[发明专利]一种制备珊瑚状大孔—介孔结构氧化锌材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种珊瑚状大孔—介孔结构氧化锌材料的制备方法。

背景技术

ZnO是一种直接禁带半导体材料（带隙为3.37 eV），在气敏、发光、光催化、太阳能电池等领域重要的应用。与致密的材料相比，多孔材料具有较大的比表面积，因而诸多应用领域表现出优异的性能。多孔材料按孔径大小可以分为：微孔材料（< 2 nm）、介孔材料（2-50 nm）和大孔材料（> 50 nm）。到目前为止，大部分制备大孔材料（或大孔-介孔材料）的方法都需要模板辅助。而且这些方法的制备过程都比较繁琐，需要较长的时间。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种简单、快速制备珊瑚状大孔-介孔结构氧化锌材料的方法。

本发明的珊瑚状大孔—介孔结构氧化锌材料的制备方法，其步骤如下：

1）以水合肼和甘氨酸的混合物为燃料，以硝酸锌为氧化剂，将混合燃料、硝酸锌和乙酸锌完全溶于蒸馏水中，得到混合溶液，混合燃料中水合肼所占的质量分数为90%，混合燃料总质量与硝酸锌的质量之比为2.3～4.7，醋酸锌与硝酸锌的质量比为1.0；

2）将装有上述混合溶液的坩埚置于马弗炉中于400～450 °C加热，溶液经历沸腾、起泡、变干并发生自蔓延燃烧，得到珊瑚状大孔—介孔结构氧化锌材料。

本发明通过对溶液燃烧法进行改性，一步制得具有大孔-介孔的多层次孔结构的珊瑚状的ZnO。该制备工艺简单、时间短、不需要任何模板或表面活性剂。

附图说明

图1为实施例1制备的珊瑚状ZnO大孔-介孔材料的场发射扫描电子显微镜照片；

图2为实施例1制备的珊瑚状ZnO大孔-介孔材料的场发射扫描电子显微镜照片；

图3为实施例1制备的珊瑚状ZnO大孔-介孔材料的粉末X射线衍射图谱；

图4为实施例1制备的珊瑚状ZnO大孔-介孔材料的透射电子显微镜照片；

图5为实施例2制备的珊瑚状ZnO大孔-介孔材料的场发射扫描电子显微镜照片。

具体实施方式

以下结合实施例进一步阐述本发明。但本发明不仅仅局限于下述实施例。

实施例1

将1.250 g 的Zn(NO₃)₂?6H₂O, 1.250 g的 Zn(CH₃COO)₂?2H₂O, 2.654 g 的N₂H₄?H₂O和0.250 g的 C₂H₅NO₂完全溶于15 mL蒸馏水得到透明溶液，再将装有上述溶液的坩埚置于马弗炉中于400 °C加热。溶液经历沸腾、起泡、变干并发生自蔓延燃烧，即可获得珊瑚状大孔-介孔结构ZnO材料。

图1和图2分别为所获产物的低倍和高倍场发射扫描电子显微镜照片，可以看到产物具有类似珊瑚的结构，并且具有大孔-介孔的多层次孔结构。图3为产物的X射线衍射图谱，经与标准卡片对照可知，所得产物的物相为ZnO。图4为所获产物的透射电子显微镜照片，可进一步观察到其大孔-介孔结构。

实施例2

将1.250 g 的Zn(NO₃)₂?6H₂O, 1.250 g的 Zn(CH₃COO)₂?2H₂O, 5.308 g 的N₂H₄?H₂O和0.500 g的 C₂H₅NO₂完全溶于15 mL蒸馏水得到透明溶液，再将装有上述溶液的坩埚置于马弗炉中于450 °C加热。溶液经历沸腾、起泡、变干并发生自蔓延燃烧，即可获得珊瑚状大孔-介孔结构的ZnO材料。

图5为产物的场发射扫描电子显微镜照片，可以看到产物具有大孔-介孔的结构。