[發明專利]一種氧化鋅納米管陣列的制備方法

無效

• 申請號: 201110352137.X
• 申請日: 2011-11-09
• 公開（公告）號: CN103101961A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 林琳;趙斌;殷天惠;何丹農
• 申請（專利權）人: 上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: C01G9/02
• 分類號: C01G9/02;B81C1/00
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所 31121
• 代理人: 唐莉莎

技術領域

????本發明涉及一種納米管陣列的制備方法，特別是涉及一種氧化鋅納米管陣列的制備方法。

背景技術

氧化鋅是一種重要的多功能半導體材料，它具有寬的能隙(3.37?eV)和常溫下高的激子束縛能(60?meV)，其激子能夠在室溫及以上溫度下存在。氧化鋅廉價，無毒、可生物降解和具有生物相容性。氧化鋅作為重要的半導體功能材料，具有極好的熱穩定性和獨特的力、光、電學性質，因此在電子學、光學、光電子學、激光器和光發射二極管方面都有重要的應用。

氧化鋅擁有壓電和焦熱電性質，使其成為傳感器、換能器、發電機和光催化制氫等方面最具有應用潛力的候選者之一。因此，對氧化鋅材料及器件的研究已經并將繼續成為全球科學研究者關注的熱點。

垂直定向生長的氧化鋅納米線/棒陣列在電子、光電子和力電耦合納米器件方面具有重要的用途，比如太陽能電池、場發射器件、UV激光器和壓電發電機。氧化鋅納米棒/線陣列的制備技術比較成熟，并且氧化鋅納米棒/陣列的器件研究也有相當多的報道。但是，對于氧化鋅納米管陣列的制備技術還具有很大的挑戰。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種設備、工藝簡單，成本低，易操作的方法制備垂直于基底生長的氧化鋅納米管陣列。

本發明采用簡易的低溫溶液法制備了垂直于基底生長的氧化鋅納米管陣列，并測試了氧化鋅納米管陣列的性質。

本發明提出一種氧化鋅納米管陣列的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）?基底材料：將基底材料分別放入丙酮、乙醇中超聲15分鐘，取出后用氮氣吹干；將清洗后的基底材料放在紫外光和臭氧氣氛中中15分鐘，除去表面的有機物；

（2）?反應溶液的配置：分別配置鋅鹽溶液和氨水，或氫氧化鈉，或烏洛托品溶液，將鋅鹽溶液與烏洛托品、或氨水，或氫氧化鈉溶液混合；

（3）?將步驟（1）處理好的基底材料放入步驟（2）配制好的溶液中，并密封；

（4）?將步驟（3）裝有反應液和基底材料的密封瓶放入烘箱中，在70～105℃反應5～20小時，取出樣品，自然冷卻至室溫后，用去離子水漂洗，烘干，即制得氧化鋅納米管陣列。

步驟（1）中所述的基底材料為硅基板、玻璃（載玻片）、聚對苯二甲酸乙二酯（PET）、氮化鎵中的一種或其組合。

步驟（2）中所述的鋅鹽為硝酸鋅、醋酸鋅中的一種或其組合。

步驟（2）中所述鋅鹽溶液濃度為0.01～0.1mol/L，所述的氨水，或氫氧化鈉，或烏洛托品溶液濃度為0.01～0.1mol/L；將鋅鹽溶液與烏洛托品、或氨水，或氫氧化鈉溶液按體積比為1:1～5:1混合。

本發明方法所得產物的結構、形貌、組成進行表征，分別選用X射線粉末衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、氮氣吸附比表面積測試儀（BET）等手段進行表征。本制備方法具有工藝和流程簡便，制備的氧化鋅納米管陣列化良好，粗細均勻，且成本低，可重復性強，可大量合成等優點。

本發明優點在于：

1．本發明采用低溫溶液法制備了氧化鋅納米管陣列。

2．本發明的合成方法簡單，整個制備過程簡便，條件易控，且產物的后處理方便，具有很強的通用性。

3．本發明的制備過程無需使用任何特殊的添加劑及催化劑等，因此本發明具有經濟、成本低廉的特點。

4．本發明在制備時不產生對環境有污染的副產物，符合可持續發展要求，是一種環保型合成工藝。制備的產物陣列化良好，粗細均勻，產物處理方便簡潔，適合于大規模工業生產。

附圖說明

圖1為實施例1中所得的氧化鋅納米管陣列的SEM圖。

圖2為實施例1中所得的氧化鋅納米管陣列的XRD圖。

圖3為實施例1中所得的氧化鋅納米管陣列的EDX圖。

具體實施方式

下面通過具體實施例進一步描述本發明。

實施例1：

本發明采用低溫溶液法制備氧化鋅納米管陣列，該方法包括以下步驟：

（1）?基底材料：將切割成一定尺寸的基底材料分別放入丙酮、乙醇中超聲15分鐘，取出后用氮氣吹干；將清洗后的基底材料放在紫外光和臭氧氣氛中15分鐘，除去表面的有機物；

（2）?反應溶液的配置：分別配置濃度為0.01mol/L的鋅鹽溶液和濃度為0.01mol/L的烏洛托品溶液，將溶液按體積比為2:1混合；

（3）?將處理好的基底材料放入（2）的溶液中，并密封好；