[发明专利]一种GaN-ZnO固溶体纳米线、其制备方法及用途

摘要

本发明公开了一种GaN‑ZnO固溶体纳米线、其制备方法及用途。本发明的固溶体纳米线的平均直径为50～150nm，长度为5～50μm，其中ZnO摩尔百分含量为15～95％。本发明的方法包括：将GaN、Ga₂O₃、和ZnO粉末混合装入一个容器，将ZnO和石墨粉末混合装入另一个容器，将这两个容器和衬底放入一端封口一端开口的小石英管，再把小石英管放入大石英管，抽真空、加热且通有载气和氨气，在衬底上生长得到固溶体纳米线。本发明的方法简单，反应参数易控，制备的GaN‑ZnO固溶体纳米线尺寸均匀，结晶良好，作为催化剂应用于太阳能光催化分解水制氢的性能优异，最高产氢速率达到1.3mmol h^‑1g^‑1。

主权项

1.一种GaN‑ZnO固溶体纳米线的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将GaN、Ga2O3和ZnO粉末混合，得到第一原料；(2)将ZnO和石墨粉末混合，得到第二原料；(3)将第一原料和第二原料分别装入两个容器中；(4)将装有第一原料的容器、装有第二原料的容器以及衬底放置于一端封口一端开口的石英管中，再把所述石英管放置于反应炉中，从反应炉的靠近石英管开口端的一侧抽真空，加热，使装有第一原料的容器的温度升至T1＝850℃～950℃，保温15min～30min；(5)继续加热，当装有第一原料的容器的温度升至T1’＝1125℃～1225℃，装有第二原料的容器的温度升至T2＝850℃～950℃，衬底的温度升至T3＝650℃～850℃时，从反应炉的靠近石英管封口端的一侧通入载气和氨气；(6)在通有上述载气和氨气，抽真空状态，以及步骤(5)所述的T1’、T2和T3满足的条件下保温15min～45min，获得在衬底上的GaN‑ZnO固溶体纳米线；所述固溶体纳米线的平均直径为50nm～150nm，所述固溶体纳米线的长度为5μm～50μm。