[发明专利]一种纳米颗粒联结成的网状氧化锌的制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种新形貌的氧化锌纳米材料的新方法，具体是一种六方形貌的纳米颗粒联结成的网状氧化锌的制备方法。

背景技术

    纳米材料的结构和形貌对纳米材料的性能和应用有很大的影响。制备出特定结构的纳米材料对于开发纳米材料性能的新领域有着重要的学术意义及应用价值。在众多的纳米材料中，氧化锌的纳米结构受到了广泛的关注。纳米结构的氧化锌由于具有较大比表面积和良好的磁、光、电性能而备受重视，有望应用于光催化、气敏传感器、湿敏传感器、压敏电阻、透明电极等众多领域，具有广阔的应用前景。

    因此，研究出制备廉价、操作简单、新型形貌的纳米级氧化锌制备方法具有重要的科学意义。

发明内容

本发明旨在提供一种新的纳米结构的氧化锌，具体是一种由六方形貌的纳米颗粒联结成的网状氧化锌的制备方法，该网状氧化锌可以作为一种良好的气敏材料，在微电子、光学领域中有着潜在的应用前景。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种纳米颗粒联结成的网状氧化锌的制备方法，该制备方法的步骤如下：（1）将醋酸锌溶液和尿素溶液搅拌混合均匀，再加入邻苯二甲酸溶液，继续搅拌均匀，然后装入反应釜内；其中醋酸锌、尿素以及邻苯二甲酸之间的摩尔比为1:（1.9～2.2）:（0.33～0.38）；（2）反应釜内110～130℃的温度下，恒温处理12～14h，产物冷却至室温后，水洗，干燥至恒重，然后在空气环境下、500～550℃温度下煅烧2～3h，制得纳米颗粒联结成的网状氧化锌。

    本发明所述制备方法制得的网状氧化锌是由六方形貌的纳米颗粒联结而成的，具体形貌见图2。

    本发明中醋酸锌溶液（醋酸锌和水）中的水是为了保证醋酸锌的充分溶解，因此，醋酸锌溶液中水的加入量为本领域技术人员容易控制的，同理所述尿素溶液以及邻苯二甲酸溶液。

本发明中采用醋酸锌而未采用其他锌盐的原因：其它锌盐不是不溶于水，就是酸性太强，醋酸锌溶液具有合适的弱酸性能，保证了与尿素、邻苯二甲酸的反应在最佳的微环境条件下进行；邻苯二甲酸对纳米颗粒的形貌起了主要的作用；醋酸锌、尿素和邻苯二甲酸三种原料配比和制备条件（温度、时间等）共同决定了网状氧化锌的结构。

本发明中当醋酸锌的物质的量为1mol，若尿素的物质的量大于2.2mol，会影响网状氧化锌的结晶度，同时也会造成尿素浪费，若小于1.9mol会导致产率太低；若邻苯二甲酸的物质的量大于0.38mol和小于0.33mol，均会减少网状结构的形成。

    本发明相对于现有技术具有如下有益效果：制备方法所用原料易得，反应在溶液中以分子水平自组装成网状结构，结构可控，产品的质量稳定，各参数易于控制，生产成本低，既不需要用酸处理原料，也不需要使用有机溶剂，属于绿色合成技术，方法简便，生产效率高，极适用于工业化生产，对气体的敏感性高，尤其是乙醛，响应时间仅为1s，相对于常规的气敏材料，具有灵敏性高的特点。

应用实例：本发明制得的网状氧化锌对气体的敏感性观察

    将网状氧化锌材料制成的气敏元件分别置于200 ppm的苯、甲苯、甲醛、乙醛和丙酮的气氛下，进行气体敏感性能测试，发现本发明制得的网状氧化锌对乙醛的选择性最高；再将网状氧化锌材料制成的气敏元件置于100 ppm的乙醛气体中，发现本发明制得的网状氧化锌对乙醛气体的响应时间是1s，相对于常规气敏材料，本发明的网状氧化锌材料具有对乙醛灵敏度高的特点。

附图说明

图1 为本发明所述的纳米颗粒联结成的网状氧化锌的扫描电镜照片。

图2为本发明所述的纳米颗粒联结成的网状氧化锌的透射电镜照片。

具体实施方式

实施例1

一种纳米颗粒联结成的网状氧化锌的制备方法，该制备方法的步骤如下：

（1）将醋酸锌溶液和尿素溶液搅拌混合均匀，再加入邻苯二甲酸溶液，继续搅拌均匀，然后装入反应釜内；其中醋酸锌溶液中醋酸锌的质量为6.5 g（0.030mol），尿素溶液中尿素的质量为3.4 g（0.057 mol），邻苯二甲酸溶液中邻苯二甲酸的质量为1.6 g（0.010 mol），醋酸锌、尿素以及邻苯二甲酸之间的摩尔比为1:1.9:0.33；