种子生长法制备ZnO纳米棒组装结构

这篇由青岛科技大学化学与分子工程学院的研究学者完成，讨论种子生长法制备 ZnO 纳米棒组装结构的论文，发表在重要期刊《山东大学学报》上。

采用微波加热方法以 Zn-Al 类水滑石纳米颗粒为种子、以醋酸锌为前驱物制备了多种形貌的 ZnO 纳米棒组装结构，使用 SEM 和 XＲD 进行了表征。研究发现，当种子液用量较低时，容易制备出 ZnO 纳米棒的花簇结构，其中 ZnO 纳米棒的长度在几百纳米到 2 μm 之间，直径在 100 ～ 300 nm 之间。当种子液用量较大时，容易得到类水滑石的大片晶两面附生 ZnO 纳米棒或纳米管的多重结构。

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图2/3↑

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结论

本研究工作采用微波加热方法以 Zn-Al 类水滑石的小纳米颗粒为种子成功制备了 ZnO 纳米棒的组装结构，这种组装结构的形貌明显受到种子液用量和微波加热功率的影响，而受反应时间的影响不大。研究发现，当采用较低种子液用量( 5 ～ 10 mL) 和低微波加热功率( 300 W) 时，有利于制备出 ZnO 纳米棒的花簇状组装结构; 这种结构中 ZnO 纳米棒 的长度在几百纳米到 2 μm 之间，直径在 100 nm 到 300 nm 之间。采用大量的种子液( 20 ～ 50 mL) 和高微波加热功率( 700 W) 时，容易得到直径约 5 μm 的 类水滑石纳米片两面附生 ZnO 纳米棒或纳米管的组装结构。这种 ZnO 纳米棒的组装结构将在光催 化、太阳能电池以及污水处理等方面具有广阔的应用前景。

按锌－铝的摩尔比为 3∶1 将 Zn( CH3COO) 2·2H 2O 和 AlCl3 ·6H2O 制备成阳离子 总浓度为10 mmol /L的 300 mL 混合盐溶液，使用微波反应器加热在 700 W 微波下升温至 95 ℃ ，加入 13． 5 mL 氨水，在 95 ℃ 下维持反应 20 min。反应结束后，冷却至室温，用 200 nm 孔径的聚碳酸酯膜过滤除掉大颗粒的类水滑石片，所得滤液作为种液。