一种四脚状氧化锌纳米棒及其制备方法和制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种四脚状氧化锌纳米棒及其制备方法和制备装置。本发明专利技术通过对现有气相传输设备的设计，经过混合粉料制备，衬底催化层的制备，氧化锌四脚状结构的生长等步骤在８５０～９５０℃的条件下实现氧化锌纳米棒的合成和自组装，形成具有１１０°三维立体的四脚氧化锌纳米结构。在该方法中，锌来源于廉价锌盐的分解和碳还原，衬底为氧化锌纳米籽晶层或廉价金属氧化物纳米粒子层。该制备方法具有原料价格低廉，工作温度较低，催化剂获得方法简单，混合装置构造简单、便于工业化生产的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种四脚状氧化锌纳米棒及其制备方法和制备装置
本专利技术涉及一种四脚状氧化锌纳米棒及其制备方法和制备装置，属于纳米材料领域。
技术介绍
一维纳米材料具有奇异的物理、化学特性，在构建纳米级电子和光电子器件方面具有巨大的应用潜力，已经成为纳米科技研究领域中倍受关注的新型材料之一。一维纳米材料的研究起始于1991年，日本科学家Sumio Iijima首次在电子显微镜下观察到碳纳米管[Nature 354，56(1991)]。随后对碳纳米管及其相关衍生物的研究取得了很多重大突破，极大地促进了相关一维纳米材料，尤其是纳米线(棒)制备和特性的研究。ZnO是一种优异的半导体材料，具有宽的禁带(3.37eV)和很高的激子结合能(60meV，远大于室温下的热振动能，26meV)，可以实现室温下的高效率紫外发光。此外，ZnO材料还具有多种性能(如压电、压敏、光致发光、透明导电等)，用途广泛，价格低廉，对环境没有污染。目前已获得的一维ZnO纳米材料主要包括纳米棒、纳米线，纳米带和它们的衍-->生物(纳米四脚颗粒、纳米梳子、纳米桥和纳米钉子等)，其中纳米线和纳米棒的研究最受关注。2001年，美国加利福尼亚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四脚状氧化锌纳米棒，其特征在于纳米棒以空间夹角约为１１０°自组装而成三维立体的四脚纳米结构，每个脚均为六角形柱状结构，单脚直径为６０～１００纳米，长度为３００～８００纳米。

【技术特征摘要】
1、一种四脚状氧化锌纳米棒，其特征在于纳米棒以空间夹角约为110°自组装而成三维立体的四脚纳米结构，每个脚均为六角形柱状结构，单脚直径为60～100纳米，长度为300～800纳米。2、一种四脚状氧化锌纳米棒的制备方法，其特征在于包括原料混合、衬底催化层的制备和氧化锌四脚状结构的生长的三个步骤：(1)混合粉料的制备：锌源选择硝酸锌、氢氧化锌、乙酸锌、硫酸锌和碱式碳酸锌，纯度(以氧化锌计)大于70％；还原剂选择石墨粉，纯度大于99％，粒径小于30微米；将锌源和还原剂按氧化锌与碳的比为1∶1放在研钵中，加入酒精，手工充分研磨混合，或放在球磨机上混合成混合粉料；(2)衬底催化层的制备：基体材料选择为金属片、单晶硅片、陶瓷片或石英玻璃；衬底催化层选用贱金属或其氧化物，采用选择离子层吸附与反应法(SILAR法)或直接分解法在衬底上制备得到；(3)氧化锌四脚状结构的生长：采用石英管式炉，炉子中心温度升到850～950℃，先以氩气为清洗气体，流量为300～600sccm，清洗后放入混合器，此时混合粉料已经放在混合器中，预热后，炉管口可以观察到恒定雾状气流，迅速地将衬底推入到气流下游方向，衬底垂直与气流方向，反应时间为5-15分钟或直至无明显蒸汽流。3、按权利要求2所述的一种四脚状氧化锌纳米棒的制备方法，其特征在于所述的离子层吸附与反应法包括以下步骤：ZnSO4和浓氨水配制锌氨络离子([Zn(NH3)4]2+)溶液，即取0.05～0.2mol/l ZnSO4溶液置于容器中，边搅拌边向其中滴加25-28％的浓氨水，至溶液呈澄清透明状态；a)以去离子水润湿衬底表面，置于络离子溶液中浸渍约5～20秒，使[Zn(NH3)4]2+络离子吸附于衬底表面；b)取出衬底置于去离子水中...

【专利技术属性】
技术研发人员：于伟东，李效民，高相东，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]