[发明专利]一种氧化锌的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化锌的合成方法。

背景技术

氧化锌是一种非常重要的II-VI族宽禁带、直接带隙半导体材料，其室温禁带宽度为3.37eV。氧化锌是一种新型多功能无机材料，在陶瓷、化工、电子、光学和化妆品等领域有重要用途。氧化锌还被认为是继ZnSe、GaN之后的又一种重要光电材料，在太阳能电池、场效应晶体管、化学传感器以及发光二极管等领域具有广泛用途。

不同形状和结构的氧化锌具有不同的性质和应用。简单、快速、可控地制备不同形状的氧化锌，对氧化锌的性质研究和应用开发具有重要意义。目前，用于制备氧化锌的物理、化学和电化学手段包括分子束外延、各种沉积法和溶剂热等方法，这些方法各有利弊。其中，溶液合成法由于其成本低、易于操作、可控制目标产物的形貌和结构等优点而受到广泛关注。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单、低成本、无污染、可控制形状的氧化锌的合成方法。

本发明所述的可控制形状是指棒状、花状或球状。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种氧化锌的合成方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)原料的选取：按下列三组配比之一选取醋酸锌、组氨酸和氢氧化钠，备用；

a)醋酸锌/氢氧化钠的摩尔比为1∶22，醋酸锌/组氨酸的摩尔比为1∶1；

b)醋酸锌/氢氧化钠的摩尔比为1∶10，醋酸锌/组氨酸的摩尔比为1∶1；

c)醋酸锌/氢氧化钠的摩尔比为1∶2.5，醋酸锌/组氨酸的摩尔比为1∶1；

当需得到棒状的氧化锌时，选取a)组配比；当需得到花状的氧化锌时，选取b)组配比；当需得到球状的氧化锌时，选取c)组配比；

2)将醋酸锌溶解在去离子水中，在磁力搅拌下使醋酸锌溶解，得质量浓度为0.87％的醋酸锌溶液；

3)将氢氧化钠加入去离子水中，在磁力搅拌下使其溶解，得质量浓度为0.66％-5.54％的氢氧化钠溶液；

4)将组氨酸加入步骤2)的醋酸锌溶液中，在磁力搅拌下使其溶解，得混合溶液A；

5)将步骤3)的氢氧化钠溶液匀速滴加到混合溶液A中，磁力搅拌15分钟，得混合溶液B；

6)混合溶液B转入聚四氟乙烯反应釜中，于150℃反应10小时；

7)步骤6)所得产物用水和乙醇交替离心(10000转/分，5分钟)洗涤，然后60℃干燥4小时，得到不同形状(棒状、花状或球状)的氧化锌。

本发明的有益效果是：在简单的反应体系中，通过调整反应物的比例，很容易地实现了不同形状氧化锌的可控合成。本发明方法所用试剂常用、便宜，低成本；合成步骤简单、无污染；产物形状单一、可控。所合成不同形状的氧化锌可分别用于化学传感器、光电子器件等各个领域。

附图说明

图1(a)是实施例1得到产物的场发射扫描电镜照片。

图1(b)是实施例2得到产物的场发射扫描电镜照片。

图1(c)是实施例3得到产物的场发射扫描电镜照片。

图2(a)是实施例1得到产物的XRD图谱。

图2(b)是实施例2得到产物的XRD图谱。

图2(c)是实施例3得到产物的XRD图谱。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：

0.2195克醋酸锌加入25mL去离子水中，在磁力搅拌下溶解；将0.1552克组氨酸加入溶解的醋酸锌溶液中，在磁力搅拌下使之溶解；0.88克氢氧化钠加入15毫升去离子水中，在磁力搅拌下溶解；将上述氢氧化钠溶液匀速滴加到醋酸锌与组氨酸的混合溶液中，磁力搅拌15分钟后，转入容积为50毫升的高压釜聚四氟乙烯内衬中，于150℃反应10小时。反应釜自然冷却到室温后，用去离子水和乙醇交替离心(10000转/分×5分钟)洗涤；产物在60℃干燥4小时，得到直径为1-3μm，长度为20-40μm的棒状氧化锌。图1(a)是得到产物的场发射扫描电镜照片，图2(a)是得到产物的XRD图谱，证明得到的产物是棒状的氧化锌。

实施例2：