一种波纹状ZnO纳米棒及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105948101A(43)申请公布日2016.09.21(21)申请号201610257101.6(22)申请日2016.04.22(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西路28号(72)发明人伍叶龙裴东泽陈光德段向阳郭路安耶红刚竹有章(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人徐文权(51)Int.Cl.C01G9/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种波纹状ZnO纳米棒及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种波纹状ZnO纳米棒及其制备方法，结合水热合成技术和高温选择性刻蚀技术制备波纹状ZnO纳米棒。首先在反应釜中合成六棱柱状ZnO纳米棒，离心清洗提纯后取其粉末放入反应炉中，在650～950℃之间保温刻蚀5～30min，即可制得波纹状ZnO纳米棒。采用本发明提供的方法能够快速、低成本、高产能的制备得到波纹状ZnO纳米棒，其侧面被交替的(11-21)和(11-2-1)高指数晶面包裹，能够稳定的合成出ZnO高指数晶面并提高样品比表面积，从而实现了对普通纳米棒的表面改性，提高了材料的催化、气敏性能，为后续基于低维ZnO纳米结构器件提供了新的思路。CN105948101ACN105948101A权利要求书1/1页1.一种波纹状ZnO纳米棒的制备方法，其特征在于：以乙酸锌和六次亚甲基四氨为前驱体，在反应釜内水热合成六棱柱状的ZnO纳米棒，反应完成后，将获得的沉淀物经清洗干燥后，采用高温选择性刻蚀技术对其进行反应，最终获得波纹状ZnO纳米棒，其中，所述高温选择性刻蚀的温度为650℃～950℃。2.根据权利要求1所述的一种波纹状ZnO纳米棒的制备方法，其特征在于：所述的水热合成反应的温度为90～95℃。3.根据权利要求1所述的一种波纹状ZnO纳米棒的制备方法，其特征在于：高温选择性刻蚀时，以25℃/min的加热速率加热至650～950℃。4.根据权利要求1所述的一种波纹状ZnO纳米棒的制备方法，其特征在于：高温选择性刻蚀是在真空气氛炉内进行，且向其内通有还原性气体。5.根据权利要求4所述的一种波纹状ZnO纳米棒的制备方法，其特征在于：所述还原性气体为氢气、氨气或一氧化碳气体。6.根据权利要求4或5所述的一种波纹状ZnO纳米棒的制备方法，其特征在于：所述还原性气体的流量为5～20sccm。7.根据权利要求1所述的一种波纹状ZnO纳米棒的制备方法，其特征在于：高温选择性刻蚀的时间为5～30分钟。8.根据权利要求1所述的一种波纹状ZnO纳米棒的制备方法，其特征在于：所述的乙酸锌和六次亚甲基四氨的物质的量浓度之比为1:1。9.一种波纹状ZnO纳米棒，其特征在于：该波纹状ZnO纳米棒的侧表面被交替存在(11-21)和(11-2-1)高指数晶面覆盖，形成明显的波纹状纳米棒结构。10.根据权利要求9所述的一种波纹状ZnO纳米棒，其特征在于：该波纹状ZnO纳米棒的直径为100～500nm，长度在1～5μm。2CN105948101A说明书1/3页一种波纹状ZnO纳米棒及其制备方法技术领域[0001]本发明属于纳米无机非金属材料技术领域，具体涉及一种波纹状ZnO纳米棒及其制备方法。背景技术[0002]氧化锌是一种应用十分广泛的宽禁带半导体材料，其具有3.37eV带隙宽度和60MeV的激子结合能，被广泛应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、涂料、粘合剂、防晒剂以及强化剂等领域。不仅如此，纳米氧化锌在磁性材料、压电材料以及气体传感材料方面也有着非常重要的应用价值。[0003]纳米氧化锌的性能强烈依赖于其形貌和尺寸，即材料的暴露晶面和比表面积。波纹状ZnO纳米棒在提高了比表面积的同时也在其表面暴露出多样的高指数晶面，因此相比于普通纳米棒在催化领域拥有更广阔的应用前景和研究价值。然而，现有的波纹状ZnO纳米棒合成方法还很不成熟，存在不能稳定制备、难以精确控制的问题。发明内容[0004]本发明的目的是提供一种波纹状ZnO纳米棒及其制备方法，结合水热合成技术和高温选择性刻蚀技术合成波纹状ZnO纳米棒，解决了现有技术不能可控合成波纹状ZnO纳米棒的问题。[0005]本发明所采用的技术方案是：[0006]一种波纹状ZnO纳米棒的制备方法，以乙酸锌和六次亚甲基四氨为前驱体，在反应釜内水热合成六棱柱状的ZnO纳米棒，反应完成后，将获得的沉淀物经清洗干燥后，采用高温选择性刻蚀技术对其表面改性处理，最终获得波纹状ZnO纳米棒，其中，所述高温选择性刻蚀的温度为650～950℃。[0007]所述的水热合成反应的温度为90～95℃。[0008]高温选择性刻蚀时，以25℃/min的加热速率加热至650～950℃。[0009]高温选择