[发明专利]一种ZnIn2S4纳米薄片阵列结构及其制备方法

权利要求书

1.一种ZnIn₂S₄纳米薄片阵列结构，其特征是：纳米薄片阵列结构为单晶有序结构，尺寸为1~5μm，厚度为50~100nm，且垂直生长在衬底上；单晶有序结构材料直接用作光解水制氢电池、光电生物传感器的光阳极。

2.一种ZnIn₂S₄纳米薄片阵列制备方法，其特征是：采用一步水热法快速制备而成，合成出来的纳米薄片阵列直接、垂直生长在衬底上，具有单晶有序结构；具体步骤以下：

a.将锌盐、铟盐的硫脲按照摩尔比1 : 2 : 4的比例溶解于去离子水中，再加入盐酸，经强力超声、搅拌得到澄清的前驱体溶液；所述的锌盐、铟盐的硫脲的纯度为不低于分析纯级；

b. 将上述澄清的前驱溶液转移至水热反应釜中，再加入衬底材料，保持导电面朝下放置，密封，置于烘箱中，设置温度到200~250 ℃，水热反应2~6 h，再自然冷却到室温，得到薄片产物；

c. 将得到的薄片产物经过洗涤、真空干燥后，即为ZnIn₂S₄纳米薄片阵列光电极材料。

3.根据权利要求2所述的一种ZnIn₂S₄纳米薄片阵列制备方法，其特征是：所述的前驱体溶液为50 mL时，加入的盐酸为0.5~2 mL，所述的盐酸的质量百分比浓度为37%。

4.根据权利要求2所述的一种ZnIn₂S₄纳米薄片阵列制备方法，其特征是：所述的前驱体溶液中含有Zn²⁺离子、In³⁺离子和S元素；所含Zn²⁺离子浓度在0.01 ~ 1 mol/L，所含In³⁺离子浓度也在0.01 ~ 1 mol/L，所含S元素浓度在0.02 ~ 2 mol/L，其中Zn²⁺离子的浓度一定不得超过S元素浓度的1/2。

5.根据权利要求2所述的一种ZnIn₂S₄纳米薄片阵列制备方法，其特征是：所述的锌盐为ZnCl₂、Zn(NO₃)₂、ZnSO₄或其结晶水合物；所述的铟盐为InCl₃、In₂(NO₃)₃或其结晶水合物，所述的硫脲为C₄H₈N₂OS。

6.根据权利要求2所述的一种ZnIn₂S₄纳米薄片阵列制备方法，其特征是：所述的衬底材料为：导电玻璃、硅片或铜箔。