[發明專利]一種SnO2/ZnO納米復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610297801.8
• 申請日: 2016-05-06
• 公開（公告）號: CN105948105B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 閆軍鋒;阮雄飛;張志勇;許曼章;贠江妮;趙武;鄧周虎;翟春雪;王雪文;趙青;嚴崇勇;呂欣銘
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: C01G19/02
• 分類號: C01G19/02
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所61216
• 代理人: 孫雅靜

技術領域

本發明屬于納米材料領域，涉及一種SnO₂/ZnO納米復合材料及其制備方法。

背景技術

ZnO與SnO₂是兩種重要的直接寬禁帶半導體功能材料。ZnO的禁帶寬度為 3.37eV，激子束縛能為60meV，ZnO被廣泛地應用在太陽能電池、顯示器件和光電器件，以及光催化材料、雷達波吸收材料等之中。SnO₂禁帶寬度為3.6eV，激子束縛能為130meV，SnO₂被廣泛地應用在氣體傳感器、太陽能電池、透明導電電極、光催化材料、鋰離子電池負極材料和紅外低發射率材料中。將ZnO 與SnO₂這兩種材料進行復合構成SnO₂/ZnO材料，較單一材料相比，在氣敏、光催化、隱身性能等方面都有顯著的提高，因此通過調控ZnO與SnO₂納米材料的生長可獲得質量好且具有特定分級結構的納米復合材料，在上述應用上具有重要意義。目前已經有大量科研工作者從事ZnO與SnO₂材料的復合并取得了一定的成果，如中國專利CN201210068382公開了一種一維ZnO/SnO₂核殼結構納米異質結半導體材料的制備方法，利用熱蒸發法在ZnO納米材料上包覆 SnO₂納米顆粒，其制備過程相對繁瑣，需要高溫環境，且得到的SnO₂殼層為多晶，沒有固定的方向，雜亂無序，限制了材料的性質和應用。

發明內容

針對現有制備技術的缺陷和不足，本發明提供了一種直接在ZnO納米棒上生長SnO₂納米復合材料制備方法,其制備過程簡單、反應溫度較低，并且本發明制備的單晶SnO₂納米棒均一、整齊地生長在ZnO納米棒表面，有利于提高材料的性質。

為解決上述問題，本發明采取的技術方案為：

一種SnO₂/ZnO納米復合材料，包括ZnO納米棒和生長在ZnO納米棒非極性面上的SnO₂納米棒。

進一步地，包括單體，所述的單體包括ZnO納米棒和生在在ZnO納米棒非極性面上的SnO₂納米棒。

具體地，所述的ZnO納米棒的長徑比為8～20，SnO₂納米棒的長徑比為10～ 25。

更具體地，所述的ZnO納米棒的長度為8～20μm，直徑為1μm；SnO₂納米棒的長度為600～1000nm，直徑為40～60nm。

制備所述的SnO₂/ZnO納米復合材料的方法，包括采用水熱法制備ZnO納米棒，再在ZnO納米棒的非極性面上采用水熱法生長SnO₂納米棒。

具體地，所述的在ZnO納米棒的非極性面上采用水熱法生長SnO₂納米棒包括：將含錫化合物溶液加入到強堿溶液中得到生長溶液，ZnO納米棒在生長溶液中進行水熱反應，水熱反應的反應溫度為180～220℃，水熱反應的反應時間為4～28h，水熱反應的產物洗滌為中性并烘干即得SnO₂/ZnO納米復合材料。

更具體地，所述的含錫化合物溶液為SnCl₄溶液，所述的強堿溶液為NaOH 溶液，生長溶液中NaOH與SnCl₄的摩爾比為[NaOH]:[SnCl₄]＝8～14:1,水熱反應時SnCl₄與ZnO的摩爾比為[SnCl₄]:[ZnO]＝4～7:1。

具體地，所述的水熱法制備ZnO納米棒包括：將強堿溶液加入到含鋅化合物溶液中作為反應源進行水熱反應，水熱反應的溫度為100℃，水熱反應的時間為12h，水熱反應的產物洗滌為中性并烘干即得ZnO納米棒。

更具體地，所述的含鋅化合物溶液為Zn(CH₃COOH)₂溶液,反應源中 Zn(CH₃COOH)₂的濃度為0.1～0.5mol/L，所述的強堿溶液為NaOH溶液，反應源中NaOH的濃度為1～2.8mol/L。

本發明的優點為：