[发明专利]一种肤色ZnO多孔纳米棒状材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及属于半导体光电子纳米材料的制备领域，具体地说，是涉及一种肤色ZnO多孔纳米棒状材料及其制备方法。

背景技术

氧化锌(ZnO)作为一种直接带隙的宽禁带半导体材料，其在室温下禁带宽度为3.37eV，且激子束缚能高达60meV。纳米尺度的ZnO具有一系列优异的光、电、磁、力学和化学性能，在太阳能电池、发光二极管、生物传感器、光催化、变阻器等领域都有广泛的应用。目前，在国内外学者的不懈努力下，已经制备出了各种各样的ZnO纳米结构材料，如纳米棒、纳米线、纳米管、纳米带，纳米环和纳米梳等，所涉及的制备方法主要有溅射沉积法、化学气相沉积法、高温热解法，以及水热/溶剂热法等。但是，呈肤色的ZnO多孔纳米棒状材料还未见报道。华东师范大学崔庆月等以醋酸锌和氨水为原料，采用水热和高温分解法制备出了多孔ZnO纳米带状结构(中国发明专利，公开号：CN 101182030A)，但纳米带为白色粉体材料；苏州大学郑敏等以硝酸锌、氨水和尿素为原料，采用高温燃烧法制备出了粉红色的ZnO微米棒状结构(Min Zheng，Zuo-shan Wang，Jia-qing Wu，Qing Wang，Synthesis of nitrogen-doped ZnOnanocrystallites with one-dimensional structure and their catalytic activity for ammonium perchlo-rate decomposition[J]，J.Nanopart Res.，2009，3)，但微米棒为六棱柱形，表面没有孔微结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种肤色ZnO多孔纳米棒状材料以及它的制备方法，以填补现有技术的空白，为ZnO纳米结构材料添加一个新品种。

本发明提供的肤色ZnO多孔纳米棒状材料，其特征在于，所述ZnO多孔纳米棒状材料，用肉眼观察，在自然光下呈肤色；表面富含有大量的孔隙结构，棒的断面呈四方形，边长介于100～500nm，棒长度介于1～10μm，表面孔径大小介于10～50nm。

本发明的肤色ZnO多孔纳米棒状材料采用微波加热和焙烧热分解两步法制备得到，其具体工艺流程步骤如下：

(1)将0.306g草酸锌用去离子水分散成悬浮液；

(2)慢慢加入乙二胺，乙二胺与草酸锌的物质的量比为0.5～2；

(3)充分搅拌10～30分钟后，在超声波清洗器中超声8～12分钟；

(4)覆盖一层PE膜，放入家用微波炉中，在低火档加热6～10分钟；

(5)取出自然冷却至室温，过滤沉淀物，用去离子水洗涤2～3次，将沉淀物放入烘箱中加热8～10小时，温度为40～60℃；

(6)将烘干的白色沉淀物放入电阻炉中在温度为400～600℃下加热0.5～2小时，即得到所述肤色ZnO多孔纳米棒状材料。

所述乙二胺的体积为0.14mL，乙二胺与草酸锌的物质的量比为1∶1。

所述在微波炉中的微波加热时间为8分钟。

所述在马弗炉中的加热时间为1小时，温度为500℃。

本发明得到的肤色ZnO多孔纳米棒状材料是一种具有结构新颖、性能优越的ZnO纳米材料，有望在化妆品防晒霜、医药抗菌、光电子器件、气体传感器和太阳能电池等诸多领域获得重要应用。所述制备工艺简捷高效，低碳环保，设备简单，原料易得，成本低廉，操作可控，重复性好，适宜于工业化生产。

附图说明

图1是本发明肤色ZnO多孔纳米棒状材料的X射线衍射分析(XRD)图；

图2是本发明肤色ZnO多孔纳米棒状材料的低倍场扫描电子显微镜(SEM)照片；

图3是本发明肤色ZnO多孔纳米棒状材料的高倍场扫描电子显微镜(SEM)照片。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细、完整的说明：

实施例1

本发明的肤色ZnO多孔纳米棒状材料采用微波加热和焙烧热分解两步法制备得到，即，以草酸锌、去离子水和乙二胺为原料，反应液经超声分散后，通过微波加热制得前驱体化合物，然后在空气中焙烧热分解而成。其具体工艺步骤如下：

1)称取0.306g草酸锌，用60mL去离子水分散成悬浮液；

2)慢慢加入0.14mL乙二胺；

3)充分搅拌30分钟后，在超声波清洗器中超声10分钟；

4)用PE膜覆盖，放入家用微波炉中，在低火档加热8分钟；