CN103382550B - 一种制备铜掺杂氧化锌纳米梳的方法 - Google Patents
一种制备铜掺杂氧化锌纳米梳的方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种制备铜掺杂氧化锌纳米梳的方法，涉及一种纳米材料的制备方法。所述方法步骤如下：将纯铜基片进行超声处理，然后浸泡在乙醇中待用；将氧化锌粉与碳粉按质量比1:1经研磨混合均匀放入石英舟中，移入管式炉加热中心区域；将超声清洗过的纯铜基片在惰性气体中吹干，放入管式炉特定区域，之后向炉中通入惰性气体；设定启动管式炉温控程序，将系统升温至910-920℃，保温时间为30min；待系统自然冷却后将样品取出，铜片表面附着的沉淀物即为铜掺杂氧化锌纳米梳。本发明首次直接通过铜箔获得铜掺杂的氧化锌纳米梳，技术比较简单；生长过程中，无需单独添加催化剂；制备出的铜掺杂纳米梳为多层结构，具有较大的比表面积。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米材料的制备方法，尤其涉及一种铜掺杂氧化锌纳米梳的制备方法。
背景技术
氧化锌(ZnO)是一种直接宽带隙（3.37eV）化合物半导体材料，其室温激子束缚能高达60meV，其纳米材料因有着丰富的表面形貌和结构，尤其是纳米梳多层结构的氧化锌，因其新颖的形貌和优异的光学性质，可应用于半导体发光器件、气体传感器件、压电器件、太阳能电池、生物医药等领域而吸引了大量的注意了。
对于制备同时具有信息处理和信息存储功能器件的首要条件是获得具有室温铁磁性的半导体材料，而ZnO通过过渡金属和稀土元素的掺杂可改性为一种优良的稀磁半导体材料，因此ZnO材料的掺杂和制备研究对于其在信息处理和信息存储领域的应用有着重要意义。此外，元素掺杂不仅能改变ZnO的光电性能而且选择不同的掺杂源还能获得不同结构的纳米材料。在众多的掺杂源中，铜作为n型材料的补偿剂以及光催化剂对于氧化锌的性能和结构具有较大影响，并且铜离子半径与锌离子半径十分接近，所以当铜以离子形式取代锌离子后氧化锌晶格畸变较小而应受到重点关注。
近几年关于铜掺杂ZnO的研究已经引起了广大学者的兴趣，出现了大量关于铜掺杂氧化锌的制备、掺杂对于氧化锌室温铁磁性能以及光学和电学性能影响的报道，但是关于采用化学气相沉积法（CVD）进行铜掺杂氧化锌制备以及掺杂对于氧化锌形貌和光致发光性能影响的相关报道却鲜有出现，特别是关于铜掺杂氧化锌纳米梳子的制备更无详尽报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单的铜掺杂氧化锌纳米梳的制备方法，该方法采用化学气相沉积法首次在铜衬底表面合成出铜掺杂氧化锌纳米梳。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
1）将纯铜基片进行超声处理，然后浸泡在乙醇中待用。
2）将氧化锌粉与碳粉按质量比1:1经研磨混合均匀放入石英舟中，移入管式炉加热中心区域。
3）将超声清洗过的纯铜基片在惰性气体中吹干，放入管式炉特定区域，之后向炉中通入惰性气体。
4）设定启动管式炉温控程序，将系统升温至910-920℃，保温时间为30min。
5）待系统自然冷却后将样品取出，铜片表面附着的沉淀物即为铜掺杂氧化锌纳米梳。
本发明利用化学气相沉积技术，以氧化锌粉和碳粉为原料、以铜箔为衬底、掺杂剂和催化剂，来制备具有多层结构的铜掺杂氧化锌纳米梳。其原理就是通过加热产生挥发性的物质，通过载气氩气将挥发性物质运输到铜基片表面，在基片表面发生化学反应进而生成铜掺杂氧化锌纳米梳。本发明与现有技术的区别是首次直接通过铜箔获得铜掺杂的氧化锌纳米梳，技术比较简单。本发明的技术效果如下：
1）化学气相沉积方法具有操作方便，设备简单，灵活性强等优势，适用于工业化生产。
2）生长过程中，铜作为掺杂剂和催化剂，无需单独添加催化剂。
3）制备出的铜掺杂纳米梳为多层结构，具有较大的比表面积。
4）工艺简单，且通过改变工艺参数，可以控制铜在氧化锌纳米梳中的掺杂含量。
附图说明
图1为不同温度下生长样品的XRD谱，(a):900℃，(b):910℃，(c):920℃，930℃；
图2为900℃温度下生长样品的SEM照片；
图3为910℃温度下生长样品的SEM照片；
图4为920℃温度下生长样品的SEM照片；
图5为930℃温度下生长样品的SEM照片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限如此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
具体实施方式一：本发明的铜掺杂氧化锌纳米梳的制备方法，其具体实施方式如下：
1）将铜片切割为1.5cm1.5cm大小。
2）将1.5cm1.5cm纯铜基片浸入稀盐酸中超声清洗10min，去除表面氧化物，然后分别在丙酮、去离子水以及乙醇溶液中各超声清洗10min后，浸泡在乙醇中待用。
3）将氧化锌粉与碳粉按质量比1:1经研磨混合均匀放入石英舟中，移入管式炉加热中心区域。
4）将超声清洗过的衬底（纯铜基片）在氩气中吹干，放入管式炉特定区域，之后向炉中通入氩气。
5）设定启动管式炉温控程序，将系统升温至920℃，保温时间为30min。
6）待系统自然冷却后将样品取出，铜片表面附着的沉淀物即为铜掺杂氧化锌纳米梳。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，生长温度为910℃。
高温下相互接触的不同物质中不同原子间因存在浓度梯度会发生热扩散，由于ZnO纳米梳的生长是在高温铜箔表面进行地，同时通过样品的X光衍射图谱也可观察到ZnO和CuO的衍射峰，因此可判断沉淀物为铜掺杂的氧化锌，另外通过沉淀物的SEM照片可直观地观察到沉淀物呈纳米梳状，且尺寸在纳米量级。由图1-5可知，当生长温度为910和920℃时，样品形貌为纳米梳状。
Claims (5)
1.一种制备铜掺杂氧化锌纳米梳的方法，其特征在于所述方法步骤如下：
1）将纯铜基片进行超声处理，然后浸泡在乙醇中待用；
2）将氧化锌粉与碳粉经研磨混合均匀放入石英舟中，移入管式炉加热中心区域，控制氧化锌粉与碳粉的质量比为1:1；
3）将超声清洗过的纯铜基片在惰性气体中吹干，放入管式炉特定区域，之后向炉中通入惰性气体；
4）设定启动管式炉温控程序，将管式炉升温至910-920℃，保温时间为30min；
5）待管式炉自然冷却后将铜片取出，铜片表面附着的沉淀物即为铜掺杂氧化锌纳米梳。
2.根据权利要求1所述的一种制备铜掺杂氧化锌纳米梳的方法，其特征在于所述步骤1）的超声处理方法如下：将纯铜基片浸入稀盐酸中超声清洗10min，去除表面氧化物，然后分别在丙酮、去离子水以及乙醇溶液中各超声清洗10min后，浸泡在乙醇中待用。
3.根据权利要求1所述的一种制备铜掺杂氧化锌纳米梳的方法，其特征在于所述步骤4）的温度为910℃。
4.根据权利要求1所述的一种制备铜掺杂氧化锌纳米梳的方法，其特征在于所述步骤4）的温度为920℃。
5.根据权利要求1或2所述的一种制备铜掺杂氧化锌纳米梳的方法，其特征在于所述纯铜基片的尺寸为1.5cm×1.5cm。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1994893A (zh) * | 2006-12-22 | 2007-07-11 | 北京科技大学 | 一种制备铜掺杂氧化锌纳米线的方法 |
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| CN101045553A (zh) * | 2007-04-06 | 2007-10-03 | 北京科技大学 | 一种锡掺杂氧化锌纳米线的制备方法 |
| CN101560640A (zh) * | 2009-05-21 | 2009-10-21 | 华东师范大学 | 在无支撑的碳纳米管膜上制备氧化锌纳米层结构的方法 |
| CN102139374A (zh) * | 2011-03-08 | 2011-08-03 | 吉林大学 | 金属锌纳米线的制备方法 |
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