[发明专利]一种氧化锌超薄纳米片的制备方法

说明书

本发明提供了一种氧化锌超薄纳米片的制备方法，包括以下步骤：A)将十二烷基苯磺酸钠和氯化锌依次溶于水和乙醇的混合溶剂中，得到中间溶液；所述氯化锌与十二烷基苯磺酸钠的质量比为(240～260)：(1000～1200)；B)将四甲基氢氧化铵加入所述中间溶液中，进行反应，得到氧化锌超薄纳米片；所述氯化锌与四甲基氢氧化铵的质量比为(240～260)：(295～323)。本发明以十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂，四甲基氢氧化铵为强碱，在常温常压下能够宏量制备1～2nm厚度的氧化锌超薄纳米片，本发明合成方法简单方便，在常温常压下完成；制得的氧化锌纳米薄片厚度薄、产量大，适合工业化规模生产。

技术领域

本发明属于无机纳米材料技术领域，尤其涉及一种氧化锌超薄纳米片的制备方法。

背景技术

氧化锌是一种宽禁带直接带隙半导体材料，室温下禁带宽度为3.37eV。氧化锌具有良好的物理性，量子效率高，激子结合能大，有较好的荧光性，压电性，导热性；化学性质稳定，无毒，原料来源丰富、价格低廉。可作为半导体催化剂用于催化领域，也可用于如场效应管，压电传感器，紫外光探测器，紫外激光器，气敏传感器等器件中，涉足涂料、化工、光催化，电子，陶瓷等多个领域。与普通的氧化锌颗粒相比，纳米氧化锌在光、电、磁等方面拥有更加优良的性能。使用不同的合成方法，制备出的氧化锌纳米材料的形貌也有所不同，可以有纳米点、纳米带、纳米线、纳米棒、纳米球等多种结构。

近年来，随着石墨烯的发现，具有独特二维结构的材料引起了全球各领域科学家的高度关注。超薄二维结构曝露的大量配位不饱和表面原子，可充当高活性的催化位点，因而越来越多的无机类石墨材料被发现并应用在化工、催化、电子等各个领域。发展新型的氧化锌超薄二维材料，不仅能够丰富二维超薄材料的种类，而且还能拓展其在多方面领域的应用。制备无机二维材料的方法有直接、间接剥离法，高温液相化学合成法，定向辅助化学合成法，诱导化学合成法，快速煅烧前驱体法，化学气相沉积法等。然而，这些方法需要提供较为复杂的条件，如高温、微波、超声处理等，甚至部分方法还需要精密的仪器提供合成条件，造成合成过程中的能耗上升，成本增大，且产量较低，通常在毫克级别，无法满足工业化需求。因此，寻求低成本、宏量制备二维超薄氧化锌的方法具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化锌超薄纳米片的制备方法，本发明中的制备方法制备条件温和、工艺简单，且能够宏量制备。

本发明提供一种氧化锌超薄纳米片的制备方法，包括以下步骤：

A)将十二烷基苯磺酸钠和氯化锌依次加入水和乙醇的混合溶剂中，得到中间溶液；

所述氯化锌与十二烷基苯磺酸钠的质量比为(240～260)：(1000～1200)；

B)将四甲基氢氧化铵加入所述中间溶液中，进行反应，得到氧化锌超薄纳米片；

所述氯化锌与四甲基氢氧化铵的质量比为(240～260)：(295～323)。

优选的，所述步骤A)中水和乙醇的体积比为(3～5)：1。

优选的，所述中间溶液中，十二烷基苯磺酸钠的质量浓度为200～240g/L。

优选的，所述步骤B)具体为：

将四甲基氢氧化铵混合溶液加入所述中间溶液中，进行反应，得到氧化锌超薄纳米片；

所述四甲基氢氧化铵混合溶液是将四甲基氢氧化铵水溶液与水和乙醇的混合溶剂混合得到。

优选的，所述四甲基氢氧化铵水溶液的质量浓度为10～50％。

优选的，与所述四甲基氢氧化铵水溶液混合的水和乙醇的混合溶剂中，水和乙醇的体积比为1：(1～3)。

优选的，所述步骤B)中反应的温度为12～18℃；