一种高度取向ZnO纳米锥阵列结构材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种高度取向的ZnO纳米锥阵列的湿化学生长方法，采用旋涂镀膜法将ZnO溶胶涂敷在基底上，经热处理制备一层均匀的纳米级ZnO晶种层；用KOH和Zn(NO₃)₂配制ZnO阵列生长液；将基底生长面（即含有晶种层的面）悬空倒扣浸没于上述生长液中，在20～50℃水浴条件下，反应1～12h，在所述的基底上制备ZnO纳米锥阵列。该方法具有设备及工艺简单、易操作、成本低和适合工业化生产等优点。本发明制备出的ZnO纳米锥阵列具有高度致密、粗细均匀、取向性好、平整度高、性能稳定、与基底结合牢固等特点，在超疏水表面、探测器、压电变频器、紫外激光和太阳能电池等方面有广阔的应用前景和巨大的市场效益。

主权项

一种高度取向ZnO纳米锥阵列结构材料的制备方法，采用湿化学生长方法，利用溶胶凝胶法制备ZnO种子前驱体，然后在基底上涂敷所述的ZnO种子前驱体，形成薄膜，经热处理得到一层均匀的纳米级ZnO晶种层；在反应容器中将基底悬浮，并使其带晶种层的面水平向下，浸没于ZnO生长溶液中，水浴条件下反应得到ZnO纳米锥阵列；其特征是：所述的ZnO生长溶液为KOH和Zn(NO₃)₂配制的浓度为0.10~0.25 mol·L^‑1的Zn(OH)₄^2‑水溶液，并控制溶液的pH值在10~12之间；水浴温度为20~50℃，水浴时间1‑12h；取样后，依次用去离子水漂洗，无水乙醇冲洗，室温真空烘干；基底为铜片、导电玻璃或载玻片；ZnO种子前驱体是以Zn(Ac)₂·2H₂O为反应前驱体、单乙醇胺为稳定剂、CH₃OCH₂CH₂OH为溶剂、PEG4000为表面活性剂制备得到；在基底上涂敷所述的ZnO种子前驱体，形成薄膜，具体采用的方法为采用匀胶机旋涂镀膜的方法。