[发明专利]一种纤锌矿结构的氧化锌纳米片的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤锌矿结构的氧化锌纳米片的制备方法，属于无机非金属材料料领域。

背景技术

纳米材料由于它的尺寸已经接近电子的相干长度，它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。并且，其尺度已接近光的波长，加上其具有大表面的特殊效应，因此其所表现的特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。

纳米结构具有优异的电学、磁学、光学、力学性能，而且纳米材料的形貌特征对其性能有很大的影响，因此，研究控制合成纳米材料的形貌引起了人们越来越多的兴趣和重视。

氧化锌是一种具有重要应用价值的半导体材料。室温下的禁带宽度为3．37eV，束缚激子能为60meV，室温下易被激发。纳米氧化锌具有毒性小，稳定性高，吸收和散射紫外线能力等特性，因而被广泛应用于光电探测器、光电二极管、传感器等领域。也具有很好的电学、磁学、力学、化学以及宏观性能，而且价格便宜，容易生产，化学稳定性好。纳米结构的氧化锌由于其粒子尺寸小、比表面积大，因而它具有明显的表面与界面效应、量子尺寸效应、体积效应、宏观两字尺寸隧道效应以及高透明度、高分散性等特点。使其在化学、光学、生物和电学方面都表现出许多独特优异的物理和化学性能。这一新的物质状态让纳米结构的氧化锌在上述的领域表现出巨大的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单，易于控制的纤锌矿结构氧化锌纳米片的制备方法。

本发明的纤锌矿结构的氧化锌纳米片的制备方法，包括以下步骤：

1）搅拌下，将硝酸锌充分溶于去离子水中，配制浓度为0.2~0.6mol/L的硝酸锌水溶液；

2）将四甲基铵溶于步骤1）的混合溶液中，配制得到四甲基铵浓度为0.5~2mol/L的悬浮液作为前驱体浆料；

3） 将前驱体浆料转入反应釜内胆并置于反应釜中，密封，在90~110℃下保温0.4~4小时进行水热处理，然后，让反应釜自然冷却到室温，取出反应产物，过滤，依次用去离子水、乙醇、去离子水清洗，烘干，得到纤锌矿结构的氧化锌纳米片。

本发明中所说的反应釜为聚四氟乙烯内胆，不锈钢套件密闭的反应釜。

所说的硝酸锌、四甲基铵和乙醇的纯度均不低于化学纯。

本发明采用水热法制备，工艺简单，无需作高温灼烧处理，避免了在灼烧过程中可能形成的粉体团聚，无污染，成本低，易于控制，晶粒尺寸可调；制得纤锌矿结构的氧化锌纳米片产品质量稳定，纯度高，颗粒分散性好。

附图说明

图 1 是氧化锌纳米片的X射线衍射（XRD）图谱；

图 2 是氧化锌纳米片的扫描电子显微镜（SEM）照片。

具体实施方式

实例1

1）搅拌下，将硝酸锌充分溶于去离子水中，配制浓度为0.6mol/L的硝酸锌水溶液；

2）将四甲基铵溶于步骤3）的混合溶液中，得到四甲基铵浓度为2mol/L的白色悬浮溶液作为前驱体浆料；

3） 将前驱体浆料转入反应釜内胆中然后置于反应釜中，密封，在110℃下保温4小时进行水热处理，然后，让反应釜自然冷却到室温，取出反应产物，过滤，依次用去离子水、乙醇、离子水清洗，烘干，得到纤锌矿结构的氧化锌纳米片。

其X射线衍射（XRD）图谱见图1，由图1可见，本方法得到的氧化锌是纤锌矿结构，而且结晶性和纯度较好。 

扫描电子显微镜（SEM）照片见图2，氧化锌纳米片长度和宽度为400nm，厚度为50nm。

实例2

1）搅拌下，将硝酸锌充分溶于去离子水中，配制浓度为0.4mol/L的硝酸锌水溶液；

2）将四甲基铵溶于步骤3）的混合溶液中，得到四甲基铵浓度为1mol/L的白色悬浮溶液作为前驱体浆料；

3） 将前驱体浆料转入反应釜内胆中然后置于反应釜中，密封，在100℃下保温2小时进行水热处理，然后，让反应釜自然冷却到室温，取出反应产物，过滤，依次用去离子水、乙醇、离子水清洗，烘干，得到纤锌矿结构的氧化锌纳米片。

实例3

1）搅拌下，将硝酸锌充分溶于去离子水中，配制浓度为0.2mol/L的硝酸锌水溶液；

2）将四甲基铵溶于步骤3）的混合溶液中，得到四甲基铵浓度为0.5mol/L的白色悬浮溶液作为前驱体浆料；

3） 将前驱体浆料转入反应釜内胆中然后置于反应釜中，密封，在90℃下保温0.4小时进行水热处理，然后，让反应釜自然冷却到室温，取出反应产物，过滤，依次用去离子水、乙醇、离子水清洗，烘干，得到纤锌矿结构的氧化锌纳米片。