[發明專利]一種碗狀氧化鋅及其制備方法

有效

• 申請號: 202010700894.0
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111943253B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 徐軍明;劉樹嶺;唐夢霞;馮斌
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: C01G9/02
• 分類號: C01G9/02
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務所 33233
• 代理人: 陸永強

本發明屬于半導體材料制備技術領域，公開了一種碗狀氧化鋅及其制備方法。本發明得到的碗狀氧化鋅，其特點為，顆粒底部和頂部平面為正六邊形結構，底部和頂部的尺寸不一樣，面積大的一側是碗面，小面積一側為碗底。底部，頂部、底部到頂部的尺寸范圍在1?6μm。制備的氧化鋅碗面可以為平面，也可以被腐蝕，呈現多孔狀碗面。其制備方法為一步水熱法。采用體積比為8:2的DMF與蒸餾水混合均勻后作為混合溶劑。稱取二水合乙酸鋅，將它們倒入混合溶劑，磁力攪拌均勻。將溶液倒入聚四氟乙烯內衫中，裝入水熱罐。放入溫度為130℃的爐子中，水熱反應3小時。離心清洗后的樣品干燥后即為本發明碗狀氧化鋅。該發明制備方法簡單。

技術領域

本發明屬于半導體材料制備技術領域，具體涉及一種碗狀氧化鋅材料及其制備方法，制備的氧化鋅材料具有碗狀，顆粒尺寸均勻，可應用于塑料、硅酸鹽制品、合成橡膠、潤滑油、油漆涂料、藥膏、粘合劑、食品、電池、催化劑、阻燃劑等產品領域。

背景技術

ZnO是一種半導體材料，在塑料、硅酸鹽制品、合成橡膠、潤滑油、油漆涂料、藥膏、粘合劑、食品、電池、催化劑、阻燃劑等方面具有廣闊的應用前景。ZnO形貌對其各種性能有非常大的影響。棒狀、花狀、多孔等合種形貌被廣泛合成和應用。然而，到目前為止，碗狀ZnO的合成還沒有被報道。碗狀氧化鋅兩端的尺寸不一樣，因而兩端的性質不一樣，會產生特殊的光學性能。同時，由于其特殊的碗狀結構，在電學、催化等方面也具有一些獨特的性能。因而，碗狀氧化鋅的制備具有特殊的意義。然而，目前的制備技術并不能制備碗狀ZnO。

發明內容

針對現有技術存在的技術問題，本發明提出一種碗狀氧化鋅及其制備方法，實現一種碗狀ZnO的制備技術。該碗狀氧化鐵的特點為：底部和頂部為正六邊形結構，兩端的尺寸不一樣，面積大的一邊是碗面，小面積一部為碗底。底部、頂部、底部到頂部的尺寸范圍在1-6μm。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

一種碗狀氧化鋅材料，該材料由多個顆粒組成，每個顆粒的底部和頂部為正六邊形結構且兩端的尺寸不一樣，面積大的一側是碗面，面積小的一側為碗底；底部到頂部之間的尺寸范圍在1-6μm。

作為進一步的改進方案，碗面一側為平面或者碗面一側的氧化鋅被腐蝕，呈現多孔狀。

本發明還公開了一種碗狀氧化鋅材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)量取8mlDMF和2ml蒸餾水，將它們混合在一起。

(2)稱取二水合乙酸鋅80mg-220mg，將它們倒入混合溶劑，磁力攪拌均勻。將溶液倒入聚四氟乙烯內衫中，裝入水熱罐。放入溫度為130℃的爐子中，水熱反應3小時。

(3)采用離心機清洗樣品，水和酒精各清洗3次。清洗后的樣品采用60℃烘干。

本發明方案能夠獲得碗狀氧化鋅，機理如下：

首先，DMF在加熱情況下會釋放出氫氧根離子，氫氧根離子與鋅離子在水熱條件下產生反應生成氧化鋅。在該溶液體系下，結晶出的氧化鋅為六角片狀，片狀的兩個面是(001)，片的大小為1-6μm，最終成為碗底。隨后，氧化鋅在(001)面上結晶，因此，晶體往001方向生長。同時，由于生長速度較慢，晶體不僅僅朝[001]方向生長，還朝另一個斜面向上生長，因而使氧化鋅生長面越來越大，最終停止生長時形成碗面。在較低的醋酸鋅濃度時，鋅離子消耗完畢后，由于氧化鋅為兩性氧化物，DMF分解產生的氫氧根積到一定濃度后，反而對氧化鋅起到腐蝕作用，后面生長的晶面由于缺陷較多，因而碗面會受到腐蝕。從而形成碗底平面完整，碗面受腐蝕的碗狀氧化鋅。而高濃度的醋酸鋅，由于鋅離子多，在相同的反應時間DMF分解出的氫氧根離子都用于與鋅離子結合產生氧化鋅，因而到反應結束時，碗狀氧化鋅也不會受到腐蝕。

采用本發明的技術方案，具有如下的有益效果：