[发明专利]一种在有机柔性材料上电化学制备海胆状氧化锌纳米线阵列的方法

权利要求书

1.一种在有机柔性材料基片上电化学制备海胆状氧化锌(ZnO)纳米线阵列的方法，其特征在于该制备方法首先采用自组装方法在有机柔性材料上沉积单层有序聚苯乙烯微球，随后在微球体表面电化学沉积良好有序氧化锌纳米线，从而获得放射状、海胆形氧化锌纳米线阵列。

2.按权利要求1所述的一种在有机柔性材料上制备可调控直径和高度的海胆状氧化锌纳米线阵列的方法，其特征在于，制备方法包括如下步骤：

①采用自组装法在有机柔性材料上制备聚苯乙烯微球阵列作为电沉积氧化锌纳米线的工作电极，采用以下步骤：

1)在恒温60-80℃下，将有机柔性材料基板依次在三氯乙烯(C₂HCl₃)、丙酮(CH₃COCH₃)、异丙醇(CH₃CH(OH)CH)溶剂里进行超声清洗10-25min，然后用超纯水冲洗干净，最后用氮气吹干。

2)在干净的有机柔性材料基片用自组装法沉积直径为微米级别的单层聚苯乙烯微球，随后基片在空气中自然晾干。

3)将附着有聚苯乙烯微球阵列的有机柔性材料基片浸入1-2M的ZnCl₂溶液里处理45-60min后取出，作为电沉积氧化锌纳米线的工作电极。

②在氯化锌溶液里用电化学方法在微球表面沉积制备高度取向的ZnO纳米线阵列，采用以下步骤：

1)采用标准三电极的电沉积系统，喷涂有ZnO种子层薄膜的有机柔性材料作为工作电极，铂丝电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极。

2)配置ZnO纳米线电沉积溶液，1-5x10^-4M的ZnCl₂为电沉积前驱物，0.1-3.4M的KCl为支持电解质。

3)在电沉积开始前，溶液在70-80℃恒温下，通氧气10-20min。在电沉积过程中，一直对溶液做鼓泡通氧处理。

4)对工作电极施加-1Vvs饱和甘汞电极，沉积电量Q为2.5-50C/cm²，当Q超过设定值时，仪器自动停止工作。

5)取出样品，用去离子水冲洗干净后，用氮气吹干，制成放射状、海胆形氧化锌纳米线阵列。

3.按权利要求1或2所述的一种在有机柔性材料基片上电化学制备海胆状氧化锌纳米线阵列的方法，其特征在于，组装完毕的微球放入1-2M ZnCl₂溶液里处理一段时间，使聚苯乙烯微球表面具有电化学活性。

4.按权利要求1或2所述的一种在有机柔性材料基片上电化学制备海胆状氧化锌纳米线阵列的方法其特征在于，ZnO纳米线阵列垂直生长于微球表面，从而获得放射状、海胆形氧化锌纳米线阵列。

5.按权利要求1或2所述的一种在有机柔性材料基片上电化学制备海胆状氧化锌纳米线阵列的方法其特征在于，ZnO纳米线的高度由电量Q调控；ZnO纳米线的直径由KCl，ZnCl₂的浓度来调控。

6.按权利要求1或2所述的一种在有机柔性材料基片上电化学制备海胆状氧化锌纳米线阵列的方法，其特征在于，电沉积方法制备ZnO纳米线和ZnO纳米管的操作简单，合成时间短，能量消耗低，产量较高。

7.按权利要求1或2所述的一种在有机柔性材料基片上电化学制备海胆状氧化锌纳米线阵列的方法，其特征在于，制备的海胆状ZnO纳米线由ZnO纳米晶组成，具有良好的光学和电学性能，可广泛应用于纳米晶太阳能电池、纳米传感器等领域。