[发明专利]低温水热法合成氧化锌纳米管阵列的方法

摘要

本发明公开了一种低温水热法合成氧化锌纳米管阵列的方法，步骤为：(1)制备ZnO晶种层，(2)低温水热生长ZnO纳米线，(3)ZnO纳米线化学刻蚀成ZnO纳米管；本发明采用低温水热法，利用纯化学刻蚀工艺合成ZnO纳米管阵列，不需要电化学辅助及模板，通过控制反应物的浓度、水热生长时间和碱液的刻蚀时间，可以在不同类型的基体上制备出管径尺寸可控的ZnO纳米管；本发明成本低，反应温度低，直接在水溶液中进行，不产生有毒有害废物，生产周期短，投资回报率高。

主权项

1. 一种低温水热法合成氧化锌纳米管阵列的方法，具有如下步骤：(1)制备ZnO晶种层采用可溶性的锌盐和无机碱或有机碱中的一种作为前驱体原料，将它们溶解到乙二醇甲醚中配成浓度为0.5M的溶液，在50℃下搅拌10分钟，通过拉膜的方法或旋转涂敷的方法在基底上形成一层非晶的ZnO薄膜，然后在300℃下退火0.5～1.0小时即制得晶种层，或者采用磁控溅射的方法在基底上直接溅射制备晶种层；(2)低温水热生长ZnO纳米线将带有晶种层的基底转入密闭的水热反应器中，水热反应器中的反应原料为浓度0.5～0.01M的锌盐溶液和浓度0.5～0.01M的碱液，锌离子与OH-的摩尔浓度比不超过1；然后在50～80℃的条件下反应1～2个小时，即可获得直径和长度可调的ZnO纳米线；接下来，将生长有ZnO纳米线的基底取出，用去离子水清洗干净，在50℃的条件下干燥0.5小时；(3)ZnO纳米线化学刻蚀成ZnO纳米管将生长有ZnO纳米线的基底转入密闭水热反应器中，水热反应器中的反应原料为0.01～0.5M的碱液，在40～80℃的反应温度下刻蚀5～120分钟，调控刻蚀时间20～120分钟，调控碱液的浓度0.03～0.1M，调控温度40～80℃，可以获得不同内径的ZnO纳米管。