一种微通道中生长可控分布ZnO纳米棒的制备方法

摘要

本发明涉及一种微通道中生长可控分布ZnO纳米棒的制备方法，以玻璃毛细管为微通道，以可溶性锌盐、碱为起始原料，以去离子水为溶剂，添加CTAB、正丁醇、有机溶剂配置反相微乳液，利用微注射泵将微乳液输送到置于烘箱中的微通道中，在基底上生长了分散性好的ZnO晶种；然后以可溶性锌盐和胺原料，以去离子水为溶剂，配置反应液，输送到预制有晶种的玻璃毛细管中，流体输送后，制备出可控分布的ZnO纳米棒。该制备方法将一维纳米材料的制备与微流控通道的修饰、改性结合起来，不需要任何的图案化技术或模板即获得了可控分布的ZnO纳米棒阵列；为微流控通道内表面的几何结构改性，提供了一条方便、通用、过程简单、耗费小的途径。

主权项

一种微通道中生长可控分布ZnO纳米棒的制备方法，包括：(1)微通道的清洗以玻璃毛细管作为微通道，配制洗液I，V浓硫酸∶V双氧水∶V蒸馏水＝4∶1∶20和洗液II，V氨水∶V双氧水∶V蒸馏水＝1∶4∶20，将微通道浸泡于洗液I中在110～130℃下10～30min，去离子水冲洗后，再将微通道浸泡于洗液II中在60～80℃下浸泡10～30min，最后去离子水冲洗后，烘干；(2)微通道中分散可控晶种的制备配制0.001～0.01M的二水合醋酸锌溶液，0.004～0.04M的氢氧化钠溶液，配置两份由2g十六烷基三甲基溴化铵、12.8mL正辛烷、5mL正丁醇组成的混合液，向其中一混合液中加入0.4～1.0mL的二水合醋酸锌溶液，另一混合液中加入0.4～1.0mL的氢氧化钠溶液，超声作用下得到透明的两种反相微乳液；两反相微乳液分别吸入两支10mL的注射器，设定微注射泵推速为5～50μL/min，将其同时输送到预先置于30～80℃烘箱中的步骤(1)清洗过的微通道中，流体输送10～60min后停止输送，将烘箱温度升高至150～200℃，时间1～2h，实现高温去乳化作用，先后利用体积比为1∶1的乙醇和丙酮混合液、去离子水清洗微通道，并在150℃下烘干1～2h，在微通道内表面上得到ZnO晶种；(3)微通道中分布可控的ZnO纳米棒的生长配制0.025～2M的六水合硝酸锌溶液，0.025～2M的六亚甲基四胺溶液，两溶液分别被吸入两支10mL的注射器，设定微注射泵推速为5～50μL/min，将两溶液同时输送到步骤(2)已制有ZnO晶种的微通道中，烘箱中85～120℃下反应10～60min后，停止输送溶液，用去离子水清洗微通道并在150～200℃下烘干1～2h，得到ZnO纳米棒阵列。