[发明专利]一种哑铃状ZnO微米材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种哑铃状ZnO微米材料以及它的制备方法，属于半导体光电子材料与器件技术领域。

背景技术

近年来，由于ZnO结构材料具有优异的光学、场发射和压电特性，所以对其的研究受到了世界范围的高度关注。作为宽禁带半导体的ZnO结构材料，目前已广泛用于传感器、功率器件、紫外发光二极管、太阳能电池。在国际、国内材料科学工作者的不懈努力下，现今已经能够用多种方法(如分子束外延、脉冲激光沉积、磁控溅射、溶胶-凝胶法、热蒸发法、金属有机化学气相沉积法等)制备出了花样繁多的ZnO结构材料，其中包括具有“杆”、“线”、“带”、“环”、“梳”等形貌特征的ZnO纳米结构材料。但是目前哑铃状ZnO微米材料报道却没有见到。

发明内容

本发明的发明目的是为了提供一种哑铃状ZnO微米材料，这种微米结构具有多孔，比表面积较大，并且简单易控。

本发明的另一目的是为了提供这种哑铃状ZnO微米材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种哑铃状ZnO微米材料，在国际上是首次报道，这种微米结构长度为30μm-40μm，两端孔直径大小为0.5-0.8μm。整体形态为哑铃状。

这种哑铃状ZnO微米材料产品是采用水热方法得到的，其具体工艺步骤如下：

a)在一只干净的玻璃器皿中，倒入去离子水，并将Zn(CH₃COO)₂·2H₂O溶解其中；

b)缓慢向玻璃器皿中加入一定量的氨水，用磁力搅拌器不断搅拌，并且维持溶液的为弱碱性；

c)用薄膜将玻璃器皿密封，放入温度为50-55℃的烘箱中加热12-15小时；

d)将薄膜移除，保持烘箱内温度为30-32℃，直到将玻璃器皿烘干。

e)将留在玻璃器皿底部的白色沉淀物刮下，取出样品，得到所述哑铃状ZnO微米材料。

本发明工艺步骤a)中所述的醋酸锌溶液溶解后的浓度为0.34-0.36mol/L。本发明工艺步骤b)中所述的氨水质量百分比浓度为22-25％。

步骤b)中所述的溶液pH值为8.5-8.6。

本发明的主要技术优点：

本产品以Zn(CH₃COO)₂·2H₂O去离子水和氨水为原料，先搅拌混合，然一定的温度下加热，即可以得到。无需对加热环境有高要求，简单易控，重复性强，非常适合大面积，低成本的制备。

本发明的产品特点：本发明得到的哑铃状ZnO微米材料是一种具有独特形貌特征的ZnO微米结构材料，顶部由一系列细棒聚集而成，且有许多孔。有望在微电子和微电子光电器件，传感器等领域获得重要应用。

附图说明

图1是哑铃状结构的氧化锌微米材料的X射线衍射图；

图2是哑铃状结构的氧化锌微米材料的低倍SEM照片；

图3是哑铃状结构的氧化锌微米材料的中倍SEM照片；

图4是哑铃状结构的氧化锌微米材料顶端的高倍SEM照片。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例进一步说明本发明的技术特点。

实施例1

a)在一只干净的玻璃烧杯中，倒入去离子水20ml，并将1.5gZn(CH₃COO)₂·2H₂O溶解其中；

b)缓慢向玻璃器皿中加入一定量的氨水，用磁力搅拌器不断搅拌，并且维持溶液的PH为8.5；

c)用薄膜将玻璃器皿密封，放入烘箱中加热13小时，温度为55℃；

d)将薄膜移除，继续加热，温度为32℃，直到将玻璃器皿烘干；

e)将留在玻璃器皿底部的白色沉淀物刮下，取出样品，得到所述哑铃状ZnO微米材料。

实施例2

a)在一只干净的玻璃烧杯中，倒入去离子水20ml，并将1.5gZn(CH₃COO)₂·2H₂O溶解其中；

b)缓慢向玻璃器皿中加入一定量的氨水，用磁力搅拌器不断搅拌，并且维持溶液的PH为8.6；

c)用薄膜将玻璃器皿密封，放入烘箱中加热12小时，温度为50℃；

d)将薄膜移除，继续加热，温度为32℃，直到将玻璃器皿烘干；

e)将留在玻璃器皿底部的白色沉淀物刮下，取出样品，得到所述哑铃状ZnO微米材料。

实施例3