一种硫掺杂氧化锌纳米材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硫掺杂氧化锌纳米材料的制备方法，硫掺杂氧化锌纳米材料用沉淀法制备，该方法直接用强碱沉淀即可得到氧化锌纳米颗粒，无需添加额外的表面修饰剂及助剂，沉淀的同时实现硫元素的掺杂，制备硫掺杂氧化锌纳米材料，可通过调节硫元素掺杂量可以调节ZnO的禁带宽度及发光范围，该方法制备工艺简单，成本低，可批量生产，可应用于光催化、太阳电池、气敏传感器等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种氧化锌纳米材料的掺杂方法。
技术介绍
氧化锌纳米材料由于具有较高的比表面积和良好的光电、光催化性能，在化学、物理学、光、电、磁、敏感性等方面具有一般氧化锌产品无法比拟的特殊性能和新用途，纳米氧化锌作为一种新型功能材料在气体检测、橡胶、涂料、陶瓷、化妆品等领域展示出的引人注目的广泛应用及发展前景。通常，ZnO属于宽禁带半导体材料，室温下其发光峰位于380nm附近。通过在ZnO中引入S2-替代O2-可以在晶格中引入应力，导致氧化锌中的缺陷增多，可以调节氧化锌的光学性质和电学性质，拓展其应用领域，尤其在光催化和作为太阳电池光阳极材料，可以增加吸光范围，作为气敏材料，由于S2-的引入导致缺陷增多，可以增加材料活性位，进而提升其灵敏度和选择性。本专利技术旨在开发一种低成本、可批量生产的硫掺杂纳米氧化锌的制备方法，以改善其在实际应用中存在的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种简单可行的制备硫掺杂纳米氧化锌的方法，该方法制备工艺简单，通过化学沉淀制备氧化锌纳米材料，利用氢氧化钠和硫化钠做沉淀剂，直接实现硫掺杂氧化锌的制备，通过硫化钠的添加量调节硫的掺杂比例，进而调节其性能，使纳米材料在各个领域的应用更为简单。该方法制备工艺简单，重复性好，且有望实现批量生产。本专利技术的一种硫掺杂氧化锌纳米材料的制备方法包括如下步骤：1)取适量锌盐(乙酸锌，硝酸锌，硫酸锌中的一种或两种)融入100mL去离子水中，锌盐的浓度为0.15～1.5M，向锌盐溶液中加入适量分散剂(偏磷酸盐，柠檬酸盐，硅酸盐中的一种或两种或三种)，锌盐与分散剂的摩尔比为1～10:0.5～1，搅拌待分散剂完全溶解，将溶液加热至40～80℃，加热搅拌30min；2)按氢氧化钠与锌盐的摩尔比为4～8:1称取氢氧化钠(或氢氧化钾)，硫化钠与锌盐的摩尔比为1～5:100称取硫化钠，然后溶于40mL去离子水中，然后将氢氧化钠和硫化钠的混合溶液滴加入步骤1所得锌前驱体溶液中，搅拌反应20～30min；3)反应结束后，取沉淀，于烘箱中60℃干燥，即可得硫掺杂氧化锌纳米材料。本专利技术的优点在于：利用硫掺杂氧化锌调节氧化锌材料的禁带宽度和晶格缺陷，制备方法上创新性的采取硫化钠与氢氧化钠的混合溶液作为沉淀剂，用沉淀法一步合成硫掺杂氧化锌纳米材料，然后采用滴加的方式加入以调控成核和生长过程；本专利技术采用的制备方法操作简单、性能稳定、重复性好，可轻松调节氧化锌的光学和电学性能，可以提升性能以及拓展其应用领域。附图说明图1为本专利技术的硫掺杂氧化锌颗粒的SEM图。具体实施方式实施例1：称取15mmol的乙酸锌融入100mL去离子水中，然后加入3mmol的柠檬酸钠，搅拌待柠檬酸钠完全溶解，将溶液加热至40℃，加热搅拌30min；取100mmol的氢氧化钠和0.3mmol的硫化钠溶于40mL去离子水中，然后将硫化钠和氢氧化钠的混合溶液滴加入锌盐前驱体溶液中，搅拌反应20min，取沉淀，于烘箱中60℃干燥。实施例2：称取100mmol的乙酸锌(或硫酸锌)融入100mL去离子水中，然后加入10mmol的柠檬酸钠，搅拌待柠檬酸钠完全溶解，将溶液加热至80℃，加热搅拌30min；取400mmol的氢氧化钠和5mmol的硫化钠溶于去离子水中，然后将硫化钠和氢氧化钠的混合溶液滴加入锌盐前驱体溶液中，搅拌反应20min，取沉淀，于烘箱中60℃干燥。实施例3：称取80mmol的乙酸锌(或硫酸锌)融入100mL去离子水中，然后加入30mmol的偏磷酸钠，搅拌待偏磷酸钠完全溶解，将溶液加热至60℃，加热搅拌30min；取300mmol的氢氧化钠和2mmol的硫化钠溶于40mL去离子水中，然后将硫化钠和氢氧化钠的混合溶液滴加入锌盐前驱体溶液中，搅拌反应20min，取沉淀，于烘箱中60℃干燥。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硫掺杂氧化锌纳米材料的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：1)取适量锌盐融入100mL去离子水中，锌盐的浓度为0.15～1.5M，向锌盐溶液中加入适量分散剂，搅拌待分散剂完全溶解，将溶液加热至40～80℃，加热搅拌30min；2)取一定量的氢氧化钠和硫化钠溶于40mL去离子水中，然后将氢氧化钠和硫化钠的混合溶液滴加入步骤1所得锌前驱体溶液中，搅拌反应20～30min；3)反应结束后，取沉淀，于烘箱中60℃干燥，即可得硫掺杂氧化锌纳米材料。

【技术特征摘要】
1.一种硫掺杂氧化锌纳米材料的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：1)取适量锌盐融入100mL去离子水中，锌盐的浓度为0.15～1.5M，向锌盐溶液中加入适量分散剂，搅拌待分散剂完全溶解，将溶液加热至40～80℃，加热搅拌30min；2)取一定量的氢氧化钠和硫化钠溶于40mL去离子水中，然后将氢氧化钠和硫化钠的混合溶液滴加入步骤1所得锌前驱体溶液中，搅拌反应20～30min；3)反应结束后，取沉淀，于烘箱中60℃干燥，即可得硫掺杂氧化锌纳米材料。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫云泽，
申请(专利权)人：苏州市泽镁新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32