[发明专利]一种超薄层片状多孔结构半导体氧化物材料的制备方法

说明书

一种超薄层片状多孔结构半导体氧化物材料的制备方法，涉及纳米材料技术领域，其特征在于，包括以下步骤，步骤1：选取具有薄层片状结构的自然生物材料，并对所述生物材料进行活化预处理；步骤2：将步骤1活化预处理后的所述生物材料放入浸渍剂中进行浸渍处理，调控所述浸渍剂pH值及浸渍时间以控制所述生物材料层片状厚度，然后对所述生物材料进行清洗；步骤3：对所述生物材料进行热处理，得到所述具有超薄层片状结构半导体氧化物材料。本发明的制备方法通过调控浸渍过程和热处理过程的工艺参数，可实现对产物薄层片状厚度、颗粒尺寸、多相组成等控制，解决了传统工艺方法复杂，纳米颗粒不规律排列，超薄层状结构不能有效制备等问题。

技术领域

本发明涉及一种超薄层片状多孔结构半导体氧化物材料的制备方法，属于纳米材料技术领域。

背景技术

超薄层片状多孔结构半导体氧化物材料具有独特的电子结构和量子尺寸效应，比表面积大，孔隙率高，而且它的孔排列长程有序，孔径尺寸均一，孔径可调及整体平面结构周期性好。此外，超薄层片状多孔材料内部呈现周期性排列的空间点阵结构，具有明显的光子带隙效应，因此是制备具有光子晶体的最佳材料，在光子开关，光学集成电路和光散射二极管等方面具有非常广阔的应用前景。目前，制备超薄层片状多孔材料的方法主要包括光刻技术和胶晶模板法，光刻技术和刻蚀技术相结合，通过改变孔径尺寸的大小来吸收不同波段范围内的光波。但是光刻技术不仅要求实验仪器和设备精确度高，而且成本高昂，实验条件苛刻，操作相对复杂，不适合实验室条件下的操作。本发明提供了一种操作方便，价格低廉，实验工序简单，对实验设备要求不高，在实验室条件下就可以完成制备过程的方法，即生物模板法。

经文献检索发现，目前已经有很多超薄层片状材料的制备方法报道，如名称为：“利用超临界流体制备二维原子晶体新材料的方法”的中国专利，公布号为CN 102732966A，该专利利用层状结构材料为原料，采用超临界流体制备法，将层状结构原料粉末加入高压釜中，压入CO₂并循环流动，对高压釜内的超临界体系进行超声波震荡，之后快速降压至常压，该方法工艺复杂，对实验设备要求较高。

发明内容

有鉴于现有技术的上述不足，本发明的目的在于提供一种简便的超薄层片状多孔结构的半导体氧化物材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：选取具有薄层片状结构的自然生物材料，并对所述生物材料进行活化预处理；

步骤2：将步骤1活化预处理后的所述生物材料放入浸渍剂中浸渍处理，调控所述浸渍剂pH值及浸渍时间以控制所述生物材料层片状厚度，然后对所述生物材料进行清洗；

步骤3：对所述生物材料进行热处理，得到所述具有超薄层片状结构半导体氧化物材料。

进一步地，步骤1中，所述生物材料的活化预处理包括以下方法步骤：

a：选取所述生物材料，可以为菠菜叶、蛋膜或者玉兰花瓣；

b：择取所述生物材料完整叶片，去除所选生物材料叶柄或根，用去离子水对所述生物材料进行多次清洗备用；

c：取30mL酸溶液与170mL去离子水加入烧杯中，用玻璃棒搅拌，取步骤b中备用叶片放入烧杯中浸泡8小时，直到叶片完全变黄后取出，用去离子水清洗三次备用。

进一步地，所述酸溶液为盐酸、硝酸或者硫酸中一种。

进一步地，步骤2中所述浸渍剂可以是金属前驱物溶液、溶胶体系或者金属盐溶液中的一种或几种的混合溶液。

进一步地，所述溶胶体系可以是钛酸四丁酯、柠檬酸铁或硫代乙酰胺的一种；所述金属盐溶液可以是四氯化钛溶液、氯化锡溶液、氯化锌溶液的一种。