CN102477291A - 一种ZnO纳米棒阵列的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于发光材料领域，其公开了一种ZnO纳米棒阵列的制备方法，包括如下步骤：清洗基底；ZnO种子层前驱体溶液制备；ZnO种子层制备；ZnO纳米棒阵列的制备；ZnO纳米棒阵列吸附金属纳米颗粒的制备。本发明一种ZnO纳米棒阵列，通过在ZnO纳米棒表面引入纳米金属颗粒，利用金属纳米粒子的表面等离子体效应提高ZnO纳米棒发光效率，得到紫外发射性能优良的ZnO纳米棒阵列；同时制备方法工艺简单，无需昂贵设备，本成低廉。

Description

一种ZnO纳米棒阵列的制备方法

技术领域

本发明涉及光电材料领域，尤其涉及一种表面吸附纳米金属颗粒的ZnO纳米棒阵列的制备方法。

背景技术

ZnO是一种宽禁带(Eg＝3.4eV)直接带隙半导体材料，具有压电、电学和光学等方面的优异性能，已用来制备气敏传感器、超声振荡器、太阳能电池的透明电极等功能材料器件。ZnO作为发光材料，在发光二极管、激光器、阴极射线发光等领域也有着广泛的应用，得到人们的广泛关注。

自从2001年Yang等人在蓝宝石基底上合成ZnO纳米棒阵列并在室温的环境中光泵浦激发下观察到紫外激光发射后(M.Huang，S.Mao，H.Feick，H.Yan，Y.Wu，H.Kind，E.Weber，R.Russo，P.Yang，Science 2001，292，1897)，ZnO纳米棒阵列发光性能的研究成为了国际上普遍关注的焦点。虽然目前已有各种不同的方法来制备ZnO纳米棒阵列，但是ZnO纳米棒阵列的紫外发射还是较弱。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种紫外发光效率高的表面吸附纳米金属颗粒的ZnO纳米棒阵列的制造方法，制备流程如下：

(1)、基底清洗。将硅酸盐玻璃、ITO导电玻璃、FTO导电玻璃、硅片、蓝宝石等基底材料，依次用丙酮、酒精、去离子水超声清洗并烘干，备用；

(2)、ZnO种子层前驱体溶液制备。将等摩尔量的锌盐(如乙酸锌、硝酸锌或氯化锌等)和乙醇胺(摩尔浓度为0.025～0.3mol/L)依次加入到异丙醇中，充分搅拌后，密封均化24小时，制得ZnO种子层前驱体溶液；

(3)、ZnO种子层制备。将清洗后的基底转移到均胶机上，滴加ZnO种子层前驱体溶液，待均匀分散后，启动匀胶机，并以2500～7500转每分钟的速度旋转10～30s；将涂覆有ZnO种子层前驱体溶液的基底转移至马弗炉中，在200～600℃下进行第一退火处理5min～120min；制得ZnO种子层；

(4)、ZnO纳米棒阵列制备。将等摩尔的锌盐(如乙酸锌、硝酸锌或氯化锌等)和六亚甲基四胺(摩尔浓度为0.01～0.1mol/L)加入去离子水中，搅拌，得到生长液；将含有ZnO种子层的基底浸入生长液中，在75～95℃下生长0.5～48小时；将生长完成后薄膜用去离子水冲洗干净，然后转移到马弗炉中在200～600℃下进行第二次退火处理5min～180min，制得ZnO纳米棒阵列；

(5)、ZnO纳米棒阵列吸附金属纳米颗粒的制备。将步骤(4)制得的ZnO纳米棒阵列浸泡至金属纳米颗粒溶胶中，浸泡时间为1～120小时，浸泡结束后，采用去离子水冲洗多遍，烘干，即得到表面吸附金属纳米颗粒的ZnO纳米棒阵列。

上述制备方法的步骤(5)中，金属纳米颗粒是采用如下步骤制备得到的：

a)、称取金属纳米颗粒所对应的源化合物溶解到第一溶剂中，配制及稀释成金属离子摩尔浓度为1×10^-4mol/L～1×10^-2mol/L的溶液，其中，所述第一溶剂为水和/或易挥发性醇，易挥发性醇优选但不仅仅为乙醇；所述金属纳米颗粒为Ag，Au，Pt，Pd，或Cu中的至少一种；

b)在磁力搅拌的状态下，将一种或一种以上的助剂(如聚乙烯砒咯烷酮、柠檬酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠中的至少一种，所述助剂添加量在纳米金属颗粒溶胶中的含量为1.5×10^-4g/mL～2.1×10^-3g/mL)溶解到上述步骤a)溶液中；

c)称取相应质量的还原剂(如水合肼、抗坏血酸或硼氢化钠中的至少一种，还原剂添加量与金属离子的摩尔比为1.2∶1～4.8∶1)溶解到第二溶剂中，配制成还原剂摩尔浓度范围为1×10^-3mol/L～0.1mol/L的还原剂溶液；其中，所述第二溶剂为水和/或易挥发性醇，易挥发性醇优选但不仅仅为乙醇；

d)在磁力搅拌的环境下，将步骤c)中还原剂溶液按还原剂与金属离子的摩尔比为1.2∶1～4.8∶1加入步骤b)所得到的溶液中，反应10min～45min，得到反应液，该反应液中金属纳米颗粒浓度为1×10^-4mol/L～1×10^-2mol/L。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)通过在ZnO纳米棒表面引入金属纳米颗粒，利用金属纳米颗粒的表面等离子体效应提高ZnO纳米棒发光效率，得到紫外发射性能优良的ZnO纳米棒阵列；

(2)本发明制备方法工艺简单，无需昂贵设备，本成低廉。

附图说明

图1为本发明ZnO纳米棒阵列的制备工艺流程图；

图2是本发明实施例1和对比例1制备的纳米棒在5kV电子束激发下的发射光谱；其中1所指的为对比例1制备的纳米棒的发射光谱，2所指为实施例1制备的纳米棒的发射光谱。

具体实施方式

本发明提供一种ZnO纳米棒阵列的制备方法，如图1所示，制备流程如下：

步骤S1、基底清洗

将硅酸盐玻璃、ITO导电玻璃、FTO导电玻璃、硅片、蓝宝石等基底材料，依次用丙酮、酒精、去离子水超声清洗并烘干；

步骤S2、ZnO种子层前驱体溶液的制备

将等摩尔量的锌盐(如乙酸锌、硝酸锌或氯化锌等)和乙醇胺(摩尔浓度为0.025～0.3mol/L)依次加入到异丙醇中，充分搅拌后，密封均化处理24小时；

步骤S3、ZnO种子层制备

将步骤S1中清洗后的基底转移到均胶机上，滴加步骤S2中制得的ZnO种子层前驱体溶液，待均匀分散后，启动匀胶机，并以2500～7500转每分钟的速度旋转10～30s；将涂覆有ZnO种子层前驱体溶液的基底转移至马弗炉中，在200～600℃下进行第一次退火处理5～120min；

步骤S4、ZnO纳米棒阵列制备

将等摩尔的锌盐(如乙酸锌、硝酸锌或氯化锌等)和六亚甲基四胺(摩尔浓度为0.01～0.1mol/L)依次加入到去离子水中得到生长液；将步骤S3中制得的含有ZnO种子层的基底浸入生长液中，在75～95℃下生长0.5～48小时；将生长完成后薄膜用去离子水冲洗干净，然后转移到马弗炉中在200～600℃下进行第二次退火处理5～180min；

步骤S5、ZnO纳米棒阵列吸附金属纳米颗粒

将步骤S4制备的ZnO纳米棒阵列浸泡至纳米金属颗粒溶胶中，浸泡时间为1～120小时，浸泡结束后，去离子水冲洗多遍，烘干即得到表面吸附金属纳米颗粒的ZnO纳米棒阵列。

上述制备方法的步骤S5中，金属纳米颗粒是采用如下步骤制备得到的：

a)、称取金属纳米颗粒所对应的源化合物溶解到第一溶剂中，配制及稀释成金属离子摩尔浓度为1×10^-4mol/L～1×10^-2mol/L的溶液，其中，所述第一溶剂为水和易挥发性醇，易挥发性醇优选但不仅仅为乙醇；金属纳米颗粒为Ag，Au，Pt，Pd或Cu中的任一种；

b)、在磁力搅拌的状态下，将一种或一种以上的助剂溶解到上述a)溶液中；

c)称取相应质量的还原剂物质溶解到第二溶剂中，配制成还原剂摩尔浓度范围为1×10^-3mol/L～0.1mol/L的还原剂溶液；其中，所述第二溶剂为水和易挥发性醇，易挥发性醇优选但不仅仅为乙醇；

d)在磁力搅拌的环境下，将c)中还原剂溶液按还原剂与金属离子的摩尔比为1.2∶1～4.8∶1加入b)所得到的溶液中，反应10min～45min，得到反应液，该反应液中纳米金属颗粒浓度为1×10^-4mol/L～1×10^-2mol/L。

上述助剂添加量在金属纳米颗粒溶胶中的含量为1.5×10^-4g/mL～2.1×10^-3g/mL；还原剂添加量与金属离子的摩尔比为1.2∶1～4.8∶1。

上述助剂为聚乙烯砒咯烷酮、柠檬酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠中的至少一种；所述还原剂为水合肼、抗坏血酸、硼氢化钠中的至少一种。

通过上述制备方法制得的表面吸附金属纳米颗粒的ZnO纳米棒阵列，其长度为50～5000nm，直径为10～2000nm。这种表面吸附纳米金属颗粒的ZnO纳米棒阵列，具有较高的发光效率和较好的稳定性，可望应用于照明、显示及激光等领域中。

下面结合附图，对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。

实施例1

表面吸附Ag纳米颗粒的ZnO纳米棒阵列

(1)基底清洗。将硅酸盐玻璃，依次用丙酮、酒精、去离子水超声清洗并烘干；

(2)ZnO种子层制备。首先配置种子层前驱体溶液，将等摩尔量的乙酸锌和乙醇胺(0.025mol/L)依次溶解到异丙醇中，充分搅拌后，密封均化24小时；将基底转移到均胶机上，滴加种子层前驱体溶液，待均匀分散后以2500转每分钟的速度旋转20s；将旋涂后的基底转移至马弗炉中，在350℃第一次退火处理20min。

(3)ZnO纳米棒制备。首先配置生长液，将等摩尔的乙酸锌和六亚甲基四胺(0.1mol/L)依次溶解到去离子水中得到生长液；将含有种子层的基底浸入生长液中，在90℃下生长6小时；将生长完成后薄膜用去离子水冲洗干净，然后转移到马弗炉中在300℃第二次退火处理30min。

(4)纳米金属颗粒制备。称取硝酸银3.4mg和柠檬酸钠35.28mg，溶解于18.4mL的去离子水中，搅拌1.5min，然后缓慢滴入用3.8mg硼氢化钠溶到10mL乙醇中得到的0.01mol/L的硼氢化钠醇溶液1.6mL；继续搅拌反应2min，得到1×10^-3mol/L的Ag纳米颗粒溶胶。

(5)ZnO纳米棒吸附纳米金属颗粒。将(3)制备的纳米棒阵列浸泡至(4)制备的纳米金属颗粒溶胶中，浸泡时间为60小时，浸泡结束后，去离子水冲洗3遍，烘干即得到表面吸附Ag纳米颗粒的ZnO纳米棒阵列。

本发明实施例所制备ZnO纳米棒阵列的阴极射线发射光谱如附图2中曲线2所示，其发射主峰位于390nm左右。为考察表面吸附纳米颗粒对纳米棒发光性能的影响，进行了对比实验。

对比例1采用与实施例1相同的方法制备了ZnO纳米棒阵列，但不包含浸入纳米银溶胶中的步骤。图2中曲线1所示即为对比例1所制备样品阴极射线发射光谱。从图中可以看出，实施例1所制备纳米棒的发光强度明显要强于对比例1所制备纳米棒的发射强度。说明通过本发明的在ZnO纳米棒表面吸附金属纳米颗粒，利用金属纳米颗粒产生的表面等离子体效应，可大幅提高ZnO纳米棒的发光性能。

实施例2

表面吸附Au纳米颗粒的ZnO纳米棒阵列

(1)基底清洗。将ITO导电玻璃，依次用丙酮、酒精、去离子水超声清洗并烘干。

(2)ZnO种子层制备。首先配置种子层前驱体溶液，将等摩尔量的乙酸锌和乙醇胺(0.075mol/L)依次溶解到异丙醇中，充分搅拌后，密封均化24小时；将基底转移到均胶机上，滴加种子层前驱体溶液，待均匀分散后以6000转每分钟的速度旋转10s；将旋涂后的基底转移至马弗炉中，在600℃第一次退火处理5min。

(3)ZnO纳米棒制备。首先配置生长液，将等摩尔的乙酸锌和六亚甲基四胺(0.05mol/L)依次溶解到去离子水中得到生长液；将含有种子层的基底浸入生长液中，在85℃下生长24小时；将生长完成后薄膜用去离子水冲洗干净，然后转移到马弗炉中在500℃第二次退火处理120min。

(4)纳米金属颗粒制备。称取0.41mg氯金酸溶解到7.5mL的乙醇中，完全溶解后，在搅拌下加入1.4mg柠檬酸钠和0.6mg十六烷基三甲基溴化铵；称取0.19mg硼氢化钠溶解到10mL乙醇中，得到10mL浓度为0.0005mol/L的硼氢化钠醇溶液；在磁力搅拌下，往氯金酸的醇溶液中加入2.5mL硼氢化钠醇溶液，继续反应30min，即得Au含量为1×10^-4mol/L的Au纳米颗粒溶胶。

(5)ZnO纳米棒吸附纳米金属颗粒。将(3)制备的纳米棒阵列浸泡至(4)制备的纳米金属颗粒溶胶中，浸泡时间为120小时，浸泡结束后，去离子水冲洗3遍，烘干即得到表面吸附Au纳米颗粒的ZnO纳米棒阵列。

实施例3

表面吸附Pt纳米颗粒的ZnO纳米棒阵列

(1)基底清洗。将FTO导电玻璃，依次用丙酮、酒精、去离子水超声清洗并烘干。

(2)ZnO种子层制备。首先配置种子层前驱体溶液，将等摩尔量的乙酸锌和乙醇胺(0.15mol/L)依次溶解到异丙醇中，充分搅拌后，密封均化24小时；将基底转移到均胶机上，滴加种子层前驱体溶液，待均匀分散后以4000转每分钟的速度旋转10s；将旋涂后的基底转移至马弗炉中，在200℃第一次退火处理120min。

(3)ZnO纳米棒制备。首先配置生长液，将等摩尔的硝酸锌和六亚甲基四胺(0.025mol/L)依次溶解到去离子水中得到生长液；将含有种子层的基底浸入生长液中，在75℃下生长12小时；将生长完成后薄膜用去离子水冲洗干净，然后转移到马弗炉中在600℃第二次退火处理5min。

(4)纳米金属颗粒制备。称取5.2mg氯铂酸溶解到17mL的乙醇中，完全溶解后，在搅拌下加入8mg柠檬酸钠和1.2mg十二烷基磺酸钠，然后缓慢滴入用0.4mg硼氢化钠溶到10mL乙醇中得到的1×10^-3mol/L的硼氢化钠醇溶液0.4mL，反应5min，再加入2.6mL 1×10^-2mol/L的水合肼溶液，反应40min，得到Pt含量为5×10^-4mol/L的Pt纳米颗粒溶胶。

(5)ZnO纳米棒吸附纳米金属颗粒。将(3)制备的纳米棒阵列浸泡至(4)制备的纳米金属颗粒溶胶中，浸泡时间为48小时，浸泡结束后，后去离子水冲洗3遍，烘干即得到表面吸附Pt纳米颗粒的ZnO纳米棒阵列。

实施例4

表面吸附Pd纳米颗粒的ZnO纳米棒阵列

(1)基底清洗。将硅片，依次用丙酮、酒精、去离子水超声清洗并烘干。

(2)ZnO种子层制备。首先配置种子层前驱体溶液，将等摩尔量的乙酸锌和乙醇胺(0.3mol/L)依次溶解到异丙醇中，充分搅拌后，密封均化24小时；将基底转移到均胶机上，滴加种子层前驱体溶液，待均匀分散后以2500转每分钟的速度旋转30s；将旋涂后的基底转移至马弗炉中，在300℃第一次退火处理50min。

(3)ZnO纳米棒制备。首先配置生长液，将等摩尔的硝酸锌和六亚甲基四胺(0.01mol/L)依次溶解到去离子水中得到生长液；将含有种子层的基底浸入生长液中，在90℃下生长8小时；将生长完成后薄膜用去离子水冲洗干净，然后转移到马弗炉中在200℃第二次退火处理180min。

(4)纳米金属颗粒制备。称称取0.43g氯化钯溶解到15mL的去离子水中，完全溶解后，在搅拌下加入1.1g柠檬酸钠和0.4g十二烷基硫酸钠，然后缓慢滴入用0.038g硼氢化钠溶到10mL乙醇中得到的0.1mol/L的硼氢化钠醇溶液5mL，反应20min，即得Pd含量为5×10^-3mol/L的Pd纳米颗粒溶胶。

(5)ZnO纳米棒吸附纳米金属颗粒。将(3)制备的纳米棒阵列浸泡至(4)制备的纳米金属颗粒溶胶中，浸泡时间为24小时。浸泡结束后，后去离子水冲洗3遍，烘干即得到表面吸附Pt纳米颗粒的ZnO纳米棒阵列。

实施例5

表面吸附Cu纳米颗粒的ZnO纳米棒阵列

(1)基底清洗。将蓝宝石基底，依次用丙酮、酒精、去离子水超声清洗并烘干。

(2)ZnO种子层制备。首先配置种子层前驱体溶液，将等摩尔量的乙酸锌和乙醇胺(0.05mol/L)依次溶解到异丙醇中，充分搅拌后，密封均化24小时；将基底转移到均胶机上，滴加种子层前驱体溶液，待均匀分散后以4500转每分钟的速度旋转30s；将旋涂后的基底转移至马弗炉中，在400℃第一次退火处理10min。

(3)ZnO纳米棒制备。首先配置生长液，将等摩尔的硝酸锌和六亚甲基四胺(0.03mol/L)依次溶解到去离子水中得到生长液；将含有种子层的基底浸入生长液中，在95℃下生长0.5小时；将生长完成后薄膜用去离子水冲洗干净，然后转移到马弗炉中在250℃第二次退火处理20min。

(4)纳米金属颗粒制备。称取1.6mg硝酸铜溶解到16mL的乙醇中，完全溶解后，在搅拌下加入12mg聚乙烯吡咯烷酮，然后缓慢滴入0.4mg硼氢化钠溶到10mL乙醇中得到的1×10^-3mol/L的硼氢化钠醇溶液4mL，继续搅拌反应2min，得到4×10^-4mol/L的Cu纳米颗粒溶胶。

(5)ZnO纳米棒吸附纳米金属颗粒。将(3)制备的纳米棒阵列浸泡至(4)制备的纳米金属颗粒溶胶中，浸泡时间为36小时。浸泡结束后，后去离子水冲洗3遍，烘干即得到表面吸附Cu纳米颗粒的ZnO纳米棒阵列。

实施例6

表面吸附Ag纳米颗粒的ZnO纳米棒阵列

(1)基底清洗。将ITO导电玻璃基底，依次用丙酮、酒精、去离子水超声清洗并烘干。

(2)ZnO种子层制备。首先配置种子层前驱体溶液，将等摩尔量的乙酸锌和乙醇胺(0.085mol/L)依次溶解到异丙醇中，充分搅拌后，密封均化24小时；将基底转移到均胶机上，滴加种子层前驱体溶液，待均匀分散后以7500转每分钟的速度旋转20s；将旋涂后的基底转移至马弗炉中，在250℃第一次退火处理30min。

(3)ZnO纳米棒制备。首先配置生长液，将等摩尔的硝酸锌和六亚甲基四胺(0.08mol/L)依次溶解到去离子水中得到生长液；将含有种子层的基底浸入生长液中，在75℃下生长48小时；将生长完成后薄膜用去离子水冲洗干净，然后转移到马弗炉中在300℃第二次退火处理30min。

(4)纳米金属颗粒制备。称取硝酸银34mg和柠檬酸钠70.56mg，溶解于16.8mL的去离子水中，搅拌1.5min，然后缓慢滴入用38mg硼氢化钠溶到10mL乙醇中得到的0.05mol/L的硼氢化钠醇溶液3.2mL；继续搅拌反应2min，得到1×10^-2mol/L的Ag纳米颗粒溶胶；

(5)ZnO纳米棒吸附纳米金属颗粒。将(3)制备的纳米棒阵列浸泡至(4)制备的纳米金属颗粒溶胶中，浸泡时间为36小时。浸泡结束后，后去离子水冲洗3遍，烘干即得到表面吸附Ag纳米颗粒的ZnO纳米棒阵列。

对比例1

纳米棒的制备方法完全同实施例1，但不包含浸入纳米银溶胶中的步骤。

(1)基底清洗。将硅酸盐玻璃，依次用丙酮、酒精、去离子水超声清洗并烘干。

(2)ZnO种子层制备。首先配置种子层前驱体溶液，将等摩尔量的乙酸锌和乙醇胺(0.025mol/L)依次溶解到异丙醇中，充分搅拌后，密封均化24小时；将基底转移到均胶机上，滴加种子层前驱体溶液，待均匀分散后以3000转每分钟的速度旋转20s；将旋涂后的基底转移至马弗炉中，在350℃退火处理20min。

(3)ZnO纳米棒制备。首先配置生长液，将等摩尔的乙酸锌和六亚甲基四胺(0.1mol/L)依次溶解到去离子水中得到生长液；将含有种子层的基底浸入生长液中，在90℃下生长6小时；将生长完成后薄膜用去离子水冲洗干净，然后转移到马弗炉中在300℃退火处理30min，得到ZnO纳米棒。

应当理解的是，上述针对本发明较佳实施例的表述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种ZnO纳米棒阵列的制备方法，包括如下步骤：

ZnO种子层前驱体溶液制备步骤：将等摩尔量的锌盐和乙醇胺依次加入异丙醇中，搅拌、均化处理，制得ZnO种子层前驱体溶液；

ZnO种子层制备步骤：采用旋涂技术，在清洗过的基底上涂覆上述ZnO种子层前驱体溶液，旋涂完后，将涂覆有ZnO种子层前驱体溶液的基底进行第一次退火处理，制得ZnO种子层；

ZnO纳米棒阵列的制备步骤：将等摩尔的锌盐和六亚甲基四胺依次加入去离子水中，搅拌，得到生长液，随后将上述含有ZnO种子层的基底浸入所述生长液中进行ZnO纳米棒陈列的生长，生长过程完成后清洗生长有ZnO纳米棒阵列的基底，接着将清洗干净的ZnO纳米棒阵列的基底进行第二次退火处理，制得ZnO纳米棒阵列；

ZnO纳米棒阵列吸附金属纳米颗粒的制备步骤：将上述制得的ZnO纳米棒阵列浸泡到纳米金属颗粒溶胶中，浸泡结束后，清洗吸附纳米金属颗粒的ZnO纳米棒阵列，接着烘干处理，即得到吸附金属纳米颗粒的ZnO纳米棒阵列发光材料。

2.根据权利要求1所述的ZnO纳米棒阵列的制备方法，其特征在于，ZnO种子层前驱体溶液制备步骤中，所述乙醇胺的摩尔浓度为0.025～0.3mol/L；所述均化处理是在密封状态下进行的，均化时间为24小时。

3.根据权利要求1所述ZnO纳米棒阵列的制备方法，其特征在于，所述ZnO种子层制备步骤中，所述基底为硅酸盐玻璃、ITO导电玻璃、FTO导电玻璃、硅片、或蓝宝石中的任一种；所述第一次退火处理的退火温度为200～600℃，退火时间为5～120分钟。

4.根据权利要求1或3所述的ZnO纳米棒阵列的制备方法，其特征在于，所述ZnO种子层制备步骤中，还包括如下步骤：

将清洗后的基底安装到匀胶机上；

将所述ZnO种子层前驱体溶液滴加到基底上表面；

待所述ZnO种子层前驱体溶液均匀分散到基底上表面后，启动所述匀胶机，并以每分钟2500～7500转的速度旋转10～30s。

5.根据权利要求1所述的ZnO纳米棒阵列的制备方法，其特征在于，ZnO纳米棒阵列的制备步骤中，所述六亚甲基四胺的摩尔浓度为0.01～0.1mol/L；所述ZnO纳米棒阵列的生长温度为75～95℃，生长时间为0.5～48小时；所述第二次退火处理的退火温度为200～600℃，退火时间为5～180分钟。

6.根据权利要求1所述的ZnO纳米棒阵列的制备方法，其特征在于，ZnO纳米棒阵列吸附金属纳米颗粒的制备步骤中，所述金属纳米颗粒溶胶是采用如下步骤制得的：

称取金属纳米颗粒所对应的源化合物溶解到第一溶剂中，配制及稀释成金属离子摩尔浓度为1×10^-4～1×10^-2mol/L的溶液；其中，所述第一溶剂为水或易挥发性醇；

在磁力搅拌的状态下，依次将助剂、还原剂溶液，加入上述金属离子溶液中进行反应10～45min，制得金属纳米颗粒溶胶；其中，所述助剂添加量在金属纳米颗粒溶胶中的含量为1.5×10^-4g/mL～2.1×10^-3g/mL；还原剂与金属离子的摩尔比为1.2∶1～4.8∶1。

7.根据权利要求1或6所述的ZnO纳米棒阵列的制备方法，其特征在于，所述金属纳米颗粒为Ag，Au，Pt，Pd或Cu中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的ZnO纳米棒阵列的制备方法，其特征在于，所述助剂为聚乙烯砒咯烷酮、柠檬酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠中的至少一种。

9.根据权利要求6所述的ZnO纳米棒阵列的制备方法，其特征在于，所述还原剂溶液是采用如下步骤制得：

将还原剂溶解到第二溶剂中，配制成浓度范围为1×10^-3～0.1mol/L的还原剂溶液；其中，所述第二溶剂为水和/或易挥发性醇。

10.根据权利要求6或9所述的ZnO纳米棒阵列的制备方法，其特征在于，所述还原剂为水合肼、抗坏血酸或硼氢化钠中的至少一种。

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