[发明专利]一种碳包覆铁掺杂氧化锌及其快速合成方法

摘要

本发明属于新材料、新能源及半导体领域，特别涉及一种碳包覆铁掺杂氧化锌（ZnOFe）及其快速合成方法。包括如下步骤称取可溶性的锌盐、铁盐、有机燃料及燃烧助剂，配制成水溶液，搅拌溶解至透明溶液；将溶液加热到50‑100 ℃，水分不断蒸干至粘稠状的凝胶状态；将凝胶加热到180‑290 ℃，凝胶发生自蔓延燃烧，得到黑色的疏松粉末；将所得粉末加入到溶剂中清洗干燥，即得高纯目标材料。本发明所得ZnOFe结晶质量高，具有很强的吸光能力，有望在高效光催化、光探测、太阳能电池、稀磁半导体器件等领域应用；而且黑色的碳增强了导电能力，将在锂离子电池、超级电容器等器件中得到应用。本发明的工艺成本低，避免了通常的多步复杂工艺、工艺周期长或昂贵设备等，适合工业化大规模生产。

主权项

一种碳包覆铁掺杂氧化锌的快速合成方法，其特征在于：包括如下步骤：(1) 称取可溶性的锌盐、铁盐、有机燃料及燃烧助剂，配制成水溶液，搅拌溶解至透明溶液；(2) 将溶液加热到50‑100 ℃，水分不断蒸干至粘稠状的凝胶状态；(3) 将凝胶加热到180‑290 ℃，凝胶发生自蔓延燃烧，得到黑色的疏松粉末；(4) 将所得粉末加入到溶剂中清洗干燥，即得高纯目标材料；所述的有机燃料为柠檬酸、甘氨酸或尿素中的一种或两种以上，所加有机燃料的摩尔数为锌和铁离子摩尔数的0.4‑0.9倍；所述的燃烧助剂为硝酸铵，所加的摩尔数为锌和铁离子摩尔数的0. 01‑1倍。