[发明专利]一种超声辅助制备氧化锌纳米棒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化锌纳米棒的制备方法，尤其涉及一种超声辅助的水热法制备ZnO纳米棒的新方法。

背景技术

ZnO是一种新型的II-VI族宽禁带半导体材料，具有独特的压电效应、热电效应以及化学传感效应等特点，在光学、电学、生物以及化学等方面均表现出杰出的性能，是纳米功能材料不可或缺的重要材料。目前制备氧化锌的方法很多，包括固相法、液相水热法、溶胶凝胶法以及气相法等。其中：固相法工艺简单、无需溶剂，但是反应过程中容易发生不完全反应或者出现气相或者液相的问题；水热法产率高、结晶度好，但是反应过程中需要使用特定的封闭式反应容器；溶胶凝胶法容易对ZnO进行掺杂和形貌调控，但是原料价格一般比较昂贵，多为有毒的有机物；气相法能够轻易制备超微纳米ZnO颗粒，但是对设备要求较高，生产成本较高。

发明内容

为了改进现有的ZnO纳米材料制备方法的不足，本发明提出了一种超声辅助制备氧化锌纳米棒的方法，得到了形状大小可控ZnO纳米棒。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种超声辅助制备氧化锌纳米棒的方法，具体实施步骤如下：

（1）将Zn(NO₃)₂·6H₂O溶解于10~500ml水中，配制浓度为10~200 mM的Zn(NO₃)₂·6H₂O水溶液；

（2）将HMT溶解于10~500ml水中，配制浓度为10~200 mM的HMT水溶液混合；

（3）将步骤（1）配制的Zn(NO₃)₂·6H₂O水溶液与步骤（2）配制的HMT水溶液混合；

（4）将步骤（3）得到的混合溶液置于60~98℃水浴环境中，同时将300~1200W的超声粉碎器探头浸入混合溶液中部，设置探头振幅为20~40%；

（5）启动超声装置，在60~98℃水热条件下辅助超声0.5~12h；

（6）将步骤（5）得到的颗粒离心，使用去离子水洗涤2~3次，即得到ZnO纳米棒。

本发明具有如下优点：

（1）本发明所用的材料均是无毒的，常见的；

（2）本发明得到的ZnO纳米棒晶型较好，形状可调；

（3）本发明的制备过程不需要封闭空间、大型仪器设备等，制备成本低；

（4）本发明的使用的制备方法简便，利于大规模应用。

附图说明

图1为具体实施方式一所得到的ZnO纳米棒的SEM图。

图2为具体实施方式二所得到的ZnO纳米棒的SEM图。

图3为具体实施方式三所得到的ZnO纳米棒的SEM图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

具体实施方式一：本实施方式按照如下步骤制备ZnO纳米棒：

（1）将六水合硝酸锌（Zn(NO₃)₂·6H₂O）溶解于水中，配制浓度为100 mM的Zn(NO₃)₂·6H₂O水溶液。

（2）将六亚甲基四胺（HMT）溶解于水中，配制浓度为100 mM的HMT水溶液混合。

（3）将Zn(NO₃)₂·6H₂O水溶液与HMT水溶液混合。

（4）将混合溶液置于80℃水浴环境中，同时将750W的超声粉碎器探头浸入混合溶液中部，设置探头振幅为35%。

（5）启动超声装置，在80℃水热条件下辅助超声1.5h。

（6）将步骤（5）得到的颗粒离心，使用去离子水洗涤2~3次，即得到ZnO纳米棒，其SEM图如图1所示，图中ZnO纳米棒的平均直径为180nm，长度为470nm。

具体实施方式二：本实施方式按照如下步骤制备制备ZnO纳米棒：

（1）将六水合硝酸锌（Zn(NO₃)₂·6H₂O）溶解于20ml水中，配制浓度为200 mM的Zn(NO₃)₂·6H₂O水溶液。