[发明专利]一种GaOOH粉末材料、氧化镓粉末材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种利用水热法制备GaOOH及氧化镓粉末的方法，所述方法以硝酸镓水合物作为镓源配置前驱体溶液，经过离心获得沉淀后再使用水热方法制备GaOOH纳米材料，通过马弗炉高温退火过程可以使得GaOOH粉末转化为Gasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;的同分异构体，这使得同样的工艺流程可以便捷地获得GaOOH以及Gasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;两种不同的产物。本发明提供的制备方法操作简单、制备成本低、重复性较好，且同样的工艺流程可以通过是否引入退火的区别灵活选择产物，可以便捷生产宽带隙的GaOOH以及Gasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;纳米材料。

技术领域

本发明涉及半导体光电纳米材料领域，具体而言，涉及到一种利用水热法制备GaOOH粉末材料及氧化镓粉末材料的方法。

背景技术

GaOOH及氧化镓作为典型的宽禁带半导体材料，其可以用于制备紫外光电器件、功率器件、气敏元件、光催化材料等。其中，GaOOH粉末材料可以在一定温度条件下转变为氧化镓材料，且通过控制不同的温度条件获得不同的氧化镓同分异构体。例如温度相对较低时可以获得α-Ga₂O₃，在高温时就转变为β-Ga₂O₃。

目前，氧化镓材料研究和应用主要集中在单晶、多晶薄膜、纳米结构。其中，制备纳米结构氧化镓半导体材料的方法有微波等离子体化学气相沉积法、溶胶-凝胶法、电弧放电法、声化学水解法、激光烧蚀法、高温烧结法以及水热合成法等。相对于其他方法在高温、复杂技术工艺系统下制备GaOOH及氧化镓，水热法具有工艺简单和低温合成的优点。

现有的水热法制备GaOOH及氧化镓纳米材料的技术方案，大多数是配置前驱体溶液后，将溶液置于反应釜中形成沉淀，经过洗涤干燥之后获得粉末材料，如专利CN107180882A，其公开了一种β-氧化镓纳米阵列的制备方法。然而，此类方法需要引入种子层，步骤繁琐复杂、用料较多、成本较高，不适合工业化应用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种GaOOH纳米材料及氧化镓纳米粉末材料的制备方法，本发明提供的制备方法操作简单、成本低、重复性较好，且同样的工艺流程可以通过是否引入退火的区别灵活选择产物，可以便捷生产宽带隙的GaOOH以及Ga₂O₃纳米材料。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种GaOOH粉末材料的制备方法，所述方法具体包括：

步骤1：配置前驱体溶液；

步骤2：调节所述前驱体溶液PH值；

步骤3：静置所述溶液，待其分层，取其下层浊液进行离心，获得沉淀；

步骤4：将所得的沉淀转移至反应釜进行水热反应；

步骤5：蒸发所得反应釜产物获得GaOOH粉末。

优选的，步骤1具体包括：

步骤1.1：清洗实验用具；

步骤1.2：以Ga(NO₃)₃·xH₂O为镓源，溶于超纯水，配置前驱体溶液。

优选的，步骤1.2具体包括：使用天平称量0.002mol的Ga(NO₃)₃·xH₂O，将称量好的硝酸镓水合物转移到玻璃瓶中，在玻璃瓶中加入超纯水进行充分震荡，使得硝酸镓水合物固体完全溶解于超纯水，形成均匀透明的溶液，得到前驱体溶液。

优选的，步骤2具体包括：

使用氨水调控使所述前驱体溶液PH至8。