述修飾有銀納米顆粒的氧化鋅納米棒陣列的制備方法。

本發明要解決的還有一個技術問題為提供一種上述修飾有銀納米顆粒的氧化鋅納米棒陣列的用途。

為解決本發明的技術問題，所采用的技術方案為：修飾有銀納米顆粒的氧化鋅納米棒陣列包括襯底，特別是，

所述襯底上置有均勻的有序豎立排列的頂端呈尖銳狀的氧化鋅納米棒組成的陣列；

所述氧化鋅納米棒的棒長為1～1.4μm、棒直徑為50～60nm；

所述氧化鋅納米棒上修飾有兩種尺寸的銀納米顆粒，其中，氧化鋅納米棒頂端的銀納米顆粒的粒徑為100～120nm，氧化鋅納米棒表面的銀納米顆粒的粒徑為25～35nm、顆粒之間的間距為≤10nm；

所述相鄰氧化鋅納米棒頂端的銀納米顆粒之間的間距為40～60nm，所述相鄰氧化鋅納米棒表面的銀納米顆粒之間的間距為25～35nm。

作為修飾有銀納米顆粒的氧化鋅納米棒陣列的進一步改進，所述的襯底為硅片，或導電玻璃，或金屬片。

為解決本發明的另一個技術問題，所采用的另一個技術方案為：上述修飾有銀納米顆粒的氧化鋅納米棒陣列的制備方法包括電沉積法，特別是完成步驟如下：

步驟1，先將濃度為10～22mmol/L的醋酸鋅乙醇溶液涂覆至襯底上，待其干燥后用乙醇對其進行清洗分散，再將其上置有醋酸鋅的襯底置于300～370℃下熱分解至少20min，重復上述涂覆、分散和熱分解的過程一次以上后得到其上覆有氧化鋅種子層的襯底；

步驟2，將其上覆有氧化鋅種子層的襯底置于溫度為75～90℃、濃度為0.03～0.07mol/L的硝酸鋅氨絡合溶液中，以其為陰極、石墨片為陽極，于電流密度為0.3～0.7mA/cm²下電沉積至少3h，得到其上置有頂端呈尖銳狀的氧化鋅納米棒組成的陣列的襯底；

步驟3，將其上置有頂端呈尖銳狀的氧化鋅納米棒組成的陣列的襯底置于離子濺射儀中，使襯底與離子濺射儀中的銀靶之間的間距為1.8～2.2cm，濺射的電壓為1.2～1.4kV、電流為2.4～2.6mA，濺射時間為6～20min，制得修飾有銀納米顆粒的氧化鋅納米棒陣列。

作為修飾有銀納米顆粒的氧化鋅納米棒陣列的制備方法的進一步改進，所述的襯底為硅片，或導電玻璃，或金屬片；所述的重復涂覆、分散和熱分解的過程為2～5次；所述的硝酸鋅氨絡合溶液的配制為，將氨水逐漸注入攪拌下的硝酸鋅溶液中，直至其由渾濁變為澄清；所述的電沉積的時間為3～5h。

為解決本發明的還有一個技術問題，所采用的還有一個技術方案為：上述修飾有銀納米顆粒的氧化鋅納米棒陣列的用途為：

將修飾有銀納米顆粒的氧化鋅納米棒陣列作為表面增強拉曼散射的活性基底，使用共聚焦拉曼光譜儀測量其上附著的羅丹明6G或多氯聯苯77的含量。