CN105990030A - 具有[10-10]取向及高比表面积的ZnO纳米线阵列及其制备方法 - Google Patents

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何冬青
盛夏
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Abstract

本发明提供了一种具有[10-10]取向及高比表面积的ZnO纳米线阵列的制备方法，包括步骤：A、在沉积有ZnO种子层的导电基底上生长Zn(OH)F一维纳米线阵列；B、烧结Zn(OH)F一维纳米线阵列，获得具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线。本发明的制备方法简单，可控性强，能耗小，成本低。本发明还公开了一种由上述制备方法制备得到的具有[10-10]取向及高比表面积的ZnO纳米线阵列，其兼具高比表面积和快速电子传输效率的特点，并具有特殊的[10-10]的生长取向，可作为染料敏化太阳电池中光阳极的材料，使得染料敏化太阳能电池的转换效率得到了提高。

Description

具有[10-10]取向及高比表面积的ZnO纳米线阵列及其制备方法
技术领域
本发明属于光电半导体材料领域，具体地讲，涉及一种具有[10-10]取向及高比表面积的ZnO纳米线阵列及其制备方法。
背景技术
光电半导体材料由于其许多潜在的应用而成为当今的研究热点。ZnO作为半导体材料家族的重要一员，在晶体管、气敏、激光、太阳电池、光解水制氢和光催化等方面具有广泛的应用。ZnO多变的形貌及其相对应的不同性质都吸引着研究者们的关注，其不同的生长方向及暴露的晶面都会体现出不同的物理化学性质。其中，一维ZnO纳米结构阵列由于其独特的光学、电学和力学性质而被广泛研究，如其可用于染料敏化太阳电池的光阳极，在合适的基底上可室温发射连续的紫外光，同时亦可用于CO气敏传感和纳米发电机等领域，因此设计和控制合成具有独特结构的ZnO纳米阵列是非常必要的。
自2001年ZnO纳米棒被成功制备以来，研究者们已经开发了很多的合成方法来制备ZnO阵列结构，包括模板辅助增长法、贵金属催化增长法、化学/物理气相沉积法等，但是这些方法常常面临模板或者催化剂的残留、高能耗、ZnO阵列与基底接触不牢固等问题。最近利用水热法生长ZnO纳米阵列备受关注，因为这种方法易于调控反应的温度和时间，此外这种方法操作简单、高效、低能耗；然而此种方法也未能突破ZnO晶体的各向异性生长机制，例如对于纤锌矿ZnO，得到的产品通常是沿着[0001]方向优先生长。这是由于晶体各向异性生长遵循热力学的最低能量规律，具有高能量的(0001)晶面在合成过程中的快速生成和消失导致了ZnO晶体沿着[0001]方向快速生长，因此低活性非极性晶面暴露的ZnO纳米结构通常被获得。因此，如何获得具有不同生长方向的ZnO纳米阵列，制备具有高活性晶面(0001)暴露的ZnO纳米结构阵列一直是难点。
作为光电器件的光阳极，大的比表面积以及快速的电子传输性能是决定最终器件性能的两个关键因素。近年来，纳米科技的发展使得各种纳米结构的ZnO电极得到了极大的发展和应用。其中，纳米一维阵列结构获得了更多的关注，这是因为一维阵列结构较之于其他纳米结构，如纳米粒子薄膜等具有独特的优势，它使得电子在传输过程中具有一个更直接的传导路径，提高了电荷的传输 和收集效率。然而目前报道的基于单组份的ZnO一维纳米线阵列的染料敏化太阳能电池的转换最高效率仅达到3.3％，与由纳米粒子构建的薄膜效率相似，甚至低于其效率。这是由于一维阵列纳米结构空隙大、比表面积小，降低了材料对染料的吸附和对光的捕获，从而影响了电池的效率。因此，需要在一维阵列结构的基础上提高其比表面积，制备同时具有快速电子传输性能和大比表面积的结构，对于构建高效的光电器件具有非常重要的意义。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种具有[10-10]取向及高比表面积的ZnO纳米线阵列及其制备方法，通过该制备方法制备得到的阵列多孔道ZnO纳米线不仅具有高比表面积，同时兼具快速电子传输性能，还具有特殊的[10-10]的生长取向。
为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种具有[10-10]取向及高比表面积的ZnO纳米线阵列的制备方法，其特征在于，包括步骤：A、在沉积有ZnO种子层的导电基底上生长Zn(OH)F一维纳米线阵列；B、烧结所述Zn(OH)F一维纳米线阵列，获得具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线。
进一步地，所述步骤A具体包括：采用提拉浸渍法在导电基底上沉积ZnO晶种，形成ZnO种子层；烧结所述沉积有ZnO种子层的导电基底；采用水浴法在所述烧结后的导电基底上生长Zn(OH)F一维纳米线阵列。
进一步地，在所述提拉浸渍过程中，采用的溶胶溶液为摩尔浓度为0.1mol/L的醋酸锌乙醇溶液，提拉速度为150mm/min。
进一步地，所述醋酸锌乙醇溶液的制备方法为：将无水醋酸锌放入乙醇溶液中，在80℃下加热回流1h，制备成透明的溶胶，获得所述醋酸锌乙醇溶液。
进一步地，在烧结所述沉积有ZnO种子层的导电基底的过程中，烧结气氛为空气气氛，烧结温度为450℃，烧结时间为30min。
进一步地，所述水浴法具体包括：首先将所述烧结后的导电基底放入反应液中，在80℃下反应0.5h～3h后，然后用乙醇和去离子水洗涤，自然干燥后获得所述Zn(OH)F一维纳米线阵列；其中，所述反应液由锌盐、六次亚甲基四胺、含氟化合物和去离子水配置成，所述锌盐选自硝酸锌、醋酸锌、氯化锌中的任意一种，所述含氟化合物选自四丁基氟化铵、三氟乙酸、氟化铵、氟化钠中的 任意一种。
进一步地，在所述反应液中，所述锌盐的摩尔浓度为0.01mol/L～0.05mol/L，所述六次亚甲基四胺的摩尔浓度为0.01mol/L～0.05mol/L，所述含氟化合物的摩尔浓度为0.005mol/L～0.03mol/L。
进一步地，所述步骤B的具体方法包括：将所述Zn(OH)F一维纳米线阵列在氧气气氛下进行程序控温烧结处理，在10min～60min内将温度从90℃升至300℃，在300℃下恒温30min～60min，氧气的流量为1mL/s～5mL/s；停止通气，再在30min～120min内将温度从300℃升至400℃～500℃，恒温30min～60min，获得所述具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线。
进一步地，所述导电基底包括掺氟氧化锡玻璃。
本发明的另一目的还在于提供了一种具有[10-10]取向及高比表面积的ZnO纳米线阵列，所述ZnO纳米线阵列具有[10-10]的生长取向，且所述ZnO纳米线阵列的比表面积为19.0～39.3m2/g。
本发明通过先合成Zn(OH)F一维纳米线阵列，再烧结获得具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线阵列的两步法来制备，方法简单，可控性强，能耗小，成本低；同时，通过本发明的制备方法制备得到的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线兼具高比表面积和快速电子传输效率，可应用于染料敏化太阳电池中，作为光阳极的材料，从而提高染料敏化太阳能电池的转换效率；且其还具有特殊的[10-10]的生长取向，可将具有高活性的晶面进行暴露。
附图说明
通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：
图1是根据本发明的实施例的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线的制备方法的流程图；
图2是根据本发明的实施例的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线的X射线衍射图谱；
图3是根据本发明的实施例的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线的扫描电镜图；
图4是根据本发明的实施例的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米 线的透射电镜图(0.5μm)；
图5是根据本发明的实施例的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线的透射电镜图(50nm)；
图6是根据本发明的实施例的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线的高分辨透射电镜图(5nm)；
图7是根据本发明的实施例的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线的氮气吸附-解吸附等温曲线；
图8是根据本发明的实施例的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线的孔径分布图；
图9是根据本发明的实施例的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线的电子传输性能图；
图10是根据本发明的实施例的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线制备的染料敏化太阳电池的I-V曲线图。
具体实施方式
以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
根据本发明的一种具有[10-10]取向及高比表面积的ZnO纳米线阵列的制备方法，包括步骤：A、在沉积有ZnO种子层的导电基底上生长Zn(OH)F一维纳米线阵列；B、烧结Zn(OH)F一维纳米线阵列，获得具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线。
具体地，步骤A的具体方法包括：采用提拉浸渍法在导电基底上沉积ZnO晶种，形成ZnO种子层；烧结沉积有ZnO种子层的导电基底；采用水浴法在烧结后的导电基底上生长Zn(OH)F一维纳米线阵列。步骤B的具体方法包括：将Zn(OH)F一维纳米线阵列在氧气气氛下进行程序控温烧结处理，在10min～60min内将温度从90℃升至300℃，在300℃下恒温30min～60min，氧气的流量为1mL/s～5mL/s；停止通气，再在30min～120min内将温度从300℃升至400 ℃～500℃，恒温30min～60min，获得具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线，且所述阵列多孔道ZnO纳米线的比表面积为19.0～39.3m2/g。
优选地，在提拉浸渍过程中，采用的溶胶溶液为摩尔浓度为0.1mol/L的醋酸锌乙醇溶液，提拉速度为150mm/min；但本发明并不限制与此，采用其他浓度的醋酸锌乙醇溶液在其他提拉速度下进行浸渍提拉也可，以达到在导电基底上沉积ZnO晶种形成ZnO种子层为目的即可。醋酸锌乙醇溶液的制备方法为：将无水醋酸锌放入乙醇溶液中，在80℃下加热回流1h，制备成透明的溶胶即可。
在烧结上述沉积有ZnO种子层的导电基底的过程中，在空气气氛中于450℃下烧结30min。
在采用水浴法生长Zn(OH)F一维纳米线阵列时，首先将烧结后的导电基底放入反应液中，在80℃下反应0.5h～3h后，然后用乙醇和去离子水洗涤，再干燥后即获得；其中，所述反应液由锌盐、六次亚甲基四胺、含氟化合物和去离子水配置成，且锌盐、六次亚甲基四胺、含氟化合物的摩尔浓度分别为0.01mol/L～0.05mol/L、0.01mol/L～0.05mol/L和0.005mol/L～0.03mol/L。此处锌盐可选自硝酸锌、醋酸锌、氯化锌中的任意一种，含氟化合物可选自四丁基氟化铵、三氟乙酸、氟化铵、氟化钠中的任意一种。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
实施例1
图1是根据本发明的实施例的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线的制备方法的流程图。
参照图1，根据本发明的实施例的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线的制备方法包括如下步骤：
在步骤10中，在沉积有ZnO种子层110的导电基底100上生长Zn(OH)F一维纳米线阵列120。
优选地，导电基底100可采用掺氟氧化锡的导电玻璃，但本发明并不限制于此，其他具体相似性能的材质均可。
具体地，首先采用提拉浸渍法在导电基底100上沉积ZnO晶种，形成ZnO种子层110；在提拉浸渍过程中，溶胶溶液为浓度0.1mol/L的醋酸锌乙醇溶液，提拉速度为150mm/min。
其中，0.1mol/L的醋酸锌乙醇溶液的制备过程如下所述：将无水醋酸锌放入乙醇溶液中，在80℃下加热回流1h，制备成透明的溶胶即可。
然后烧结沉积有ZnO种子层110的导电基底100；其中，烧结气氛为空气气氛，烧结温度为450℃，烧结时间为30min。
最后采用水浴法在烧结后的导电基底100上生长Zn(OH)F一维纳米线阵列120。
具体地，首先将硝酸锌、六次亚甲基四胺、四丁基氟化铵分别配制成0.1mol/L的水溶液；然后分别取6mL的0.1mol/L硝酸锌溶液、6mL的0.1mol/L六次亚甲基四胺溶液和3mL的0.1mol/L四丁基氟化铵溶液，置入体积为25mL左右的带盖玻璃瓶中；再向瓶中注入5mL的去离子水配置成总体积为20mL左右的反应液，此时反应液中硝酸锌、六次亚甲基四胺、四丁基氟化铵的摩尔浓度分别为0.03mol/L、0.03mol/L和0.015mol/L。然后将带有ZnO种子层110的导电基底100放入反应液中，将玻璃瓶盖子旋紧后迅速放入恒温水浴锅中，在80℃下反应3h；反应结束后，立即将带有ZnO种子层110的导电基底100从反应液中取出，并用乙醇和去离子水冲洗，室温干燥，在导电基底100上形成Zn(OH)F一维纳米线阵列120。
在步骤20中，烧结Zn(OH)F一维纳米线阵列120，获得具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线130。
具体地，将带有Zn(OH)F一维纳米线阵列120的导电基底100在流量为1.8mL/s的氧气气氛中，通过程序控温，在60min左右将烧结设备的温度从90℃升至300℃，并在300℃下恒温30min；然后停止通入氧气，并在100min左右将温度从300℃升至500℃，并在500℃下恒温30min，获得具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线130。
对经步骤10-20获得的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线130进行X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和高分辨率透射电镜(HRTEM)测试。经XRD图谱测试可以得出具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线130为结晶良好的纤锌矿ZnO，如图2；从SEM照片可以 发现具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线130约为30μm厚的纳米线阵列，如图3；从TEM照片可以看出具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线130具有贯通状的多孔道结构，且每一个纳米通道的宽度大约6nm左右，如图4和图5在不同放大倍数下的TEM图。从HRTEM照片可以看到沿着生长方向的晶面间距为0.28nm的(10-10)晶面，如图6，可以证明经步骤10-20获得的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线130具有特殊的[10-10]的生长方向。
同时，对经步骤10-20获得的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线130进行了吸附性能测试和电子传输性能测试。图7为具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线的氮气吸附-解吸附等温曲线，获得本实施例的阵列多孔道ZnO纳米线130的BET表面积为28.7m2/g；同时从孔径分布图中可以看出，孔径尺寸约为6nm，如图8所示，符合TEM图中观察到的现象。从电子传输性能分析可知，与纳米粒子薄膜的电子扩散速率相比，根据本实施例的阵列多孔道ZnO纳米线130的电子扩散速率高2-3个数量级，如图9所示。
将上述获得的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线130应用于染料敏化太阳电池中的光阳极，如图10所示为由根据本发明的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线制备的染料敏化太阳电池的I-V曲线图，可以看出其获得了高达6.15％的太阳能转换效率，尚属首次。
实施例2
在实施例2的描述中，与实施例1的相同之处在此不再赘述，只描述与实施例1的不同之处。实施例2与实施例1的不同之处在于：在步骤10中，当采用水浴法在烧结后的导电基底100上生长Zn(OH)F一维纳米线阵列120时，分别取2mL的0.1mol/L醋酸锌溶液、2mL的0.1mol/L六次亚甲基四胺溶液和1mL的0.1mol/L氟化铵溶液，置入体积为25mL左右的带盖玻璃瓶中；再向瓶中注入15mL的去离子水配置成总体积为20mL左右的反应液，此时反应液中醋酸锌、六次亚甲基四胺、氟化铵的摩尔浓度分别为0.01mol/L、0.01mol/L和0.005mol/L，水浴反应0.5h；在步骤20中，在流量为1mL/s的氧气气氛中，在10min左右将温度从90℃上升到300℃，并在300℃下恒温保持60min，随后停止通入氧气，并在120min左右将温度从300℃升至450℃，并恒温60min，获得最终产品为具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线130，其结构与实施例1中的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线130的结构相近， 同时，本实施例制备得到的阵列多孔道ZnO纳米线的BET表面积可达到19.0m2/g。
实施例3
在实施例3的描述中，与实施例1的相同之处在此不再赘述，只描述与实施例1的不同之处。实施例3与实施例1的不同之处在于：在步骤10中，当采用水浴法在烧结后的导电基底100上生长Zn(OH)F一维纳米线阵列120时，分别取10mL的0.1mol/L氯化锌溶液、2mL的0.1mol/L六次亚甲基四胺溶液和6mL的0.1mol/L氟化钠溶液，置入体积为25mL左右的带盖玻璃瓶中；再向瓶中注入2mL的去离子水配置成总体积为20mL左右的反应液，此时反应液中氯化锌、六次亚甲基四胺、氟化钠的摩尔浓度分别为0.05mol/L、0.01mol/L和0.03mol/L，水浴反应1h；在步骤20中，在流量为5mL/s的氧气气氛中，在30min左右将温度从90℃上升到300℃，并在300℃下恒温保持45min，随后停止通入氧气并在30min左右将温度从300℃升至400℃，并恒温30min，获得最终产品具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线130，其结构与实施例1中的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线130的结构相近，同时，本实施例制备得到的阵列多孔道ZnO纳米线的BET表面积约为39.3m2/g。
实施例4
在实施例4的描述中，与实施例1的相同之处在此不再赘述，只描述与实施例1的不同之处。实施例4与实施例1的不同之处在于：在步骤10中，当采用水浴法在烧结后的导电基底100上生长Zn(OH)F一维纳米线阵列120时，分别取6mL的0.1mol/L硝酸锌溶液、10mL的0.1mol/L六次亚甲基四胺溶液和4mL的0.1mol/L三氟乙酸溶液，置入体积为25mL左右的带盖玻璃瓶中；此时反应液中硝酸锌、六次亚甲基四胺、三氟乙酸的摩尔浓度分别为0.03mol/L、0.05mol/L和0.02mol/L。在步骤20中，在流量为1.8mL/s的氧气气氛中，在60min左右将温度从90℃上升到300℃，并在300℃下恒温保持60min，随后停止通入氧气，并在100min左右将温度从300℃升至450℃，并恒温45min，获得最终产品为具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线130，其结构与实施例1中的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线130的结构相近，同时，本实施例制备得到的阵列多孔道ZnO纳米线的BET表面积约为22.4m2/g。
实施例5
在实施例5的描述中，与实施例1的相同之处在此不再赘述，只描述与实 施例1的不同之处。实施例5与实施例1的不同之处在于：在步骤10中，当采用水浴法在烧结后的导电基底100上生长Zn(OH)F一维纳米线阵列120时，分别取6mL的0.1mol/L氯化锌溶液、10mL的0.1mol/L六次亚甲基四胺溶液和4mL的0.1mol/L三氟乙酸溶液，置入体积为25mL左右的带盖玻璃瓶中；此时反应液中氯酸锌、六次亚甲基四胺、三氟乙酸的摩尔浓度分别为0.03mol/L、0.05mol/L和0.02mol/L。在步骤20中，在流量为3mL/s的氧气气氛中，在20min左右将温度从90℃上升到300℃，并在300℃下恒温保持30min，随后停止通入氧气，并在100min左右将温度从300℃升至500℃，并恒温30min，获得最终产品为具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线130，其结构与实施例1中的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线130的结构相近，同时，本实施例制备得到的阵列多孔道ZnO纳米线的BET表面积约为26.7m2/g。
实施例6
在实施例6的描述中，与实施例1的相同之处在此不再赘述，只描述与实施例1的不同之处。实施例6与实施例1的不同之处在于：在步骤10中，当采用水浴法在烧结后的导电基底100上生长Zn(OH)F一维纳米线阵列120时，锌盐为醋酸锌，含氟化合物为三氟乙酸，且在反应液中醋酸锌、六次亚甲基四胺、三氟乙酸的摩尔浓度分别为0.03mol/L、0.03mol/L和0.015mol/L。在步骤20中，在流量为3mL/s的氧气气氛中，在20min左右将温度从90℃上升到300℃，并在300℃下恒温保持30min，随后停止通入氧气，并在100min左右将温度从300℃升至500℃，并恒温30min，获得最终产品为具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线130，其结构与实施例1中的具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线130的结构相近，同时，本实施例制备得到的阵列多孔道ZnO纳米线的BET表面积约为24.3m2/g。
虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。

Claims (10)

1.一种具有[10-10]取向及高比表面积的ZnO纳米线阵列的制备方法，其特征在于，包括步骤：
A、在沉积有ZnO种子层的导电基底上生长Zn(OH)F一维纳米线阵列；
B、烧结所述Zn(OH)F一维纳米线阵列，获得具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：
采用提拉浸渍法在导电基底上沉积ZnO晶种，形成ZnO种子层；
烧结所述沉积有ZnO种子层的导电基底；
采用水浴法在所述烧结后的导电基底上生长Zn(OH)F一维纳米线阵列。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述提拉浸渍过程中，采用的溶胶溶液为摩尔浓度为0.1mol/L的醋酸锌乙醇溶液，提拉速度为150mm/min。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述醋酸锌乙醇溶液的制备方法为：将无水醋酸锌放入乙醇溶液中，在80℃下加热回流1h，制备成透明的溶胶，获得所述醋酸锌乙醇溶液。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在烧结所述沉积有ZnO种子层的导电基底的过程中，烧结气氛为空气气氛，烧结温度为450℃，烧结时间为30min。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水浴法具体包括：首先将所述烧结后的导电基底放入反应液中，在80℃下反应0.5h～3h，然后用乙醇和去离子水洗涤，自然干燥后获得所述Zn(OH)F一维纳米线阵列；其中，所述反应液由锌盐、六次亚甲基四胺、含氟化合物和去离子水配置成，所述锌盐选自硝酸锌、醋酸锌、氯化锌中的任意一种，所述含氟化合物选自四丁基氟化铵、三氟乙酸、氟化铵、氟化钠中的任意一种。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在所述反应液中，所述锌盐的摩尔浓度为0.01mol/L～0.05mol/L，所述六次亚甲基四胺的摩尔浓度为0.01mol/L～0.05mol/L，所述含氟化合物的摩尔浓度为0.005mol/L～0.03mol/L。
8.根据权利要求1-7任一所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B的具体方法包括：将所述Zn(OH)F一维纳米线阵列在氧气气氛下进行程序控温烧结处理，在10min～60min内将温度从90℃升至300℃，在300℃下恒温30min～60min，氧气的流量为1mL/s～5mL/s；停止通气，再在30min～120min内将温度从300℃升至400℃～500℃，恒温30min～60min，获得所述具有[10-10]生长取向的阵列多孔道ZnO纳米线。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导电基底包括掺氟氧化锡玻璃。
10.一种具有[10-10]取向及高比表面积的ZnO纳米线阵列，其特征在于，所述ZnO纳米线阵列具有[10-10]的生长取向，且所述ZnO纳米线阵列的比表面积为19.0～39.3m2/g。
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