[發明專利]一種超致密Cu(OH)2

有效

• 申請號: 201811208448.7
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109402580B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 廖廣蘭;林建斌;譚先華;方涵;史鐵林;湯自榮
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/08;C23C14/18;C23C18/12;C23C28/00;G01N33/00;B82Y40/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

本發明屬于微納制造技術領域，并公開了一種超致密Cu(OH)₂納米線的制備方法及產品。該方法包括，S1、ZnO種子層制備：在基底上沉積一層ZnO薄膜；S2、ZnO催化納米棒的制備：在所述沉積有ZnO的基底置于Zn(NO₃)₂·6(H₂O)和C₆H₁₂N₄混合生長液中；S3、Cu種子層制備：在所述ZnO催化納米棒表面沉積一層Cu種子層；S4、生長納米線：將沉積有Cu種子層的基底置于NaOH和(NH₄)₂S₂O₈的混合溶液中，以生長超致密Cu(OH)₂納米線。本發明還公開以一種超致密Cu(OH)₂納米線。本發明制備形成的Cu(OH)₂納米線的形貌具有質量更高、更加致密、比表面積大的特性。

技術領域

本發明屬于濕度傳感器技術領域，更具體地，涉及一種超致密Cu(OH)₂納米線的制備方法及產品。

背景技術

微納米技術是一項當今世界迅猛發展起來的高新技術之一，也是當代科學發展的一個重要標志，它與通信技術、計算機技術一起構成信息產業的三大支柱。微電子機械系統技術是建立在微米/納米基礎上的21世紀前沿技術，是指對微米/納米材料進行設計、加工、制造、測量和控制的技術。MEMS是隨著半導體集成電路微細加工技術和超精密機械加工技術的發展而發展起來的，目前MEMS加工技術還被廣泛應用于微流控芯片與合成生物學等領域，從而進行生物化學等實驗室技術流程的芯片集成化。它可將機械構件、光學系統、驅動部件、電控系統集成為一個整體單元的微型系統。

近年來，以銅為核心的納米材料(Cu(OH)₂,CuO,Cu等)，因其特殊的物理和化學性質而在光電設備、催化劑和超導材料等方面廣泛應用。其中， Cu(OH)₂是一種重要的層狀材料，廣泛應用于能量儲存、傳感器、催化等方面。由于納米Cu(OH)₂的表面效應和小尺寸效應使其具有更高的表面活性和觸殺性。此外，Cu(OH)₂還是制備銅氧化物納米材料的一種重要前驅物，對于傳感器而言，納米結構對其性能影響顯著，更大的比表面積的微納復合結構可以增加與目標氣體分子的接觸位點，從而制備出超靈敏度的傳感器。而超致密的納米線能夠提供更多的接觸位點，進行高性能的氣體傳感。因此，制備超致密納米線是提高傳感性能的重要途徑之一。

目前制備的Cu(OH)₂納米線普遍較為稀疏。對于傳感器而言，納米結構的稀疏性對其性能影響顯著，教稀疏的微納復合結構與目標氣體分子的接觸位點較低，所制備的傳感器反應不夠迅速。另一方面，現有技術制備 Cu(OH)₂納米線時，對其的生長速度和質量難以把控，以至于其生長時間長，所獲得的納米線質量不高。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種超致密 Cu(OH)₂納米線的制備方法，其通過利用ZnO作為納米線生長過程中的納米線催化層以及該納米線催化層為后續Cu種子層生長Cu(OH)₂納米線提供更多的接觸位點的作用機理，創造性的將ZnO種子層轉化成ZnO催化納米棒從而獲得超親水的流道結構，一方面在ZnO催化納米棒的催化作用下，納米線生長液中的Cu²⁺和-OH有更多的接觸位點以加速Cu種子層生長 Cu(OH)₂納米的速度，另一方面ZnO催化納米棒的流道結構進一步增大了 Cu²⁺和-OH接觸位點，從而使得所獲得的Cu(OH)₂納米線的形貌具有質量更高、更加致密、比表面積大的特性。

為實現上述目的，本發明提供了一種超致密Cu(OH)₂納米線的制備方法，包括如下步驟：