[发明专利]一种固相化学反应制备氧化锌-电气石异质结纳米棒的方法

说明书

本发明涉及一种固相化学反应制备氧化锌‑电气石异质结纳米棒的方法，属于纳米材料制备领域。该方法是将醋酸锌、十二烷基硫酸钠、氢氧化钠和电气石在室温条件下依次混合研磨反应，实现了氧化锌‑电气石异质结纳米棒的低热固相合成。本发明制备氧化锌‑电气石异质结纳米棒的低热固相化学法具有操作简单、不使用溶剂、高产率、成本低、合成工艺简单等特点；且本发明制备的氧化锌‑电气石异质结纳米棒具有大的比表面积和高的反应活性，将在光电器件、光催化等领域具有潜在的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种固相化学反应制备氧化锌-电气石异质结纳米棒的方法，属于纳米材料制备领域。

背景技术

近年来，纳米材料由于其本身所具有的独特的物理化学特性而受到了科研工作者的广泛关注。氧化锌作为一种十分重要的半导体纳米材料，因其具有特异的光、电、热、磁等性质，而在半导体发光器件、非线性光学材料、光催化等领域表现出巨大的应用前景。然而，氧化锌带隙较宽而且光生载流子复合较快，这些严重影响到其性能改善和实际应用。研究发现，利用异质结构可以在一定程度上提高其光催化活性。其中，电气石粉具有较高的负离子产生量和远红外发射率，目前在科研领域受关注的程度越来越高，为此将氧化锌与电气石复合可有效提高其光催化性能。

氧化锌-电气石异质结纳米棒的制备及性能研究是当今纳米技术研究领域的一大焦点。目前，制备氧化锌-电气石异质结纳米棒的方法众多，包括热蒸发法、物理气相沉积法（PVD）、水热法等。而这些方法涉及到实验条件苛刻、能耗高等不足，因而开发一种简单、高产、环境友好的合成方法仍然十分迫切。低热固相化学法具有操作简单、成本低、产量高和环境友好等优点，已经成为合成纳米材料的一种有效方法。

本发明的目的在于提供一种氧化锌-电气石异质结纳米棒的制备方法，是利用十二烷基硫酸钠的表面活性剂特性，采用低热固相化学反应来制备氧化锌-电气石异质结纳米棒。该方法克服了氧化锌纳米材料在制备过程中发生严重团聚的现象，并实现了氧化锌与电气石的复合。

本发明公开了一种固相制备氧化锌-电气石异质结纳米棒的方法。本发明是将醋酸锌、十二烷基硫酸钠、氢氧化钠和电气石作为反应物，在室温下通过研磨发生反应，进而制得氧化锌-电气石异质结纳米棒。

本发明利用十二烷基硫酸钠的表面活性剂特性，运用固相合成工艺实现了氧化锌-电气石异质结纳米棒的合成，该方法操作简单、不使用溶剂、高产率、成本低，为氧化锌-电气石异质结纳米棒的制备提供了一种新的思路。

附图说明

图1为所制备的氧化锌-电气石异质结纳米棒的透射电镜图。

具体实施方式

氧化锌-电气石异质结纳米棒的固相化学合成，按以下步骤进行：

具体实施方式1：准确称取0.01摩尔醋酸锌置于玛瑙研钵中，将其充分研细后加入0.02摩尔氢氧化钠，再将其充分研磨60分钟并放置3小时以确保固相反应完全。用去离子水和无水乙醇将其洗涤、抽滤，于干燥箱中60度干燥2小时即得氧化锌单体。

具体实施方式2：准确称取0.01摩尔醋酸锌置于玛瑙研钵中，将其充分研细后加入0.005摩尔十二烷基硫酸钠，研磨60分钟混合均匀后加入0.02摩尔氢氧化钠，研磨60分钟混合均匀后加入0.0008克电气石，再将其充分研磨60分钟并放置3小时以确保固相反应完全。用去离子水和无水乙醇将其洗涤、抽滤，于干燥箱中60度干燥2小时即得氧化锌-电气石异质结纳米棒。

具体实施方式3：准确称取0.01摩尔醋酸锌置于玛瑙研钵中，将其充分研细后加入0.005摩尔十二烷基硫酸钠，研磨60分钟混合均匀后加入0.02摩尔氢氧化钠，研磨60分钟混合均匀后加入0.0016克电气石，再将其充分研磨60分钟并放置3小时以确保固相反应完全。用去离子水和无水乙醇将其洗涤、抽滤，于干燥箱中60度干燥2小时即得氧化锌-电气石异质结纳米棒。