[发明专利]三维片状纳米线的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明涉及一种三维片状纳米线的制备方法，该三维片状纳米线为Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O@In纳米线，以锌片、铟源为前驱体，以硫源为辅助剂，通过控制溶剂热的温度和时间制备出硫化物包裹的铟纳米线，将所制备的硫化锌包裹的铟纳米线用盐酸腐蚀,烘干，即可得到结晶性优良的三维片状纳米线，其表面的Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O超薄纳米片具有良好的结晶性。本发明方法简单可控，重复性高，有利于大批量制备；能通过氧化/硫化等二次处理转化为Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O@In₂O₃(In₂S₃)半导体异质结，从而提升Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O材料的光电性能并进一步拓展其在气敏等其他领域的应用。

技术领域

本发明属于纳米材料和半导体异质结制备的技术领域，具体涉及一种溶剂热法大批量合成三维片状纳米线的制备方法，特别是涉及一种三维片状纳米线的制备方法及其产品和应用。

背景技术

光催化技术，是一种利用太阳能开发可再生能源的新兴技术，在环境净化上表现出了巨大的应用前景，是目前科学和技术的研究热点之一。目前光催化研究的应用主要体现在两个领域：利用光催化分解水制取氢气和降解有机污染物。在已有的光催化材料研究中，基于不同纳米结构的TiO₂、V₂O₅等材料的光催化性能提高研究取得了明显进展。但仍存在诸多问题，如多数属于粉体材料，无法有效回收可重复性利用，大批量制备困难等，因此仍需要进一步开发具有可重复使用的非粉体高效光催化材料。

Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O（碱式氯化锌，Simonkolleite）是一种无色、扁平状六方晶体，是一种禁带宽度与ZnO相近的半导体材料，可广泛应用与光电池转化效率提高及光催化降解等领域。J. Sithole等合成的Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O 纳米片，其电阻可随着H₂的浓度而变化，可制备检测H₂的气敏材料。目前主要以电沉积法和热溶液法为主。电沉积法制备Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O较为复杂，仅适用于实验室用的少量合成。热溶液法制备需要较长时间，且对结构的调控仍较为困难。因此，迄今，大批量合成Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O仍然是一个很大的挑战。