CN107974732A - 氧化锌中空纳米纤维的制备方法 - Google Patents

氧化锌中空纳米纤维的制备方法 Download PDF

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CN107974732A CN201610920258.2A CN201610920258A CN107974732A CN 107974732 A CN107974732 A CN 107974732A CN 201610920258 A CN201610920258 A CN 201610920258A CN 107974732 A CN107974732 A CN 107974732A
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陈品良
李宇
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Abstract

本申请公开了一种氧化锌中空纳米纤维的制备方法，包括步骤：(1)、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；(2)、将PVP溶解在无水乙醇中，在20～40℃超声混合2～3小时，获得纺丝溶液；(3)、采用静电纺丝法将纺丝溶液收集在基体上，获得PVP模板；(4)、采用磁控溅射法，在PVP模板表面包覆氧化锌；(5)、煅烧去除PVP模板。本发明所制备的中空纳米纤维壁厚在10nm左右，外径在80nm左右，具有良好的结晶结构。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

氧化锌中空纳米纤维的制备方法
技术领域
本申请涉及光电材料技术领域，特别是涉及一种氧化锌中空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氧化锌中空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氧化锌中空纳米纤维的制备方法，包括步骤：
(1)、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；
(2)、将PVP溶解在无水乙醇中，在20～40℃超声混合2～3小时，获得纺丝溶液；
(3)、采用静电纺丝法将纺丝溶液收集在基体上，获得PVP模板；
(4)、采用磁控溅射法，在PVP模板表面包覆氧化锌；
(5)、煅烧去除PVP模板。
优选的，在上述的氧化锌中空纳米纤维的制备方法中，所述步骤(3)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，在上述的氧化锌中空纳米纤维的制备方法中，所述步骤(1)中，基体为铝箔或硅片。
优选的，在上述的氧化锌中空纳米纤维的制备方法中，所述步骤(4)中，磁控溅射法满足条件：锌靶上放置有Er，射频功率为250～300W，工作气压为0.15～0.18Pa，工作温度20～40℃，测控溅射时间20～30分钟。
优选的，在上述的氧化锌中空纳米纤维的制备方法中，所述步骤(5)中，升温速率3～5℃，煅烧温度600～800℃，煅烧时间30～80分钟。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明所制备的中空纳米纤维壁厚在10nm左右，外径在80nm左右，具有良好的结晶结构。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，氧化锌中空纳米纤维的制备方法，包括：
(1)、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；
(2)、将PVP溶解在无水乙醇中，在40℃超声混合3小时，获得纺丝溶液；
(3)、采用静电纺丝法将纺丝溶液收集在基体上，获得PVP模板；
静电纺丝电压20KV，注射器与基体之间的距离控制在17cm。
基体为铝箔。
(4)、采用磁控溅射法，在PVP模板表面包覆氧化锌；
锌靶上放置有Er，射频功率为250W，工作气压为0.18Pa，工作温度40℃，测控溅射时间30分钟。
(5)、煅烧去除PVP模板。
升温速率5℃，煅烧温度800℃，煅烧时间35分钟。
本实施例中，所制备的中空纳米纤维壁厚在10nm左右，外径在80nm左右，具有良好的结晶结构。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，氧化锌中空纳米纤维的制备方法，包括：
(1)、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；
(2)、将PVP溶解在无水乙醇中，在30℃超声混合2小时，获得纺丝溶液；
(3)、采用静电纺丝法将纺丝溶液收集在基体上，获得PVP模板；
静电纺丝电压18KV，注射器与基体之间的距离控制在15cm。
基体为铝箔。
(4)、采用磁控溅射法，在PVP模板表面包覆氧化锌；
锌靶上放置有Er，射频功率为250W，工作气压为0.18Pa，工作温度40℃，测控溅射时间30分钟。
(5)、煅烧去除PVP模板。
升温速率3℃，煅烧温度700℃，煅烧时间80分钟。
本实施例中，所制备的中空纳米纤维壁厚在9nm左右，外径在80nm左右，具有良好的结晶结构。
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 (5)

1.一种氧化锌中空纳米纤维的制备方法，其特征在于，包括步骤：
(1)、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；
(2)、将PVP溶解在无水乙醇中，在20～40℃超声混合2～3小时，获得纺丝溶液；
(3)、采用静电纺丝法将纺丝溶液收集在基体上，获得PVP模板；
(4)、采用磁控溅射法，在PVP模板表面包覆氧化锌；
(5)、煅烧去除PVP模板。
2.根据权利要求1所述的氧化锌中空纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)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。
3.根据权利要求1所述的氧化锌中空纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，基体为铝箔或硅片。
4.根据权利要求1所述的氧化锌中空纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，磁控溅射法满足条件：锌靶上放置有Er，射频功率为250～300W，工作气压为0.15～0.18Pa，工作温度20～40℃，测控溅射时间20～30分钟。
5.根据权利要求1所述的氧化锌中空纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中，升温速率3～5℃，煅烧温度600～800℃，煅烧时间30～80分钟。
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