CN107974731A - 一种硝酸铒掺杂氧化锌纳米纤维的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种硝酸铒掺杂氧化锌纳米纤维的制备方法，以PVA、醋酸锌和硝酸铒的混合溶液作为纺丝溶液，通过静电纺丝技术在基体表面形成纳米纤维，然后煅烧。本发明获得的氧化锌纳米纤维尺寸均一，具有典型的六角纤维锌矿晶体结构。在紫外激光器、紫外探测器和光开关等器件中具有极大应用价值。

Description

一种硝酸铒掺杂氧化锌纳米纤维的制备方法
技术领域
本申请涉及一种光电材料，特别是涉及一种硝酸铒掺杂氧化锌纳米纤维的制备方法。
背景技术
由于一维纳米材料在光电子学、电子学、热力学等方面表现出来的特性以及在光电、微电子器件、环境以及生物医学等领域的潜在应用前景，收到了越来越多的重视。ZnO是一种重要的II-V族直接带系宽禁带半导体材料，具有合适的禁带宽度，常温下为3.37eV，较高的激子束缚能，高于60meV，低廉的价格，较好的导电、导热性能和很高的化学稳定性，这使得纳米ZnO材料在半导体材料、光电转化、光催化以及传感器等领域有广阔应用前景。一维无机纳米材料，由于其不同于块体材料的独特物理化学性能使它们在未来纳米器件等领域有着巨大的潜在应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硝酸铒掺杂氧化锌纳米纤维的制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本申请实施例公开一种硝酸铒掺杂氧化锌纳米纤维的制备方法，以PVA、醋酸锌和硝酸铒的混合溶液作为纺丝溶液，通过静电纺丝技术在基体表面形成纳米纤维，然后煅烧。
优选的，在上述的硝酸铒掺杂氧化锌纳米纤维的制备方法中，所述纺丝溶液中，硝酸铒的含量为0.2～0.75％。
优选的，在上述的硝酸铒掺杂氧化锌纳米纤维的制备方法中，包括步骤：
s1、将基体依次在丙酮、无水乙醇和去离子水中超声脱脂10～30分钟；
s2、将PVA、醋酸锌、冰醋酸和硝酸铒混合，在40～60℃条件下搅拌2～3小时，制得纺丝溶液；
s3、采用静电纺丝法将纺丝溶液收集在基体上；
s4、在氧气气氛下对收集的纤维进行煅烧。
优选的，在上述的硝酸铒掺杂氧化锌纳米纤维的制备方法中，所述步骤s2中，PVA、醋酸锌和冰醋酸的质量比为1:(2.0～2.3)：(4.1～4.5)。
优选的，在上述的硝酸铒掺杂氧化锌纳米纤维的制备方法中，所述步骤s3中，静电纺丝电压14～20KV，注射器与基体之间的距离控制在10～17cm。
优选的，在上述的硝酸铒掺杂氧化锌纳米纤维的制备方法中，所述步骤s3中，基体为铝箔或硅片。
优选的，在上述的硝酸铒掺杂氧化锌纳米纤维的制备方法中，所述步骤s4中，以3～5℃/min的升温速率升温至煅烧温度600～800℃，煅烧时间1～1.5小时。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明获得的氧化锌纳米纤维尺寸均一，具有典型的六角纤维锌矿晶体结构。在紫外激光器、紫外探测器和光开关等器件中具有极大应用价值。
具体实施方式
本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
本实施例中，硝酸铒掺杂氧化锌纳米纤维的制备方法，包括：
s1、将基体依次在丙酮、无水乙醇和去离子水中超声脱脂20分钟；
s2、将PVA、醋酸锌、冰醋酸和硝酸铒混合，在60℃条件下搅拌3小时，制得纺丝溶液；
PVA、醋酸锌和冰醋酸的质量比为1:2：4.1；硝酸铒的含量为0.45％。
S3、采用静电纺丝法将纺丝溶液收集在基体上；
静电纺丝电压18KV，注射器与基体之间的距离控制在17cm。
基体为铝箔。
S4、在氧气气氛下对收集的纤维进行煅烧，以3℃/min的升温速率升温至煅烧温度600℃。煅烧时间1小时。
本实施例获得的氧化锌纳米纤维尺寸均一，具有典型的六角纤维锌矿晶体结构。在紫外激光器、紫外探测器和光开关等器件中具有极大应用价值。
实施例2
本实施例中，硝酸铒掺杂氧化锌纳米纤维的制备方法，包括：
s1、将基体依次在丙酮、无水乙醇和去离子水中超声脱脂20分钟；
s2、将PVA、醋酸锌、冰醋酸和硝酸铒混合，在50℃条件下搅拌3小时，制得纺丝溶液；
PVA、醋酸锌和冰醋酸的质量比为1:2.1：4.5；硝酸铒的含量为0.75％。
S3、采用静电纺丝法将纺丝溶液收集在基体上；
静电纺丝电压20KV，注射器与基体之间的距离控制在14cm。
基体为铝箔。
S4、在氧气气氛下对收集的纤维进行煅烧，以5℃/min的升温速率升温至煅烧温度800℃。煅烧时间1.5小时。
本实施例获得的氧化锌纳米纤维尺寸均一，具有典型的六角纤维锌矿晶体结构。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (7)

1.一种硝酸铒掺杂氧化锌纳米纤维的制备方法，其特征在于，以PVA、醋酸锌和硝酸铒的混合溶液作为纺丝溶液，通过静电纺丝技术在基体表面形成纳米纤维，然后煅烧。
2.根据权利要求1所述的硝酸铒掺杂氧化锌纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述纺丝溶液中，硝酸铒的含量为0.2～0.75％。
3.根据权利要求1所述的硝酸铒掺杂氧化锌纳米纤维的制备方法，其特征在于：包括步骤：
s1、将基体依次在丙酮、无水乙醇和去离子水中超声脱脂10～30分钟；
s2、将PVA、醋酸锌、冰醋酸和硝酸铒混合，在40～60℃条件下搅拌2～3小时，制得纺丝溶液；
s3、采用静电纺丝法将纺丝溶液收集在基体上；
s4、在氧气气氛下对收集的纤维进行煅烧。
4.根据权利要求3所述的硝酸铒掺杂氧化锌纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中，PVA、醋酸锌和冰醋酸的质量比为1:(2.0～2.3)：(4.1～4.5)。
5.根据权利要求3所述的硝酸铒掺杂氧化锌纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中，静电纺丝电压14～20KV，注射器与基体之间的距离控制在10～17cm。
6.根据权利要求3所述的硝酸铒掺杂氧化锌纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中，基体为铝箔或硅片。
7.根据权利要求3所述的硝酸铒掺杂氧化锌纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤s4中，以3～5℃/min的升温速率升温至煅烧温度600～800℃，煅烧时间1～1.5小时。
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刘芳: "稀土掺杂ZnO纳米纤维的制备及气敏性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

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