一种在金属基底表面生长纳米片状氧化锌阵列的方法技术

本发明专利技术公开了一种在金属基底表面生长纳米片状氧化锌阵列的方法，其包括：（1）清洗金属基底；（2）配制生长溶液；（3）生长反应；（4）清洗干燥；（5）高温后处理。本发明专利技术针对现有纳米氧化锌颗粒应用中出现的问题，直接采用水热生长技术，将氧化镁纳米片状阵列原位生长于商业基底（金属、陶瓷和高分子纤维）表面，从而生产出纳米阵列基氧化锌抗菌材料。其新型的氧化锌纳米阵列基薄膜具有优异的机械稳定性，独特的阵列空间结构，较大的比表面积和丰富的孔结构。

【技术实现步骤摘要】
一种在金属基底表面生长纳米片状氧化锌阵列的方法
本专利技术涉及材料
，具体的涉及一种在金属基底表面生长纳米片状氧化锌阵列的方法。
技术介绍
纳米氧化锌其尺寸介于原子簇和宏观颗粒之间，具有纳米材料所普遍具有的体积效应、表面效应、宏观量子隧道效应等特殊性质，使其在光吸收、敏感、催化及其功能特性方面引起广泛关注。目前为止，纳米氧化锌的用途包括亚敏电阻、压电材料、荧光体、化妆品、气体化学传感器、变阻器、紫外线屏蔽材料、光催化剂等，其广泛的应用领域使其研究变的十分迫切。纳米氧化锌作为一种新型功能材料，无毒、无味，对皮肤无刺激性，不分解，且具有良好的热稳定性。纳米氧化锌在简单的光照条件下即可产生空穴从而激活空气中氧形成活性氧，具有极强的氧化活性，可有效杀死病毒和病菌。因此，氧化锌作为一种新型的抗菌剂具有良好的市场前景。目前为止，纳米氧化锌的生产主要集中在粉末制备工艺中，其进一步的应用还需要将氧化锌成型或者将其涂覆在基底表面，从而达到实际应用目的。将纳米氧化锌做成浆料涂覆与基底表面（金属过滤膜，高分子过滤膜等）是现今使用最广的工艺路线，由于其粉末与基底粘结力弱，其机械稳定性较差；涂覆厚度不均匀且仅有表面层起到抗菌效果，大量深层涂覆的纳米颗粒未能充分发挥作用。传统涂覆工艺包括粉体制备，浆料配制，喷涂，干燥及其煅烧等一系列工艺步骤。其复杂的工艺步骤给产品最终的质量控制带来极大的困难，且通过涂覆粘结与基底载体表面上的纳米颗粒机械稳定性差，容易发生脱落情况，无法保证产品的稳定使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在金属基底表面生长纳米片状氧化锌阵列的方法。为了实现本专利技术的目的，拟采用如下技术方案：本专利技术一方面涉及一种在金属基底表面生长纳米片状氧化锌阵列的方法，其特征包括如下步骤：（1）清洗金属基底；（2）配制生长溶液：将锌盐溶解于水，然后加入生成反应剂，将金属基底浸入生长溶液；（3）生长反应：加热至60-120ºC，并在此温度下保持2-12小时；（4）清洗干燥；（5）高温后处理：将干燥后的产品使用马弗炉或微波或红外加热，使纳米片状氧化锌阵列成型。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述的清洗金属基底步骤是将金属基底完全浸没在乙醇中，在超声条件下清洗，再用去离子水清洗数遍，之后放入烘箱干燥。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述的金属基底选自铝或者不锈钢。出于有利于氧化锌晶体形成的角度考虑，所述的金属基底优选为铝。不愿受理论的约束，推测是由于铝表面易在碱性条件下被腐蚀从而形成粗超表面，有利于氧化锌晶体的形成。在本专利技术的一个优选实施方式中，出于避免溶液过度蒸发的角度，所述的配制生长溶液和生长反应步骤是在密闭容器内进行。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述的锌盐选自硝酸锌，氯化锌，硫酸锌，醋酸锌其中的一种或者多种。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述的生成反应剂选自尿素、六次甲基四胺中的一种或者两种。本专利技术针对现有纳米氧化锌颗粒应用中出现的问题，直接采用水热生长技术，将氧化锌纳米片状阵列原位生长于商业基底（金属、陶瓷和高分子纤维）表面，从而生产出纳米阵列基氧化锌抗菌材料。其新型的氧化锌纳米阵列基薄膜具有优异的机械稳定性（超声处理30分钟无脱落情况），独特的阵列空间结构，较大的比表面积和丰富的孔结构。附图说明图1：氧化锌纳米阵列扫描电镜照片。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定，本专利技术中所用的方法及其相关的试剂，可以有其他可选择和替代方案，能够达到相同技术结果即可。实施例11.清洗基底。将金属基底（铝或者不锈钢）完全浸没在乙醇中，在超声条件下清洗一段时间，再用去离子水清洗数遍，之后放入烘箱在一定温度下干燥数小时。2.生长溶液配制。用可密闭的玻璃或者塑料容器将锌盐（硝酸锌，氯化锌，硫酸锌，醋酸锌其中的一种或者多种）溶解于水中，之后加入一定比例的生成反应剂（尿素，六次甲基四胺中的一种或者两种），待充分溶解后，将基底完全浸入生长溶液。3.生长反应。采用烘箱或其他加热方式将2中密闭的容器加热至60-120ºC，并在此温度下保持2-12小时。4.清洗干燥。将3中生长有阵列的基底取出，用去离子水洗净，放入烘箱在60-120ºC下干燥数小时。5.高温后处理。将干燥后的产品使用马弗炉或微波或红外加热，使其阵列完全成型，最终得到目标产品，其扫描电镜照片如图1所示。本专利技术通过原位水热生长技术将氧化锌纳米结构均匀、稳固的生长于金属基底表面，可广泛应用于催化、抗菌薄膜等领域。其技术产生的有益效果包括：1.有效提高抗菌和催化活性。本专利所专利技术氧化锌片状纳米阵列拥有独特的纳米结构和阵列所围成的空间结构，为细菌与抗菌剂之间的接触提供了广阔的空间；纳米结构拥有的大比表面和独特孔结构使氧化镁表面活性增强；进一步金属掺杂使得氧化锌表面缺陷更多，活性进一步增强。2.有效延长产品使用寿命。本专利的原位生长技术解决了纳米材料与载体之间的粘接性问题，纳米阵列可稳定附着在载体表面，超声处理30分钟以上，没有发现脱落的情况，因此使用寿命得到很大提高。3.有效简化已纳米粉体为基础的薄膜应用过程。传统纳米粉体的应用不仅工艺复杂且质量控制困难，因而完全实现纳米颗粒的功能。4.有效节约生产成本。一是工艺简化所带来的生产成本节省。二是其独特的纳米片状阵列结构可充分利用起来，达到相同的功能仅需传统涂覆材料的1/5到1/20，因此可有效降低产品成本。以上具体实施方式仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。以上所述是本专利技术的优选实施例，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在金属基底表面生长纳米片状氧化锌阵列的方法，其特征包括如下步骤：（1）清洗金属基底；（2）配制生长溶液：将锌盐溶解于水，然后加入生成反应剂，将金属基底浸入生长溶液；（3）生长反应：加热至60‑120 ºC，并在此温度下保持2‑12小时；（4）清洗干燥；（5） 高温后处理：将干燥后的产品使用马弗炉或微波或红外加热，使纳米片状氧化锌阵列成型。

【技术特征摘要】
1.一种在金属基底表面生长纳米片状氧化锌阵列的方法，其特征包括如下步骤：（1）清洗金属基底；（2）配制生长溶液：将锌盐溶解于水，然后加入生成反应剂，将金属基底浸入生长溶液；（3）生长反应：加热至60-120ºC，并在此温度下保持2-12小时；（4）清洗干燥；（5）高温后处理：将干燥后的产品使用马弗炉或微波或红外加热，使纳米片状氧化锌阵列成型。2.根据权利要求1所述的方法，所述的清洗金属基底步骤是将金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐文翔，王思博，郭彦炳，高普献，陈松华，
申请(专利权)人：福建龙新三维阵列科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35