[发明专利]一种超致密Cu(OH)2

说明书

本发明属于微纳制造技术领域，并公开了一种超致密Cu(OH)₂纳米线的制备方法及产品。该方法包括，S1、ZnO种子层制备：在基底上沉积一层ZnO薄膜；S2、ZnO催化纳米棒的制备：在所述沉积有ZnO的基底置于Zn(NO₃)₂·6(H₂O)和C₆H₁₂N₄混合生长液中；S3、Cu种子层制备：在所述ZnO催化纳米棒表面沉积一层Cu种子层；S4、生长纳米线：将沉积有Cu种子层的基底置于NaOH和(NH₄)₂S₂O₈的混合溶液中，以生长超致密Cu(OH)₂纳米线。本发明还公开以一种超致密Cu(OH)₂纳米线。本发明制备形成的Cu(OH)₂纳米线的形貌具有质量更高、更加致密、比表面积大的特性。

技术领域

本发明属于湿度传感器技术领域，更具体地，涉及一种超致密Cu(OH)₂纳米线的制备方法及产品。

背景技术

微纳米技术是一项当今世界迅猛发展起来的高新技术之一，也是当代科学发展的一个重要标志，它与通信技术、计算机技术一起构成信息产业的三大支柱。微电子机械系统技术是建立在微米/纳米基础上的21世纪前沿技术，是指对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。MEMS是随着半导体集成电路微细加工技术和超精密机械加工技术的发展而发展起来的，目前MEMS加工技术还被广泛应用于微流控芯片与合成生物学等领域，从而进行生物化学等实验室技术流程的芯片集成化。它可将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元的微型系统。

近年来，以铜为核心的纳米材料(Cu(OH)₂,CuO,Cu等)，因其特殊的物理和化学性质而在光电设备、催化剂和超导材料等方面广泛应用。其中， Cu(OH)₂是一种重要的层状材料，广泛应用于能量储存、传感器、催化等方面。由于纳米Cu(OH)₂的表面效应和小尺寸效应使其具有更高的表面活性和触杀性。此外，Cu(OH)₂还是制备铜氧化物纳米材料的一种重要前驱物，对于传感器而言，纳米结构对其性能影响显著，更大的比表面积的微纳复合结构可以增加与目标气体分子的接触位点，从而制备出超灵敏度的传感器。而超致密的纳米线能够提供更多的接触位点，进行高性能的气体传感。因此，制备超致密纳米线是提高传感性能的重要途径之一。

目前制备的Cu(OH)₂纳米线普遍较为稀疏。对于传感器而言，纳米结构的稀疏性对其性能影响显著，教稀疏的微纳复合结构与目标气体分子的接触位点较低，所制备的传感器反应不够迅速。另一方面，现有技术制备 Cu(OH)₂纳米线时，对其的生长速度和质量难以把控，以至于其生长时间长，所获得的纳米线质量不高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种超致密 Cu(OH)₂纳米线的制备方法，其通过利用ZnO作为纳米线生长过程中的纳米线催化层以及该纳米线催化层为后续Cu种子层生长Cu(OH)₂纳米线提供更多的接触位点的作用机理，创造性的将ZnO种子层转化成ZnO催化纳米棒从而获得超亲水的流道结构，一方面在ZnO催化纳米棒的催化作用下，纳米线生长液中的Cu²⁺和-OH有更多的接触位点以加速Cu种子层生长 Cu(OH)₂纳米的速度，另一方面ZnO催化纳米棒的流道结构进一步增大了 Cu²⁺和-OH接触位点，从而使得所获得的Cu(OH)₂纳米线的形貌具有质量更高、更加致密、比表面积大的特性。

为实现上述目的，本发明提供了一种超致密Cu(OH)₂纳米线的制备方法，包括如下步骤：