一种氧化锌纳米管阵列及其制备方法和应用.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CN108640147A(43)申请公布日2018.10.12(21)申请号201810237697.2(51)Int.Cl.(22)申请日2018.03.22C01G9/03(2006.01)B82Y40/00(2011.01)(71)申请人佛山市顺德区中山大学研究院A01N59/16(2006.01)地址528399广东省佛山市顺德区大良街A01P3/00(2006.01)道办事处云路社区居民委员会南国东A01P1/00(2006.01)路9号申请人广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院中山大学(72)发明人柳成林陈惠琄杨柏儒肖帅林迪安翁明张伟谢曦(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人左恒峰权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种氧化锌纳米管阵列及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种端部生长有氧化锌纳米线的氧化锌纳米管阵列，氧化锌纳米管为中空结构，氧化锌纳米管端部管壁生长有氧化锌纳米线。相比于现有的氧化锌纳米管/棒阵列，本发明的纳米管端部生长有许多纳米线，增加纳米材料表面的液/气接触面积，从而提高材料在光催化降低反应中的降解效率，同时也提高了氧化锌纳米材料的自清洁能力，从而满足特殊环境长时间工作的需求。CN108640147ACN108640147A权利要求书1/1页1.一种氧化锌纳米管阵列，其特征在于：每一根氧化锌纳米管(1)端部生长有多根氧化锌纳米线(2)。2.根据权利要求1所述的一种氧化锌纳米管阵列，其特征在于：所述每一根氧化锌纳米管(1)位于柔性多孔膜(3)的孔(4)中。3.根据权利要求2所述的一种氧化锌纳米管阵列，其特征在于：所述柔性多孔膜(3)为聚碳酸酯多孔膜。4.一种氧化锌纳米管阵列的制备方法，其特征在于包括：1)提供一柔性多孔膜(3)，所述柔性多孔膜(3)上具有多个孔(4)；2)采用原子层沉法所述在柔性多孔膜(3)的表面及所述孔(4)内镀氧化锌晶种层(5)；3)采用抛光粉对所述柔性多孔膜(3)表面的氧化锌晶种层(5)进行抛光打磨；4)用去离子水清洗所述柔性多孔膜(3)并烘干；5)等离子刻蚀所述柔性多孔膜(3)，所述柔性多孔膜表面露出氧化锌纳米管(1)，得到氧化锌纳米管阵列；6)利用水热法在所述氧化锌纳米管(1)壁上生长氧化锌纳米线(2)；7)等离子刻蚀所述柔性多孔膜(3)，进一步露出孔(4)内氧化锌纳米管(1)，得到端部具有氧化锌纳米线(2)的氧化锌纳米管(1)阵列。5.根据权利要求4所述的一种氧化锌纳米管阵列的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，在所述孔(4)内的所述氧化锌晶种层(5)厚度为10nm。6.根据权利要求4所述的一种氧化锌纳米管阵列的制备方法，其特征在于：所述步骤5)或7)中，所述等离子刻蚀柔性多孔膜的刻蚀功率为80w；刻蚀时间为20min。7.根据权利要求4所述的一种氧化锌纳米管阵列的制备方法，其特征在于：经所述步骤5)等离子体刻蚀后，所述多孔模(3)表面露出3um的氧化锌纳米管(1)。8.根据权利要求4所述的一种氧化锌纳米管阵列的制备方法，其特征在于：在所述步骤7)后，还包括步骤8)用含氟化合物1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷对所述氧化锌纳米管阵列氟化2h。9.根据权利要求4所述的一种氧化锌纳米管阵列的制备方法，其特征在于：在所述步骤7)后，还包括步骤8)利用磁控溅射在材料表面溅射一氧化锌薄层，然后在没有孔的聚碳酸脂膜上可通过利用水热法生长较短较细的纳米刺。10.一种光电探测器，其特在于：用权利要求2所述的制备方法得到的氧化锌纳米管阵列作为感光层。2CN108640147A说明书1/4页一种氧化锌纳米管阵列及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及纳米材料/器件领域，尤其涉及一种端部生长有纳米线的纳米管阵列及其制备方法和应用。背景技术[0002]随着社会和经济的发展，环境污染日益严重，不仅危害人类的身体健康，而且阻碍了经济的发展。因此，寻找新型、高效、经济廉价的具有光催化氧化性的半导体材料是目前研究热点。纳米氧化锌是其中一种备受关注的材料。早在上个世纪60年代，许多研究者就开始利用氧化锌薄膜制备光催化剂等各种传感器，很多科学家也致力于研究氧化锌材料在电子、光子方向的卓越性能，并取得了不菲的成果。随着纳米科技的发展，研究者发现微纳级别的氧化锌由于粒径小、比表面积大而具有小尺寸效应，表面效应和量子尺寸效应等，在超润湿性、抑菌以及光电等领域具有较好的性能。[0003]氧化锌作为一种重要的无机功能材料，具有优异的光催化性能，具有较大的禁带宽度以及较高的激发能。同时，由于氧化锌纳米线之间存在着大量分布均匀的空隙且液滴处于Cassie-Baxter状态，具