[发明专利]一种ZnO纳米带状材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体光电子材料与器件技术领域，具体说，是涉及一种ZnO纳米带状材料及其制备方法。

背景技术

近年来，由于ZnO纳米结构材料具有优异的光学、电学和压电特性，所以对其的研究受到了世界范围的高度关注。作为宽禁带半导体的ZnO纳米结构材料，目前已广泛用于传感器、功率器件、紫外发光二极管、太阳能电池。在国际、国内材料科学工作者的不懈努力下，现今已经能够用多种方法(如分子束外延、脉冲激光沉积、磁控溅射、溶胶-凝胶法、热蒸发法、金属有机化学气相沉积法等)制备ZnO纳米结构材料，其中包括具有“杆”、“线”、“带”、“环”、“梳”等形貌特征的ZnO纳米结构材料。但是，多孔带状纳米结构ZnO的报道却很少见。上海交大沈文中等人利用氧化铝模板制得多孔ZnO纳米薄膜，结构虽然规则但是工艺比较复杂，制备要求高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多孔ZnO纳米带状材料以及它的制备方法，以填补现有技术的空白，为ZnO纳米结构材料添加一个新品种。

本发明提供的ZnO纳米带状材料，其特征在于，所述ZnO纳米带状材料的表面具有多孔结构，带的宽度在300nm～4μm，长度在10～40μm，每个孔径大小在10～50nm。

本发明的多孔ZnO纳米带状材料采用水热和高温分解方法制备得到，其具体工艺步骤如下：

1)用去离子水配制醋酸锌溶液，溶液浓度为0.15～0.30mol/L；

2)缓慢加入氨水，调节溶液的PH在6.5～7.5；

3)密封，放入烘箱中加热10～12小时，温度为30～50℃；

4)取出冷却，过滤沉淀物；

5)将沉淀物放入烘箱中加热8～10小时，温度为40～60℃；

6)将烘干的白色沉淀物放入高温水平气氛炉中加热2～3小时，温度为600～800℃；

7)取出样品，得到所述多孔ZnO纳米带状材料。

所述醋酸锌溶液浓度为0.23mol/L。

所述氨水质量百分比浓度为25％。

加入氨水调节的溶液PH为7.2。

本发明得到的多孔ZnO纳米带状材料是一种具有独特形貌特征的ZnO纳米结构材料，比表面积大，有望在微电子和微电子光电器件、传感器等领域获得重要应用。所述制备工艺对加热环境没有特殊要求，操作简单易控，重复性强，且原料来源广泛、成本低廉，适合工业化生产。

附图说明

图1是本发明多孔ZnO纳米带状材料的低倍扫描电镜(SEM)照片；

图2是本发明多孔ZnO纳米带状材料的中倍扫描电镜(SEM)照片。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细、完整的说明：

实施例1

本发明的多孔ZnO纳米带状材料采用水热和高温分解方法制备得到，即，以Zn(CH₃COO)₂·2H₂O、去离子水及氨水为原料，先利用水热法制得醋酸锌纳米带状物，然后在空气中高温加热分解而成。其具体工艺步骤如下：

1)用去离子水配制醋酸锌溶液，溶液浓度为0.23mol/L；

2)缓慢加入质量百分比浓度为25％的氨水，调节溶液的PH在7.2；

3)密封，放入烘箱中加热10小时，温度为50℃；

4)取出冷却，过滤沉淀物；

5)将沉淀物放入烘箱中加热8小时，温度为60℃；

6)将烘干的白色沉淀物放入高温水平气氛炉中加热2小时，温度为800℃；

7)取出样品，得到所述多孔ZnO纳米带状材料。

由图1和图2所示，可见所得到的ZnO纳米带状材料的表面具有多孔结构，带的宽度在300nm～4μm，长度在10～40μm，每个孔径大小在10～50nm。

实施例2

本发明的多孔ZnO纳米带状材料采用水热和高温分解方法制备得到，即，以Zn(CH₃COO)₂·2H₂O、去离子水及氨水为原料，先利用水热法制得醋酸锌纳米带状物，然后在空气中高温加热分解而成。其具体工艺步骤如下：

1)用去离子水配制醋酸锌溶液，溶液浓度为0.15mol/L；

2)缓慢加入质量百分比浓度为25％的氨水，调节溶液的PH在7.5；

3)密封，放入烘箱中加热11小时，温度为40℃；

4)取出冷却，过滤沉淀物；

5)将沉淀物放入烘箱中加热9小时，温度为50℃；