专利名称：超声波灌注多孔阳极氧化铝模板制备氧化锌纳米管的方法
技术领域：
本发明属纳米管制备领域，特别涉及制备氧化锌纳米管的方法。
背景技术：
碳纳米管在1991年被曰本科学家S./々7w"发现以来，在纳米管制备和应用方面引 起了广泛的关注。管状、线状、棒状、带状、针状等一维纳米结构已成为世界各国研 究人员关注的焦点。究其原因在于它们自身特殊的物理和化学性质，对于纳米领域的 基础研究有着新的启发作用，这些一维纳米结构在纳米加工技术和纳米器件的设计中 具有广泛的潜在应用。 一维纳米结构为人们研究物质的电学、热传导、机械等性能和 维度的关系提供了一种理想的研究对象。另外， 一维纳米结构也可在纳米尺度的电子、 光电子器件的制作中起到互连和功能单元的作用。相对于零维纳米结构， 一维纳米结 构的制备和研究起步较晚，主要是因为合成、制备具有特定形貌、特定物相纯度和化 学成分的一维纳米结构比较困难。
非碳化合物纳米管是准一维纳米材料家族中重要的成员，由于它具有高体积百分 数的比表面，从而展现出高的化学活性和奇特的物理特性，通过物理和化学的修饰方 法，还可以赋予纳米管新的功能特性，在信息元件、生物传感器、分子机器的离子通 道、智能药物、微工具和宇航高级技术材料等领域中有重要的应用前景。近年来，在 非碳纳米管的研究上取得了重要进展。迄今为止，已制备出管状纳米材料包括WS2、 MoS2、 BN、 BxCyNz、类酯体、MCM-41管中管、肽、水铝英石、p (或y )环糊精纳米管 聚集体、NiCl2纳米管、定向排列的氮化碳纳米管及Ti02纳米管等，相对来说关于ZnO 纳米管的制备研究报道非常少。
发明内容
本发明的目的是提供一种超声波灌注多孔阳极氧化铝模板制备氧化锌纳米管的方法。
本发明所述的氧化锌纳米管方法是按以下步骤实现的
称取一定量的二水合乙酸锌[Zn(CH3C00)2 '2h20]溶于足量的异丙醇中，至二水合乙 酸锌完全溶解于异丙醇中，加入与醋酸锌等摩尔的乙醇胺，再按体积比1-3%加入冰醋 酸催化剂，在冰醋酸催化剂的作用下，于50-9(TC水浴中充分搅拌，反应2-3h,陈化 12-30 h，得性能稳定、无色透明的ZnO前驱体溶胶。
将多孔阳极氧化铝(PAA)模板在超声波震荡下浸入前述溶胶中，震荡2-10 min， 取出擦去多孔阳极氧化铝模板表面的溶胶，并用蒸馏水清洗多孔阳极氧化铝模板的表 面，然后放入50-10(TC的恒温干燥箱中干燥10-60 min,再在300-35(TC下焙烧2-3h, 然后用浓度为2-6mol/L的NaOH溶液溶解模板，从而露出在氧化铝孔道中生成的ZnO 纳米管。
本发明是一种具有自身特点的化学合成途径。用超声波可以使溶胶比较容易进入PAA模板孔道，且使管壁厚度均匀。可通过控制PAA模板在胶体溶液中的沉浸时间可 很好地控制ZnO纳米管的管壁厚度；通过控制PAA模板的孔径和厚度，可以制备出长径 比可控的ZnO纳米管。为今后实现ZnO纳米器件的集成寻找新的突破口。
附图1为本发明的实施例1制备的未去除模板的ZnO纳米管的表面SEM图。 附图2为附图1所述的实施例制备的未去除模板的ZnO纳米管的纵剖面SEM图。 附图3为实施例1的未去除模板的ZnO纳米管产品磨成粉末后的XRD分析图。 附图4为本发明的实施例2制备的未去除模板的ZnO纳米管的表面SEM图。 附图5为附图4所述的实施例制备的未去除模板的ZnO纳米管的纵剖面SEM图。 附图6为空白PAA模板表面SEM图。
具体实施例方式
本发明将通过以下实施例作进 一 步说明。 实施例1。
在50g的二水合乙酸锌中加入异丙醇，边加边搅拌，直至二水合乙酸锌完全溶解 于异丙醇中，加入与醋酸锌等摩尔的乙醇胺，以及以上溶液的体积比1%的冰醋酸，在 冰醋酸催化剂的作用下，于6(TC水洛中充分搅拌，3h后即得到性能稳定、无色透明的 ZnO前驱体溶胶，陈化24h。
将多孔阳极氧化铝(PAA)模板在超声波震荡下浸入前述溶胶中，震荡6min,取出 擦去多孔阳极氧化铝模板表面的ZnO溶胶，并用蒸镏水清洗多孔阳极氧化铝模板的表 面，然后放入9(TC的恒温干燥箱中千燥10min,再在马弗炉中在30(TC下焙烧2h，然 后用浓度为4mol/L的NaOH溶液溶解模板，从而露出在氧化铝孔道中生成的ZnO纳米
附图1为本实施例制备的未去除模板的ZnO纳米管的表面SEM图，附图2为附图 1的纵剖面SEM图。从附图1可看出，与附图6空白PAA模板相比，PAA模板上的孔道 变小，是ZnO进入PAA模板孔道生成ZnO纳米管所致；从附图2可看出，ZnO纳米管 与PAA模板表面保持高度取向，分立有序，且垂直于膜面。
附图3为实施例1的未去除模板的最终产品磨成粉末后的XRD分析图。从图3可 见看出，除了发生晶化的(113)、 (214)晶面A1A特征峰，还有26为31.6° 、 56.4 °的(100)、 (110)晶面ZnO特征峰，说明多孔阳极氧化钼模板孔道中有ZnO存在。
实施例2。
在50g的二水合乙酸锌中加入异丙醇，边加边搅拌，直至二水合乙酸锌完全溶解 于异丙醇中，加入与醋酸锌等摩尔的乙醇胺，以及以上溶液的体积比2%的冰醋酸，在 冰醋酸催化剂的作用下，于8(TC水浴中充分搅拌，2h后即得到性能稳定、无色透明的 ZnO前驱体溶胶，陈化20h。
将多孔阳极氧化铝(PAA)模板在超声波震荡下浸入前述溶胶中，震荡8min,取出 擦去多孔阳极氧化铝模板表面的ZnO溶胶，并用蒸馏水清洗多孔阳极氧化铝模板的表
4面，然后放入5(TC的恒温干燥箱中干燥60min，再在马弗炉中在300。C下焙烧2h，然 后用浓度为6mol/L的NaOH溶液溶解模板，从而露出在氧化铝孔道中生成的ZnO纳米 管。
附图4为本实施例制备的未去除模板的ZnO纳米管的表面SEM图，附图5为附图 4的纵剖面SEM图。
权利要求
1、一种超声波灌注多孔阳极氧化铝模板制备氧化锌纳米管的方法，其特征是称取一定量的二水合乙酸锌溶于足量的异丙醇中，加入与醋酸锌等摩尔的乙醇胺，再按体积比1-3％加入冰醋酸催化剂，于50-90℃水浴中充分搅拌，反应2-3h，陈化12-30h，得性能稳定、无色透明的ZnO前驱体溶胶；将多孔阳极氧化铝模板在超声波震荡下浸入溶胶中，震荡2-10min，取出擦去多孔阳极氧化铝模板表面溶胶，并用蒸馏水清洗多孔阳极氧化铝模板的表面，然后放入50-100℃的恒温干燥箱中干燥10-60min，再在300-350℃下焙烧2-3h，然后用浓度为2-6mol/L的NaOH溶液溶解模板，从而露出在氧化铝孔道中生成的ZnO纳米管。
全文摘要
一种超声波灌注多孔阳极氧化铝模板制备氧化锌纳米管的方法，称取一定量的二水合乙酸锌溶于足量的异丙醇中，加入与醋酸锌等摩尔的乙醇胺，再按体积比1-3％加入冰醋酸催化剂，于50-90℃水浴中充分搅拌，反应2-3h，陈化12-30h，得ZnO前驱体溶胶；将多孔阳极氧化铝模板在超声波震荡下浸入溶胶中，震荡2-10min，取出模板表面溶胶，用蒸馏水清洗多孔阳极氧化铝模板的表面，放入50-100℃的恒温干燥箱中干燥10-60min，再300-350℃下焙烧2-3h，然后用浓度为2-6mol/L的NaOH溶液溶解模板，露出氧化铝孔道中的ZnO纳米管，本发明可通过控制PAA模板在胶体溶液中的沉浸时间控制ZnO纳米管的管壁厚度，控制PAA模板的孔径和厚度，可以制备出长径比可控的ZnO纳米管，为实现ZnO纳米器件的集成寻找新的突破口。
文档编号C01G9/00GK101475207SQ20091011486
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月19日 优先权日2009年1月19日
发明者李长全, 罗来涛 申请人:南昌大学