[发明专利]一种ZnO纳米带及其制备方法

说明书

本发明提供一种ZnO纳米带及其制备方法，该ZnO纳米带包括玻璃，以及均匀分布在玻璃上的ZnO纳米带，其制备方法包括玻璃的清洗、前驱体薄膜的制备以及高温退火，本发明具有制备工艺简单、分散性好的特点，同时本发明制备设备成熟，有利益降低生产成本。另外，本发明制备的ZnO纳米带分散性较好，有利益增大纳米材料的比表面积。本发明制备ZnO纳米带在光催化降解、气敏传感等领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，尤其是一种ZnO纳米带及其制备方法。

背景技术

氧化锌(ZnO)是一种第三代半导体材料，它具有禁带宽度较大、化学稳定性好、生物兼容性良好、制备方法简单等众多优点，其在室温条件下的禁带宽Eg＝3.37eV，激子束缚能可达到60meV，远高于GaN的25meV，因而受到了研究人员的青睐。尤其是，当氧化锌做成纳米材料时，因其独特的体积效应、量子尺寸效应、表面效应、隧道效应、压电效应以及光催化性质等，使得纳米氧化锌材料有望在光学、电学、生物医学等领域发挥积极的作用。因此，氧化锌纳米材料的可控制备一直是该领域材料研究的一个热点。

氧化锌纳米片是当前研究的一个重点。已有研究表明，氧化锌纳米片在光催化降解有机污染物、气敏传感、生物传感器等领域展现出了极为优异的性能，具有广阔的应用前景。

目前，制备氧化锌纳米片的方法较多，主要是水热法。水热法工艺相对简单、成本低廉，因而得到了广泛的应用。然而，目前水热法制备氧化锌纳米片的配方较为复杂，且部分水热法的生长周期较长(超过5个小时)或者微波辅助。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种ZnO纳米带及其制备方法，该发明具有制备工艺简单、分散性好的特点。

本发明的技术方案为：一种ZnO纳米带，包括玻璃衬底、以及分布在玻璃衬底上的ZnO纳米带层，所述的ZnO纳米带层的宽度为160-300nm。

进一步的，所述的玻璃衬底的尺寸为2*2cm-4英寸。

本发明还提供一种ZnO纳米带的制备方法，包括以下步骤：

S1)、清洗玻璃衬底，采用乙醇、去离子水超声波清洗玻璃3-5次，并采用气枪吹干；

S2)、前驱体薄膜的制备，将清洗干净的玻璃衬底转移到高真空镀膜设备当中，并在钨舟上均匀放置ZnO粉末，接着将气压抽到小于或者等于5×10^-3Pa；然后在5-10min以内缓慢的将蒸发电流升至100-140A，蒸镀10-20min，即可在玻璃衬底上获得非晶态的ZnO前驱体薄膜；

S3)、高温退火，将制备好的前驱体薄膜转移到退火炉当中，以4-10℃/分钟的速率升温至500-600℃，保温60-120分钟，即可在玻璃上获得均匀分布的ZnO纳米带。

进一步的，步骤S1)中，所述的玻璃衬底的尺寸为2*2cm-4英寸。

进一步的，步骤S2)中，所述ZnO粉末的纯度大于99.9％。

进一步的，步骤S3)中，所述的ZnO纳米带的宽度为160-300nm。

进一步的，本发明制备ZnO纳米带主要应用于光催化降解、气敏探测器。

本发明的有益效果为：

1、本发明制备设备成熟，工艺简单，有利益降低生产成本。

2、本发明制备ZnO纳米带分散性较好，有利益增大纳米材料的比表面积。

3、本发明制备ZnO纳米带在光催化降解、气敏传感等领域具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明的实施例1制备的ZnO纳米带的低倍扫描电子显微镜(SEM)图；