[发明专利]具有花状微纳结构氧化锌粉体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有花状微纳结构的ZnO粉体的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、将锌盐溶液注入到强碱溶液中；

步骤二、将上述混合物静置沉淀，去上清，洗涤、干燥得到白色固体粉末；

其特征在于，所述锌盐溶液浓度为0.1M-10.0M，所述强碱溶液浓度为0.2M-20.0M，锌盐与强碱的摩尔比为1:1-1:5；锌盐溶液注入到强碱溶液中的注入速率为2-35ml/s；所述步骤一中将锌盐溶液注入到强碱溶液的同时对强碱溶液进行超声分散，超声频率为25KHz-40kHz。

2.根据权利要求1所述的一种具有花状微纳结构的ZnO粉体的制备方法，其特征在于，所述步骤一中注入锌盐溶液之前即开始对强碱溶液进行所述超声分散，和/或所述锌盐溶液全部注入到强碱性溶液中后继续超声分散40-50s。

3.根据权利要求1或2任一项所述的一种具有花状微纳结构的ZnO粉体的制备方法，其特征在于，超声分散的同时还进行机械搅拌。

4.根据权利要求3所述的具有花状微纳结构的ZnO粉体的制备方法，其特征在于包括下述1)-5)所述中的至少一种：

1)所述步骤一中强碱溶液是氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液或碳酸钾溶液；

2)所述步骤一中锌盐溶液是硝酸锌溶液、氯化锌溶液、甲酸锌溶液或二水合醋酸锌溶液；

3)所述步骤一中锌盐溶液注入强碱溶液时的温度为20-30℃；

4)所述步骤二中静置沉淀2-3h；

5)所述步骤二中干燥温度为70-100℃。

5.根据权利要求4所述的具有花状微纳结构的ZnO粉体的制备方法，其特征在于所述锌盐溶液浓度为0.25M-0.5M，所述强碱溶液浓度为0.5M-1M，锌盐与强碱的摩尔比为1:2；所述注入速率为35ml/s；所述超声频率为35kHz。

6.一种具有花状微纳结构的ZnO粉体，其采用权利要求1-5任一项所述的制备方法制备而成。

7.一种权利要求6所述的具有花状微纳结构的ZnO粉体的应用，其特征在于应用于光催化、气体传感器、光伏、脱硫、塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池或阻燃剂领域。

8.采用权利要求5的制备方法制备的ZnO粉体的应用，其特征在于应用于染料敏化太阳能电池光阳极的制备。

9.一种染料敏化太阳能电池光阳极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将采用权利要求5的制备方法制备的具有花状微纳结构的ZnO粉体与商业ZnO纳米粉体混合后加入溶剂进行分散；

2)将步骤1)中制备好的浆料刮涂在洁净的导电玻璃上，刮涂完成后晾干，之后加热烘干即完成ZnO光阳极的制备。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，具体包括下述a)-g)所述中的至少一种：

a)所述步骤1)中采用权利要求5的制备方法制备的花状微纳结构ZnO粉体与商业ZnO纳米粉体的质量比为4:1；

b)所述步骤1)中商业ZnO纳米粉体的粒径为20-30nm；

c)所述步骤1)中溶剂与ZnO粉体的质量比为4:1；

d)所述步骤1)中溶剂为体积比为1:1的乙醇与水的混合物；

e)所述步骤1)中的分散方法为超声+震荡；

f)所述步骤2)中导电玻璃上浆料的厚度控制在30～40μm，加热温度为200℃，加热时间为2～4h；

g)将步骤2)制备好的ZnO光阳极预热后放入染料溶液中敏化；在敏化后的光阳极上涂覆凝胶电解质，之后与对电极叠合在一起，用夹子固定后即完成器件的组装；所述预热温度为40～80℃，染料溶液的溶剂为无水乙醇，染料为N719联吡啶钌，染料的浓度为0.2～0.6mmol L^-1，敏化时间为2～3h；所述凝胶电解质中，电解质的组成为0.1mol L^-1的LiI,0.1mol L^-1的I₂,0.6mol L^-1的1,2-二甲基-3-丙基咪唑碘，0.45mol L^-1的N-甲基本并咪唑，溶剂为甲氧基丙腈；凝胶剂为聚环氧乙烷，凝胶剂添加量为液态电解质质量的10％。