[发明专利]一种超疏水控制晶面类半球状氧化锌微米材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种超疏水控制晶面类半球状氧化锌微米材料的制备方法包括以下步骤：S1、将二水合醋酸锌溶于无水乙醇中，形成澄清溶液A；S2、将谷氨酸溶于蒸馏水中，形成溶液B；S3、搅拌情况下，将A、B溶液混合，并将混合液密封加热并保温至反应完成，然后冷却后将得到的产物离心、水洗并烘干制得超疏水控制晶面类半球状氧化锌微米材料。氧化锌微米材料呈类半球状或纸杯蛋糕状，所述氧化锌微米材料的外凸的顶表面以纤锌矿型氧化锌{0002}晶面为主，所述氧化锌微米材料的底面直径为4～15μm，所述氧化锌微米材料具有超疏水性。本发明可稳定制得类半球状氧化锌微米材料，反应过程安全可控，无水乙醇可回收利用。

技术领域

本发明涉及一种氧化锌微米材料及其制备方法，特别是一种超疏水控制晶面类半球状氧化锌微米材料及制备方法。

背景技术

氧化锌微、纳米材料广泛用于光降解、光催化、催化剂载体等领域，其不同的暴露表面具有不同的吸附活性和耐酸碱稳定性。结合材料的形貌控制，可获得截然不同的表面亲、疏水性。其中，疏水性材料又可应用于自清洁表面、抗污染、水油分离等领域。

类半球状形貌的微纳米颗粒，由于其特殊的形貌，容易在基底上定向排列，对于需要构筑宏观尺度上性能与方向相关的表面或层状结构有非常重要的意义。另外，通过控制微纳米颗粒外表面的定向生长，可以使类半球状材料外表面具有统一的晶面，有助于获得更为一致的表面性质。

目前，通过选择不同的封端剂，可控制氧化锌形成不同暴露晶面、不同形貌的微纳米结构。如通过多胺基结构化合物(如乙二胺)，可沉淀锌盐生成暴露晶面的棒状结构；或采用多羟基结构化合物(如柠檬酸钠)，沉淀锌盐生成暴露{0002}晶面的六边形板状结构。但是，尚未有制备方法可稳定控制制得的氧化锌微纳米结构呈类半球状、特定暴露晶面、且具备超疏水性。

发明内容

针对上述现有技术缺陷，本发明的任务在于提供一种超疏水控制晶面类半球状氧化锌微米材料。本发明的另一任务在于提供一种超疏水控制晶面类半球状氧化锌微米材料的制备方法，使制得的氧化锌微米材料呈类半球状且具有超疏水性。

本发明技术方案如下：一种超疏水控制晶面类半球状氧化锌微米材料，所述氧化锌微米材料呈类半球状或纸杯蛋糕状，所述氧化锌微米材料的外凸的顶表面以纤锌矿型氧化锌{0002}晶面为主，所述氧化锌微米材料的底面直径为4～15μm，所述氧化锌微米材料具有超疏水性。

一种超疏水控制晶面类半球状氧化锌微米材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将二水合醋酸锌溶于无水乙醇中，形成澄清溶液A；S2、将谷氨酸溶于蒸馏水中，形成溶液B；S3、搅拌情况下，将A、B溶液混合，并将混合液密封加热并保温至反应完成，然后冷却后将得到的产物离心、水洗并烘干制得超疏水控制晶面类半球状氧化锌微米材料。

进一步地，所述步骤S1中二水合醋酸锌在乙醇中的浓度为2～15g/L。

进一步地，所述步骤S2中谷氨酸的使用量与所述步骤S1中二水合醋酸锌的质量比为1:100～1:200。

进一步地，所述步骤S2中蒸馏水的体积与所述步骤S1中无水乙醇的体积比为1:4～1:6。

进一步地，所述步骤S3中加热温度95～160℃，保温时间8～24小时。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)制备过程中使用了少量谷氨酸，利用谷氨酸既有氨基、又有羧基的结构，以特定的方式吸附于氧化锌晶核表面，控制氧化锌生长，最后形成类似半球形或纸杯蛋糕形状的氧化锌微米颗粒。(2)制备过程仅采用无水乙醇、二水合乙酸锌和极少量谷氨酸，各反应物无毒无臭，制备过程安全可控；且无水乙醇使用后可通过蒸馏方式回收利用，符合绿色化学的理念。(3)产物样品可通过分散于溶剂中，采用滴加或旋涂的方法分布于基底上，当采用极性基底(如玻璃)时，样品粉末可大多数以{0002}向上一致排列。

附图说明