[发明专利]修饰有银纳米颗粒的氧化锌纳米棒阵列及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米棒阵列及制备方法和用途，尤其是一种修饰有银纳米颗粒的氧化锌纳米棒阵列及其制备方法和用途。

背景技术

基于纳米级的氧化锌具有与同类块体材料明显不同的独特性能，人们为探索和拓展其应用范围，作出了不懈的努力。如在2005年1月12日公开的中国发明专利申请公开说明书CN 1562888A中提及的“一种银表面修饰纳米氧化锌及其制备方法”，其中的银表面修饰纳米氧化锌的构成为，在纳米氧化锌颗粒的表面点缀或包覆纳米氧化银，纳米氧化锌颗粒的粒径为10～100纳米，银含量为0.01～30％(w/w)；制备方法为先配制纳米氧化锌的前驱体草酸锌，再将草酸锌与可溶性银盐配制成草酸锌与银盐的加合物，之后，将加合物置于240～900℃下煅烧20～240分钟，得到最终产物。但是，无论是银表面修饰纳米氧化锌最终的形貌，还是其制备方法，都存在着不足之处，首先，最终产物只能用于抗菌，无法作为表面增强拉曼散射(SERS)活性基底，应用于基于SERS效应的传感器，以广泛地应用于环境、化学、生物等领域；其次，制备方法不能制得具有表面增强拉曼散射活性的产物，且形成最终产物需高温煅烧，以致其表面的银纳米颗粒极易被氧化。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种于构成有序的氧化锌纳米棒阵列的棒状氧化锌的表面修饰银颗粒的修饰有银纳米颗粒的氧化锌纳米棒阵列。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种上述修饰有银纳米颗粒的氧化锌纳米棒阵列的制备方法。

本发明要解决的还有一个技术问题为提供一种上述修饰有银纳米颗粒的氧化锌纳米棒阵列的用途。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：修饰有银纳米颗粒的氧化锌纳米棒阵列包括衬底，特别是，

所述衬底上置有均匀的有序竖立排列的顶端呈尖锐状的氧化锌纳米棒组成的阵列；

所述氧化锌纳米棒的棒长为1～1.4μm、棒直径为50～60nm；

所述氧化锌纳米棒上修饰有两种尺寸的银纳米颗粒，其中，氧化锌纳米棒顶端的银纳米颗粒的粒径为100～120nm，氧化锌纳米棒表面的银纳米颗粒的粒径为25～35nm、颗粒之间的间距为≤10nm；

所述相邻氧化锌纳米棒顶端的银纳米颗粒之间的间距为40～60nm，所述相邻氧化锌纳米棒表面的银纳米颗粒之间的间距为25～35nm。

作为修饰有银纳米颗粒的氧化锌纳米棒阵列的进一步改进，所述的衬底为硅片，或导电玻璃，或金属片。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为：上述修饰有银纳米颗粒的氧化锌纳米棒阵列的制备方法包括电沉积法，特别是完成步骤如下：

步骤1，先将浓度为10～22mmol/L的醋酸锌乙醇溶液涂覆至衬底上，待其干燥后用乙醇对其进行清洗分散，再将其上置有醋酸锌的衬底置于300～370℃下热分解至少20min，重复上述涂覆、分散和热分解的过程一次以上后得到其上覆有氧化锌种子层的衬底；

步骤2，将其上覆有氧化锌种子层的衬底置于温度为75～90℃、浓度为0.03～0.07mol/L的硝酸锌氨络合溶液中，以其为阴极、石墨片为阳极，于电流密度为0.3～0.7mA/cm²下电沉积至少3h，得到其上置有顶端呈尖锐状的氧化锌纳米棒组成的阵列的衬底；

步骤3，将其上置有顶端呈尖锐状的氧化锌纳米棒组成的阵列的衬底置于离子溅射仪中，使衬底与离子溅射仪中的银靶之间的间距为1.8～2.2cm，溅射的电压为1.2～1.4kV、电流为2.4～2.6mA，溅射时间为6～20min，制得修饰有银纳米颗粒的氧化锌纳米棒阵列。

作为修饰有银纳米颗粒的氧化锌纳米棒阵列的制备方法的进一步改进，所述的衬底为硅片，或导电玻璃，或金属片；所述的重复涂覆、分散和热分解的过程为2～5次；所述的硝酸锌氨络合溶液的配制为，将氨水逐渐注入搅拌下的硝酸锌溶液中，直至其由浑浊变为澄清；所述的电沉积的时间为3～5h。

为解决本发明的还有一个技术问题，所采用的还有一个技术方案为：上述修饰有银纳米颗粒的氧化锌纳米棒阵列的用途为：

将修饰有银纳米颗粒的氧化锌纳米棒阵列作为表面增强拉曼散射的活性基底，使用共聚焦拉曼光谱仪测量其上附着的罗丹明6G或多氯联苯77的含量。