在普通玻璃片基底上制备氧化锌纳米棒的方法技术

在普通玻璃片基底上制备氧化锌纳米棒的方法，以普通玻璃片为基底，玻璃片上无需其它任何镀层，制备步骤如下：配置相同摩尔浓度的锌盐和六亚甲基四氨溶液，等体积充分混合；将玻璃片在无水乙醇溶液中超声清洗后，再用去离子水清洗，取出平放在烧杯底部；向烧杯中加入配置的混合溶液，将烧杯用塑料薄膜密封放入恒温干燥箱；设定恒温干燥温度，恒温反应后取出烧杯，用吸管吸取清除烧杯上层清夜；将烧杯敞口，再次放入恒温干燥箱；设定恒温干燥温度，恒温干燥后取出烧杯，玻璃片上的沉积物即为氧化锌纳米棒。本发明专利技术采用普通玻璃片为基底，成本低，制备方法简单，制备过程温度低，能耗低；得到的氧化锌纳米棒形貌规则，尺度均匀，用途广泛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种，属于纳米材料制备

技术介绍
氧化锌是一种直接宽禁带II - VI族化合物半导体，室温下其禁带宽度为3. 37eV, 激子结合能高达60meV，远大于GaN (25meV)和ZnSe (22meV)，能在室温及更高温度下产生近 紫外短波激子发光。氧化锌一维纳米材料是近年来开发的一种高新技术材料，由于粒径小、 比表面积大而具有小尺寸效应，表面效应和量子效应等，在纳米光电子器件发展中具有很 高的应用价值。制备氧化锌纳米棒的方法很多，常用的有气相合成法和液相合成法。气相合成法 包括化学气相沉积法、磁控溅射法、喷雾热解法、脉冲激光沉积法和分子束外延法等。液相 合成法包括溶胶凝胶法、水解法、水热法、沉淀法等。但是，上述方法一般需要很昂贵的设备 以及很高的温度，另一方面，为了控制氧化锌纳米结构的生长形态并且能够承受高温，大多 数制备技术采用硅、氮化镓、蓝宝石、钼、金、铜等基片为反应基底，这些基底使得氧化锌纳 米棒的制备成本进一步提高，而且基底不能循环利用。中国专利局公布了一种在硅基底上制备氧化锌纳米棒的方法(申请号 200410029905. 8)，它以硅片为反应基底，此法利用电子束蒸发或磁控溅射的方法在硅衬底 上蒸镀金催化剂，采用纯金属锌为蒸发源，反应腔的温度达450-550°C，生成的氧化锌纳米 棒直径为80-100nm，长度为1-100 u m,但此法硅片不可循环使用，成本高，能耗高，而且引 入了金属杂质。中国专利局公布了一种在硅基底上生长定向准直氧化锌纳米棒阵列的方法(申 请号CN200410088422. 5)，所用方法为化学气相沉积法，原料为乙酸锌，制备时，首先将镀 有氧化锌薄膜的硅基底固定于反应容器之上，反应容器里盛有一定量的乙酸锌，然后把反 应容器置于管式炉中央的等温区。设定反应温度达250°C，然后启动管式炉升温至设定温 度并保温一定时间，得到氧化锌纳米棒，但此法所需的硅基片提高了成本，且反应温度达到 250°C，增高了能耗。世界专利机构2005年5月19日公布了一种在硅基底上制备氧化锌纳米线阵列的 方法METHOD FOR FORMING ZNO NANO-ARRAY AND ZN0 NAN0WALL FOR UV LASER ON SILICON SUBSTRATE (W0/2005/044722)，该方法同样利用硅基片为基底，价格昂贵，另外，为了改善纳 米结构，该方法还在硅基底上包复氧化锌纳米颗粒膜作为缓冲层和晶种层。
技术实现思路
本专利技术公开了一种，氧化锌纳米棒 是以普通玻璃片为基底生长的，玻璃片上无需其它任何镀层，可以有效克服现有制备技术 采用贵金属或者昂贵的半导体材料为基底而造成的高成本和高消耗，本专利技术不仅使制备过程温度低，成本低，能耗低，而且无需其它添加剂，无需调节PH值，便于实现工业化。一种，其特征在于氧化锌纳米棒 是以普通玻璃片为基底生长的，玻璃片上无需其它任何镀层，具体制备步骤如下A)配置相同摩尔浓度的锌盐溶液和六亚甲基四氨溶液，等体积充分混合；B)将所述的玻璃片在无水乙醇溶液中超声清洗后，再用去离子水清洗，取出平放 在烧杯底部；C)向烧杯中加入步骤A)配置的混合溶液，将烧杯用塑料薄膜密封放入恒温干燥 箱；设定恒温干燥温度，恒温反应后取出烧杯，用吸管吸取清除烧杯上层清夜；D)将烧杯敞口，再次放入恒温干燥箱；设定恒温干燥温度，恒温干燥后取出烧杯， 玻璃片上的沉积物即为氧化锌纳米棒。步骤A)中所述的锌盐溶液为硝酸锌溶液，硝酸锌溶液和六亚甲基四氨溶液的摩 尔浓度范围为0. 01-0. 05mol/Lo步骤C)中所述的恒温反应温度为70-90°C，恒温反应时间为l_3h。步骤D)中所述的恒温干燥温度为60°C，恒温干燥时间为2h。本专利技术的优点和积极效果是采用普通玻璃片为基底，不仅制备方法简单，制备过 程温度低，成本低，能耗低；而且得到的氧化锌纳米棒形貌规则，端部为正六边形，尺度均 勻，直径在lOOnm以下，长度在2-4 iim，如具体实施方式中的图1、图2所示。这些纳米棒在 光电转换器件、纳米传感器、降解水体污染等领域具有广泛的用途。附图说明图1是实施例1制备所得棒状氧化锌纳米结构的SEM图像；图2是实施例2制备所得棒状氧化锌纳米结构的SEM图像；图3是实施例3制备所得棒状氧化锌纳米结构的SEM图像。具体实施例方式以下结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细说明。实施例1A.配置相同摩尔浓度的硝酸锌溶液和六亚甲基四氨溶液，摩尔浓度为0. Olmol/ L ；等体积充分混合，无需调节PH值；B.将20X20mm的玻璃片在无水乙醇溶液中超声清洗后10分钟，再用去离子水 清洗；取出玻璃片，平放在容量为50ml的烧杯底部，向烧杯中加入A步骤制备的混合溶液 50ml ；C.设定恒温干燥箱温度为70-90°C，温度稳定后将烧杯用塑料薄膜密封后放入恒 温干燥箱中；恒温反应l_3h后取出烧杯，用吸管吸取清除烧杯中的上层清液，并用去离子 水清洗玻璃片，清洗后再放入烧杯底部；D.设定恒温干燥箱温度为60°C，温度稳定后将烧杯敞口，再次放入干燥箱中，恒 温干燥2h后取出。玻璃片上的沉积物为尺度均勻的氧化锌纳米棒，如图1所示，纳米棒的横截面为 六边形，最小直径为80nm左右，长度为2-4 u m,在普通玻璃基底上形成一层均勻致密的白色薄膜，黏着性良好，无外力刮、刻时不会脱落，有利于纳米结构的利用和回收。实施例2A.配置相同摩尔浓度的硝酸锌溶液和六亚甲基四氨溶液，摩尔浓度为0. 03mol/ L ；等体积充分混合，无需调节PH值；B.将20X20mm的玻璃片在无水乙醇溶液中超声清洗后10分钟，再用去离子水 清洗；取出玻璃片，平放在容量为50ml的烧杯底部，向烧杯中加入A步骤制备的混合溶液 50ml ；C.设定恒温干燥箱温度为70-90°C，温度稳定后将烧杯用塑料薄膜密封后放入恒 温干燥箱中；恒温反应l_3h后取出烧杯，用吸管吸取清除烧杯中的上层清液，并用去离子 水清洗玻璃片，清洗后再放入烧杯底部；D.设定恒温干燥箱温度为60°C，温度稳定后将烧杯敞口，再次放入干燥箱中，恒 温干燥2h后取出。玻璃片上的沉积物为氧化锌纳米棒，如图2所示，纳米棒直径为300-400nm，长度 为 2-4y m。实施例3A.配置相同摩尔浓度的硝酸锌溶液和六亚甲基四氨溶液，摩尔浓度为0. 05mol/ L ；等体积充分混合，无需调节PH值；B.将20X20mm的玻璃片在无水乙醇溶液中超声清洗后10分钟，再用去离子水 清洗；取出玻璃片，平放在容量为50ml的烧杯底部，向烧杯中加入A步骤制备的混合溶液 50ml ；C.设定恒温干燥箱温度为70-90°C，温度稳定后将烧杯用塑料薄膜密封后放入恒 温干燥箱中；恒温反应l_3h后取出烧杯，用吸管吸取清除烧杯中的上层清液，并用去离子 水清洗玻璃片，清洗后再放入烧杯底部；D.设定恒温干燥箱温度为60°C，温度稳定后将烧杯敞口，再次放入干燥箱中，恒 温干燥2h后取出。玻璃片上的沉积物为氧化锌纳米棒，如图3所示，纳米棒直径为300-600nm，长度 为 1-4y m。权利要求一种，其特征在于氧化锌纳米棒是以普通玻璃片为基底生长的，玻璃片上无需其它任何镀层，具体制备步骤如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在普通玻璃片基底上制备氧化锌纳米棒的方法，其特征在于：氧化锌纳米棒是以普通玻璃片为基底生长的，玻璃片上无需其它任何镀层，具体制备步骤如下：Ａ）配置相同摩尔浓度的锌盐溶液和六亚甲基四氨溶液，等体积充分混合；Ｂ）将所述的玻璃片在无水乙醇溶液中超声清洗后，再用去离子水清洗，取出平放在烧杯底部；Ｃ）向烧杯中加入步骤Ａ）配置的混合溶液，将烧杯用塑料薄膜密封放入恒温干燥箱；设定恒温干燥温度，恒温反应后取出烧杯，用吸管吸取清除烧杯上层清夜；Ｄ）将烧杯敞口，再次放入恒温干燥箱；设定恒温干燥温度，恒温干燥后取出烧杯，玻璃片上的沉积物即为氧化锌纳米棒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海燕，王树林，丁浩冉，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]