[发明专利]一种简易制备氧化锌纳米花的方法

说明书

技术领域

本发明属于新型纳米材料制备方法的技术领域，尤其涉及一种简易制备氧化锌纳米花的方法。

背景技术

纳米ZnO作为一种宽禁带的II-VI族半导体(Eg＝3.37eV)，以其特有的体积效应、表面效应、量子尺寸效应和隧道效应，及其特有的新颖性能(如压电效应和光催化性质等)，使其在光学、电学、材料学和生物医学等领域有着很大的应用前景。由于结构形貌与材料的性能及应用密切相关，因此，ZnO纳米材料形貌控制一直是该材料研究领域的热点。

其中，对于不同形貌结构的ZnO制备方法成为近些年该领域的研究热点之一，比较常见的制备方法有气相生长法、水热法、热蒸发法、模板法、金属氧化物气相沉积法、电化学沉积法等。不同方法制备ZnO纳米材料的形貌各有差异，探索新的纳米结构的制备方法，仍然是材料领域研究的目标之一。

尽管上述制备方法都有其优点，但是这些方法通常需要辅助的仪器和技术、制备步骤复杂，难以在要求低成本、高效的纳米光电器件的应用中得到广泛的应用；另外，这些制备方法工艺复杂、能耗大、合成条件苛刻以及难以实现规模化生产，严重限制了ZnO纳米晶材料在光电器件中的应用。但是现有制备方法大多反应条件苛刻，生产成本高昂，不适用于大规模工业生产。

因此，探索发展新的相对简便的ZnO纳米结构的制备方法仍然很有必要。本发明采用较为简便的电化学沉积技术，可以不需要其它制备方法中复杂的步骤和辅助仪器，从而进一步简化了操作步骤，本发明具有简单实用的特点，为大规模快速、高效、低成本地制备ZnO纳米结构提供了新的方案。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种快速、程序简便、制备成本低的简易制备氧化锌纳米花的方法。

本发明的技术方案是：一种简易制备氧化锌纳米花的方法，通过以下步骤实现：(1)衬底清洗处理；(2)沉积液的配制；(3)电化学沉积氧化锌；(4)清洗烘干产物。

(1)衬底清洗处理：沉积前，衬底纯铜箔分别经过在一定浓度的盐酸、去离子水、丙酮、去离子水中进行超声清洗。

(2)沉积液的配制：将锌盐溶解在100ml的去离子水中，加入钾盐和柠檬酸按一定的摩尔比混合，将混合液搅拌10min后，待用。

(3)电化学沉积：以石墨和纯铜箔作为工作电极，以氯化锌、柠檬酸和氯化钾的混合液作为生长氧化锌纳米花的沉积液，在一定温度和恒电位的条件下沉积一定时间。

(4)清洗烘干产物：取出生长氧化锌的衬底纯铜箔去离子水冲洗，并置于烘箱中一定温度下烘干一定时间,最后获得干燥的纳米花结构氧化锌。

步骤(1)中衬底纯铜箔分别在0.1M盐酸、去离子水、丙酮、去离子水中进行超声清洗10min。

步骤(2)中锌盐与钾盐的摩尔比为2.5-1，所述柠檬酸与钾盐的摩尔比为0.1-1，形成一定摩尔比的生长氧化锌纳米花的沉积液；

步骤(3)中沉积条件为加热温度为90℃、恒电位为1.5V和沉积时间为5min。

步骤(4)中生长氧化锌的衬底纯铜箔去离子水冲洗3次，并置于烘箱中100℃烘干15min。

烘干后即得到所述的氧化锌纳米花的结构。从图1和图2中可以看出，本发明实施例提供的电化学沉积方法可获得氧化锌纳米花结构。

与现有技术相比，本发明采用电化学沉积法制备，以氯化锌、柠檬酸和氯化钾作为沉积液，然后加热和恒电位的沉积条件下制备氧化锌纳米花状结构。相比其它制备方法，本发明新颖简单、各步工艺简单、成本低、操作方便，快速(5min即可)，可控性好且无污染，而且无需模板等复杂的辅助仪器，适合于大批量制备氧化锌纳米花结构，有良好的应用和发展前景。所制备的氧化锌纳米花结构有望在新型纳米光电器件等领域获得应用。

附图说明

图1是根据本发明实施提供的方法制备得到的纳米花结构氧化锌的低倍扫描电子显微镜照片(标尺为10μm)。

图2是根据本发明实施提供的方法制备得到的纳米花结构氧化锌的高倍扫描电子显微镜照片(标尺为1μm)。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施作详细说明：本实施在以本发明的技术方案为前提下进行实施，用于说明本发明，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施。

所述实施例中的M为mol/L。

本发明所述简易制备氧化锌纳米花的方法，具体的制备步骤如下；