[发明专利]一种ZnO半导体纳米材料墨水的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种无机半导体纳米材料墨水的制备方法，尤其是涉及到一种稳定性好的ZnO纳米材料分散并配制成墨水的方法

背景技术

ZnO作为一种宽带隙透明半导体材料，近年来引起了人们越来越多的研究兴趣，特别是在显示驱动电路中，作为功能层制备场效应晶体管、二极管电子元件具有透明的优点而实现超高的占空比而具有重要应用前景。另一方面纳米ZnO的成功制备，使得纳米ZnO在光电子器件、传感器、生物探测器等领域得到广泛的应用。ZnO的一个重要应用是制备场效应晶体管与二极管等驱动单元阵列，但通常是采用真空方法沉积膜层再结合光刻方法来制备，成本高且工艺复杂。印刷电子技术是将印刷技术用于传统微电子器件制备的新技术，是实现微型器件大规模低成本制备的一种很好的方式。但是目前功能墨水的制备尚制约着印刷电子技术的进一步发展，稳定性好、成本低的各种绿色环保功能材料墨水是解决这一瓶颈的关键因素.因此，开发性能优异的半导体ZnO墨水对印刷制备高性能场效应管或二极管有重要意义。半导体ZnO体材料是不溶于水或任何有机溶剂的，因而要适用于印刷，首先要制备成纳米材料，再分散在介质溶剂中形成高稳定性墨水，目前氧化锌纳米线的分散及墨水配制除了拜尔公司专利(公开号CN1411497A)报道了一种氧化物油墨的制备方法外，还没有ZnO墨水制备的报道，但是，该专利制备氧化物油墨的方法复杂，在表面活化氧化物离子时需使用加热罩进行回流，而且在制备墨水的过程中需要加入稳定剂来保持其稳定性。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种ZnO半导体纳米材料墨水的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：在室温下，将表面活性剂溶于去离子水中，磁力搅拌5-30分钟；

步骤二：将ZnO纳米材料作为前驱体加入至步骤一所制的溶液中进行表面活化，所述ZnO纳米材料的量为0.01-0.4g/ml，并在50-90℃回流搅拌4-8小时；

步骤三：将表面活化后的ZnO纳米材料进行离心，并在50-80℃下干燥2-6小时；

步骤四：在室温下将，分散剂溶于的去离子水中，所述分散剂的用量为0.05-0.3g/ml；

步骤五：将步骤三所制得的ZnO纳米材料在含分散剂的去离子水中搅拌0.5-2小时，然后再超声20-60分钟，所述搅拌温度为30-50℃，得到ZnO半导体纳米材料墨水，所述ZnO纳米材料在墨水中的浓度为0.01-0.4g/ml；

步骤六：将步骤五所制得的ZnO半导体纳米材料墨水储存于玻璃器皿中，室温密闭保存。

2.如权利要求所述的一种ZnO半导体纳米材料墨水的制备方法，其特征在于步骤一中所述的表面活性剂为聚天氡氨酸，溶于去离子水中，浓度介于0.002-0.3g/ml。

3.如权利要求所述的一种ZnO半导体纳米材料墨水的制备方法，其特征在于步骤二中所述ZnO纳米材料选自ZnO纳米线或者纳米晶体，所述ZnO纳米线通过水热方法制备，所述ZnO纳米晶体采用溶胶-凝胶方法制备，ZnO纳米线与ZnO纳米晶体均为单晶结构，ZnO纳米线的长度介于500nm-5um，直径介于20nm-1um，ZnO纳米晶体的粒径介于20nm-1um。

4.如权利要求所述的一种ZnO半导体纳米材料墨水的制备方法，其特征在，步骤四中所述的分散剂选自阴离子分散剂、非离子分散剂或阳离子分散剂。

所制的的墨水稳定性好、分散性好且绿色环保的。制备过程中所采用的制剂为常见易得的制剂，毒性小，特别是采用聚天氡氨酸作为表面活性剂，在磁力搅拌下进行表面活化ZnO纳米结构，既降低了反应成本，又减少了反应过程中的毒性。所以，不仅能大大提高ZnO纳米结构的分散性，而且具有简单易行、环保且生产成本低、便于工业化生产等优点。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做了进一步的描述。

实施例1