一种定向生长单晶ZnO纳米墙的水溶液制备方法

摘要

本发明涉及一种定向生长单晶ZnO纳米墙的水溶液制备方法，克服现有技术存在的多晶非定向问题。解决方案是：a.ZnO种子层制备，将摩尔比为1:1的Zn(CH₃COO)₂·2H₂O和Al(NO₃)₃.9H₂O与体积比为1:1的乙二醇甲醚和乙醇组成的混合溶剂混合，使Zn²⁺浓度为0.05-0.5mol/L，制备得到含有种子层的ITO玻璃基底备用；b.ZnO纳米墙生长，将Zn(NO₃)₂6H₂O与(CH₂)₆N₄按摩尔比为1:1配制成0.025-0.05mol/L的溶液，在ITO玻璃上得到一层白色薄膜。本发明通过在种子液中加入Al(NO₃)₃.9H₂O,可实现ZnO纳米墙定向生长；通过对ZnO纳米墙高温热处理，可实现ZnO纳米墙单晶化，对气敏传感器提供更有效的导电通道以提高电导率。

主权项

一种定向生长单晶ZnO纳米墙的水溶液制备方法，其特征在于：包括下述步骤：a. ZnO种子层制备：将摩尔比为1:1的Zn(CH₃COO)₂·2H₂O 和Al(NO₃)₃.9H₂O与体积比为1:1的乙二醇甲醚和乙醇组成的混合溶剂在室温条件下混合，使Zn²⁺浓度为0.05‑0.5mol/L，放在水浴锅中，用磁力搅拌器在60‑80℃下加热搅拌，然后，将稳定剂乙醇胺逐滴加入到上述溶液中，直至溶液完全澄清，继续搅拌1‑2h，得均匀稳定的胶体；将依次经过丙酮、乙醇溶液和去离子水超声清洗，烘干后的ITO导电玻璃基板竖直浸入溶胶中，静止15‑30s；垂直取出后在100℃下干燥5‑10min；反复提拉干燥4‑6次以使薄膜均匀并达到理想厚度；将薄膜在400‑500℃下热处理30‑90min，制备得到含有种子层的玻璃基底备用；b. ZnO纳米墙生长:将Zn(NO₃)₂6H₂O与(CH₂)₆N₄按摩尔比为1:1配制成0.025‑0.05mol/L的溶液，60‑90℃加热搅拌0.5‑1h，将溶液倒入水热反应釜的聚四氟乙烯内胆中，并将含有种子层的玻璃基底垂直插入，80‑100℃恒温生长1‑6h；取出后用去离子水冲洗并干燥，最后放入箱式电炉中在500‑550℃下热处理0.5‑1.5 h；取出后，用去离子水冲洗、干燥，在ITO导电玻璃上得到一层白色薄膜。