一种柔性多孔氧化锌微管阵列结构、制备方法及应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115747774A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211381438.X(22)申请日2022.11.07(71)申请人之江实验室地址311121浙江省杭州市余杭区之江实验室南湖总部(72)发明人杭天陈盼盼(74)专利代理机构北京志霖恒远知识产权代理有限公司11435专利代理师戴莉(51)Int.Cl.C23C18/12(2006.01)H01L31/0296(2006.01)B82Y15/00(2011.01)B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称一种柔性多孔氧化锌微管阵列结构、制备方法及应用(57)摘要本发明公开了一种柔性多孔氧化锌微管阵列结构、制备方法及应用，包括以下步骤：步骤S1：衬底预处理：取柔性聚酰亚胺多孔膜，经去离子水、乙醇清洗并吹干；步骤S2：涂覆溶液制备：将无水醋酸锌溶解于乙醇水溶液得到醋酸锌溶液；步骤S3：醋酸锌层涂覆：将醋酸锌溶液涂覆在预处理后的柔性聚酰亚胺多孔膜上；步骤S4：多孔氧化锌微管阵列结构的制备：将步骤S3所得样品置于反应炉，烧结得到基于柔性聚酰亚胺衬底的柔性多孔氧化锌微管阵列结构。本发明在柔性聚酰亚胺多孔膜的衬底上利用其垂直的微孔通道，通过浸涂、滴涂或旋涂等方式，直接高温烧结后原位制备氧化锌微管，得到基于柔性聚酰亚胺衬底的柔性多孔氧化锌微管阵列结构。CN115747774ACN115747774A权利要求书1/1页1.一种柔性多孔氧化锌微管阵列结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：衬底预处理：取柔性聚酰亚胺多孔膜，经去离子水、乙醇清洗并吹干；步骤S2：涂覆溶液制备：将无水醋酸锌溶解于乙醇水溶液，超声或旋涡振荡分散，得到醋酸锌溶液；步骤S3：醋酸锌层涂覆：将醋酸锌溶液涂覆在预处理后的柔性聚酰亚胺多孔膜上，吸取表面多余醋酸锌溶液，干燥，去离子水洗涤，再次室温或烘箱干燥；步骤S4：多孔氧化锌微管阵列结构的制备：将步骤S3所得样品置于反应炉，烧结得到基于柔性聚酰亚胺衬底的柔性多孔氧化锌微管阵列结构。2.根据权利要求1所述的一种柔性多孔氧化锌微管阵列结构的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中所述柔性聚酰亚胺多孔膜的孔径尺寸用于调节柔性多孔氧化锌微管阵列结构的尺寸，所述柔性聚酰亚胺多孔膜的孔径尺寸为1‑5微米。3.根据权利要求1所述的一种柔性多孔氧化锌微管阵列结构的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中所述醋酸锌溶液的摩尔浓度为40‑120mM。4.根据权利要求1所述的一种柔性多孔氧化锌微管阵列结构的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中乙醇水溶液的浓度为25%。5.根据权利要求1所述的一种柔性多孔氧化锌微管阵列结构的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中所述涂覆选自浸涂、滴涂、旋涂中的至少一种。6.根据权利要求1所述的一种柔性多孔氧化锌微管阵列结构的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中烧结条件为：以1‑10℃每分钟升温至300‑350℃，高温烧结1‑5h。7.根据权利要求1所述的一种柔性多孔氧化锌微管阵列结构的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中所述反应炉为马弗炉、烘箱或者热板。8.一种利用权利要求1‑7任一项所述的制备方法制得的柔性多孔氧化锌微管阵列结构，其特征在于，所述柔性多孔氧化锌微管阵列结构以孔径尺寸为1‑5微米的柔性聚酰亚胺多孔膜为衬底，在所述衬底上通过涂覆醋酸锌溶液并烧结，形成的柔性多孔氧化锌微管阵列结构。9.一种利用权利要求1‑7任一项所述的制备方法制得的柔性多孔氧化锌微管阵列结构在柔性光电传感器、柔性气敏传感器中的应用。2CN115747774A说明书1/6页一种柔性多孔氧化锌微管阵列结构、制备方法及应用技术领域[0001]本发明涉及一种纳米功能材料传感应用技术领域，尤其涉及一种柔性多孔氧化锌微管阵列结构、制备方法及应用。背景技术[0002]随着工业技术的发展，光电探测器、气敏传感器已经成为现代社会不可缺少的电子器件之一。氧化锌（ZnO）材料作为典型的n型半导体材料，其光电导、气敏特性已有广泛的研究。其作为光电探测材料，利用的是半导体的光电导效应。由于其原料丰富廉价，制备相对简单，化学性能稳定，因而在半导体紫外探测器材料领域中被广泛研究。此外，其气体敏感特性自被发现以来，作为热点材料，也被广泛报道。ZnO的气敏响应性由材料表面与气体接触时引起电子迁移，导致电阻变化。现有研究对ZnO的气敏机制一般分别以n型半导体材料的气敏机理去解释分析。目前，虽基于氧化锌构建高性能光电、气敏传感器件已有不少报道，但如何提升其传感响应性能仍是挑战。开发基于ZnO材料的新型微纳阵列结构，是开发新型传感器件的有效方法，为制备高性能传