[發(fā)明專利]一種ZnO功能納米材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010270003.2
• 申請日: 2020-04-08
• 公開（公告）號: CN111302385A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設計）人: 石立春;寇晨;王育虔;張曉娟;陳明淑
• 申請（專利權）人: 西京學院
• 主分類號: C01G9/02
• 分類號: C01G9/02;B82Y30/00;B01J23/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權代理有限公司 11246
• 代理人: 劉妮

本發(fā)明公開了一種ZnO功能納米材料及其制備方法，該制備方法包含：將醋酸鋅的甲醇?水溶液加熱至50℃，形成均一的溶液，滴加至氫氧化鈉的甲醇溶液，得到的溶液中9≤pH≤11，在密封反應容器中溫度升至55℃反應，得到ZnO的甲醇懸濁液，經(jīng)后處理得到強紫外光吸收的氧化鋅納米晶粉末，該氧化鋅納米晶粉末的晶粒尺寸為10～12nm。本發(fā)明的方法能夠在近室溫下制備具有強紫光吸收的ZnO功能納米材料，可用于光催化和納米生物工程。

技術領域

本發(fā)明涉及一種ZnO功能納米材料，具體涉及一種ZnO功能納米材料及其制備方法。

背景技術

納米氧化鋅(ZnO)是一種高功能精細無機產(chǎn)品，表現(xiàn)出許多特殊的性質(zhì)，如非遷移性、熒光性、壓電性、吸收和散射紫外線能力等，可用于制造氣體傳感器、熒光體、變阻器、圖像記錄材料、壓電材料、壓敏電阻、高效催化劑等。因它在光催化、生物工程及光電器件等領域有巨大的潛在應用價值，國內(nèi)外很多科研單位和高校團隊都致力于研究氧化鋅可控合成及光學特性。

目前，納米氧化鋅的制備主要包括：固相法、液相法和氣相法。其中，液相法主要有：均勻沉淀法、直接沉淀法、水熱合成法、溶膠－凝膠法、噴霧熱分解法、超聲波合成法等。水熱合成法是在密閉容器(高壓釜)中，以水為溶劑，通過對水溶液的加熱至接近其臨界溫度而產(chǎn)生高壓，原始混合物在此條件下進行反應，從而合成與制備出所需的無機材料，但是其需要在高壓高溫條件下進行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種ZnO功能納米材料及其制備方法，該方法能夠在近室溫下制備具有強紫光吸收的ZnO功能納米材料，可用于光催化和納米生物工程。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種ZnO功能納米材料在近室溫下的制備方法，該制備方法包含：

將醋酸鋅的甲醇水溶液加熱至50℃，形成均一的溶液，滴加至氫氧化鈉的甲醇溶液，得到的溶液中9≤pH≤11，在密封反應容器中溫度升至55℃反應，得到ZnO的甲醇懸濁液，經(jīng)后處理得到強紫外光吸收的氧化鋅納米晶粉末，該氧化鋅納米晶粉末的晶粒尺寸為10～12nm。

優(yōu)選地，所述醋酸鋅的甲醇水溶液是通過醋酸鋅水溶液和甲醇/水溶液配制的；其中，所述醋酸鋅水溶液的濃度為0.1～0.2mol/L；所述醋酸鋅水溶液和甲醇/水溶液的體積比(2～4)：1。

優(yōu)選地，所述醋酸鋅的甲醇水溶液是通過將醋酸鋅水溶液加至45℃的甲醇/水溶液中獲得的。

優(yōu)選地，所述甲醇/水溶液中，甲醇與水的體積比為1：1。

優(yōu)選地，所述氧化鋅納米晶粉末吸收中心波長為370nm的紫外光。

優(yōu)選地，所述氧化鋅納米晶粉末的吸收強度為0.4～0.9。

優(yōu)選地，所述密封反應容器中反應時間為2h。

優(yōu)選地，所述氫氧化鈉的甲醇溶液的濃度為0.1mol/L。

優(yōu)選地，所述后處理為，靜置12h，轉速為10000r/min離心分離，洗滌和40～50℃真空干燥24～30h。

本發(fā)明的另一目的是提供一種ZnO功能納米材料，該ZnO功能納米材料通過所述的制備方法獲得。

本發(fā)明的ZnO功能納米材料及其制備方法，具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明的方法適用于ZnO等新進催化納米材料的制備，所制備的功能納米材料具有較高的吸收紫外光的性能，不僅可以對新能源光催化的活性材料，而且可以應用于納米生物工程方面。

本發(fā)明的方法制備的強紫外光吸收的氧化鋅納米晶粉末純度高、均一性好，通過控制溶液的pH值和溫度有效調(diào)控晶體的生長取向。