[发明专利]一种多孔圆锥状ZnO纳米粉末的制备方法

说明书

本发明提供一种多孔圆锥状ZnO纳米粉末的制备方法，属于纳米材料的制备技术领域。本申请提供的制备方法是一步液相分解法，包括配制乙酸锌溶液、加热保温使乙酸锌分解及后处理。本申请提供的多孔圆锥状ZnO纳米粉末的制备方法，是一种液相分解法，成本低、可控性强、步骤简便快捷、操作性良好。本申请提供的制备方法，通过对溶剂体积比、反应物浓度、反应温度和反应时间的调控，可制备出单分散性良好、尺寸均匀、形状规则且具有多孔圆锥状形貌的ZnO纳米粉末。所获得的纳米ZnO是由许多零维纳米颗粒结构单元堆垛而成的多孔结构，且裸露晶面为高化学活性的高指数晶面和极性晶面光催化性能优良。

技术领域

本发明涉及纳米材料的制备技术领域，尤其涉及一种多孔圆锥状ZnO纳米粉末的制备方法。

背景技术

氧化锌(ZnO)是一种典型的宽禁带n型半导体材料，其禁带宽度约为3.2eV。由于其自身独特的物理化学性能，目前ZnO已经在催化剂、二次电池、生物传感器、抗菌杀毒和气敏传感器领域得到了重要的应用。

众所周知，材料的性能与其微观形貌密切相关，优异的性能离不开特殊的形貌。目前已制备的纳米ZnO的形貌主要包括：量子点、纳米线、纳米棒、纳米带、三维分等级结构(例如海胆状、空心球、蠕虫状和蒲公英状)和多孔结构。特别是，多孔结构的纳米ZnO因具有大量的纳米结构单元和孔隙通道而展示出高的化学活性，受到了人们的广泛青睐。

同时，文献检索表明：圆锥状纳米ZnO由于裸露的圆锥面为高指数晶面底面为极性晶面展示出良好的光催化性能。然而，已报道的这些圆锥状纳米ZnO均为光滑晶面包络而成，即不具有多孔结构特征。

目前，关于多孔圆锥状ZnO纳米粉末的研究尚无文献报道。可以预见，构筑出具有多孔结构的圆锥状纳米ZnO势必可以更进一步改善其光催化性能。因此，开发一种低成本、可重复性和可操作性良好、尺寸均匀、形状规则、单分散性良好、且形貌可控的多孔圆锥状ZnO纳米粉末的制备方法势在必行。

发明内容

本发明拟解决现有圆锥状纳米ZnO合成工艺操作复杂、成本高、且产物不具有多孔结构特征的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种多孔圆锥状ZnO纳米粉末的制备方法。所述制备方法，包括以下步骤：

(1)配置乙酸锌溶液：以无水乙酸锌为溶质，以水和醇类有机溶剂的混合物为溶剂配置乙酸锌溶液；

其中：醇类有机溶剂与水的体积比为1～100:1；

得到的乙酸锌溶液中Zn2+的摩尔浓度为0.001～0.1mol/L；

(2)加热保温：将步骤(1)得到的溶液在搅拌下加热到50～95℃后保温，得到含有ZnO沉淀的固液混合物；