[发明专利]一种基于直接沉淀法合成纳米氧化锌形貌可控的制备方法

说明书

本发明提出一种基于直接沉淀法合成纳米氧化锌形貌可控的制备方法，通过对表面活性剂的种类、成分和水浴温度进行调控，制备多形貌为片状、棒状、花状和荷叶状不同形貌的纳米级氧化锌，利用同一种方法实现了对制得物比表面积的控制，有效的的改变和控制纳米氧化锌形态，解决了制备不同形貌的氧化锌颗粒需要采用不同的方法以及不同的设备制造的问题。

技术领域

本发明涉及纳米氧化锌制备技术领域，尤其涉及一种基于直接沉淀法合成纳米氧化锌形貌可控的制备方法。

背景技术

氧化锌的应用领域非常广泛，氧化锌既是半导体材又是压电材料，还常用作分析试剂，也可作为白色颜料，应用于化肥工业、塑料行业、防晒化妆品、纺织工业等领域。纳米ZnO，因其颗大小为纳米尺寸，出现了量子限域效应，宏观量子隧道效应及小尺寸小尺寸效应等特性。使其在电磁学、热学、化学等诸多方面具备比普通ZnO无法比拟的特殊特性和用途，在纳米电子、气体传感、污水处理、空气净化、抗菌和太阳能利用等诸多领域有广泛的应用前景。

诸多研究表明通过单一材料的合成实验，难以制备出特定结构与形貌的纳米ZnO。纳米ZnO作为一种宽禁带半导体级材料，掺杂可改变其禁带的能级结构，从而改变电磁性能和光学性质。在先技术中，(参见中国发明专利“一种花状ZnO多孔微球的制备及应用方法”，公开号：CN105645460B)，此方法是以Zn(NO₃)₂为锌源通过低温水热的方法合成花状ZnO多孔微球，并将其作为气体敏感材料应用于气体传感器，用于甲醛气体的检测。但是同一种方法对制得物得形貌不能产生可控制的变化，如果需要得到不同形貌的氧化锌颗粒，可需要采用不同的方法，不同的设备制造，操作及其不便。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于直接沉淀法合成纳米氧化锌形貌可控的制备方法，可以通过同一设备便捷的实现片状、棒状、花状和荷叶状不同形貌的纳米氧化锌的制备。

为达到上述目的，本发明提出一种基于直接沉淀法合成纳米氧化锌形貌可控的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：取聚苯乙烯、尿素、ZnCl₂和表面活性剂加入至去离子水中，并且搅拌混合均匀，配置反应溶液；

步骤2：恒温水浴加热所述反应溶液；

步骤3：将所述反应溶液采用去离子水进行抽滤；

步骤4：将抽滤后的滤饼用去离子水分散得到分散液；

步骤5：将所述分散液进行恒温水浴加热；

步骤6：在所述分散液中加入碳酸铵进行滴定，直至反应稳定；

步骤7：将滴定后的所述分散液采用去离子水进行抽滤；

步骤8：采用无水乙醇将所述滤饼分散为均匀溶液；

步骤9：将所述均匀溶液置于干燥箱中进行保温干燥；

步骤10：保温干燥后，采用去离子水清洗产物，并且干燥后得到纳米氧化锌。

优选的，所述步骤1包括以下步骤：

步骤1.1：采用5ml的取液针管量取0.5ml所述聚苯乙烯；

步骤1.2：将所述聚苯乙烯用小烧杯定容到15ml；

步骤1.3：取尿素10g、ZnCl₂1.5g和适量的表面活性剂，一起加入到锥形瓶中；

步骤1.4：用去离子水定容到200ml；

步骤1.5：室温下采用磁力搅拌器高速搅拌20分钟，直至溶液混合均匀，配置反应溶液。

优选的，在步骤1中，所述表面活性剂为0.5g～1.0g的十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠。