本发明涉及一种六棱台状氧化锌颗粒及其制备方法，由于其制备方法简单，节能，产物形貌新颖，在光催化降解有机物、气敏等领域有很好的应用前景，属于功能材料制备技术领域。
背景技术：
氧化锌（zno）因其六方纤锌矿结构和极性晶体的特征，其形貌具有多样性。多数研究者不断探究采用不同的合成方法制备具有多种形貌的zno纳米结构。在众多制备方法中，溶剂热法应用较多，但是其产率低、环境污染及可控性差等不足限制其更广泛的应用。在此研究背景下，加热回流法因其过程简单易操作引起研究者的不断关注，并采用此方法实现了多种氧化锌形貌的调控。
目前制备zno的形貌从零维、一维、二维到三维均有报道，形貌有较多，比如一维的纳米管、纳米线等；二维的薄膜等；三维的花状、球状结构等。基于结构决定性质，制备具有新颖形貌的zno成为研究者关注的热点之一。相比于体相材料，纳米材料因特殊的性质表现出更优异的性能特征。基于上述分析，合成具有特殊形貌的纳米zno是科学工作者进行深入研究的方向之一。
目前，zno的制备方法总体可以分为固相法、液相法和气相法三大类。其中，固相法具有高产率，工艺简单等优点，但是该方法在控制颗粒尺寸均一性以及产品纯度等方面存在不足；气相法虽可以克服固相法的不足，但是其工艺复杂，成本较高；相比上述两种方法，液相法具有工艺简单，化学组分可控，经济易行，所制备的纳米颗粒粒度分布均匀，形貌均一。因此，液相法已成为制备纳米氧化锌最常用的方法。液相法制备得到的纳米氧化锌多为球形，如何采用液相法制备得到结晶性好且形貌多样的纳米氧化锌依然值得人们不断探索。
技术实现要素：
本发明针对现有液相法制备纳米氧化锌形貌较为单一的不足，提供了一种六棱台状氧化锌颗粒，该氧化锌颗粒形貌特殊，尺寸均匀，形貌均一，具有很好的应用前景。
本发明还公开了六棱台状氧化锌颗粒的制备方法，该方法制备过程简单，操作简便，可控性强，所得产品形貌新颖，尺寸均匀，为氧化锌提供了新的形貌。
本发明具体技术方案如下：
本发明提供了一种六棱台状氧化锌，该氧化锌为纳米尺寸，其具有六棱台状形貌，为单晶颗粒。
上述六棱台状氧化锌中，氧化锌的形貌为正六棱台状。其中，六棱台的顶面边长为40-80nm，底面边长为70-120nm，高为110-180nm。
本发明还提供了上述六棱台状氧化锌的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）将乙酸锌先加入到正辛醇中，经充分混合后，再向其中加入巯基乙酸和三辛胺（trioctylamine）的混合物，充分搅拌，得到均一透明溶液；
（2）将透明溶液缓慢加热至310-340℃，并在此温度下进行回流反应；
（3）反应结束后，经离心分离、洗涤，得六棱台状氧化锌。
本发明以乙酸锌为锌源，按照特殊的加入顺序与正辛醇、巯基乙酸、三辛胺混合制成透明溶液。在透明溶液中，三辛胺和乙酸锌进行酰胺反应形成氢氧化锌单体，然后在回流反应下分解成氧化锌单体，在氧化锌生成过程中，通过锌源浓度、巯基乙酸、辛醇、三辛胺、水等各组分的共同作用可以有效控制氧化锌的生长过程，最终得到所需形貌的产品。
本发明制备方法中，锌源类型及浓度，醇、胺和酸的选择及用量，反应温度等条件对产品尺寸和形貌的形成均有不同程度的控制作用，通过他们的协同搭配，得到了形貌均匀、单一的六棱台状氧化锌特殊形貌。
本发明制备方法中，以乙酸锌为原料，其他类型的锌盐会影响产品形貌的形成。
经过大量的实验和研究，本发明得出了如下最佳的反应条件：上述步骤（1）中，巯基乙酸和三辛胺的体积比为1：1~4；巯基乙酸和三辛胺的混合物与辛醇的体积比为1：1。上述步骤（1）中，乙酸锌在透明溶液中的浓度为0.1-0.5mol/l。当选择此最佳条件时，所得产品形貌单一、均匀，结晶度高。
进一步的，上述步骤（1）中，乙酸锌加入到辛醇中后搅拌20-30min后再加入巯基乙酸和三辛胺的混合物。将乙酸锌先与辛醇混合，有利于控制氧化锌的形成速度，对产品形貌形成有促进作用。
进一步的，上述步骤（1）中，巯基乙酸和三辛胺先混合均匀，再加入乙酸锌和辛醇的混合物中。
进一步的，上述步骤（2）中，透明溶液优选以2-5°c/min的升温速率升至310-340℃，并在此温度下回流反应0.1-1h。升温速率过快或过慢均会影响产品形貌的均一性。
本发明以乙酸锌为原料，通过调整反应条件、采用简单的加热回流法即可得到不同尺寸的六棱台状氧化锌单晶颗粒，该单晶颗粒形貌新颖、均一，尺寸可调，结晶程度较好，制备过程简单、操作简便，在新能源材料、传感领域有良好的应用前景，也可作为高档防晒护肤品的添加剂。
附图说明
图1为本发明实施例1合成的六棱锥状氧化锌的扫描电镜（sem）照片。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行进一步的阐述，应该明白的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
实施例1
1.1将5ml巯基乙酸和5ml三辛胺（trioctylamine）混合，充分搅拌均匀，备用；将5mmol的乙酸锌加入到10ml正辛醇中，经充分搅拌混合30min后，向其中加入上述巯基乙酸和三辛胺的混合物，充分搅拌得到均一透明溶液；
1.2将上述透明溶液以5℃/min的速率加热至340℃，并在此温度下进行回流反应1h；
1.3反应结束后，经离心分离、洗涤，得六棱台状氧化锌。
图1为该实施例所得样品的扫描电镜照片，从图中可以看出，所得产物为单晶，均具有正六棱台状形貌，形貌均匀单一，无其他形貌。其中，正六棱台的底面边长为100nm，正六棱台的高度为115nm，正六棱台的顶面边长为46nm。
实施例2
2.1将2ml巯基乙酸和8ml三辛胺（trioctylamine）混合，充分搅拌均匀，备用；将5mmol的乙酸锌加入到10ml正辛醇中，经充分搅拌混合30min后，向其中加入上述巯基乙酸和三辛胺的混合物，充分搅拌得到均一透明溶液；
2.2将上述透明溶液以5℃/min的速率加热至340℃，并在此温度下进行回流反应1h；
2.3反应结束后，经离心分离、洗涤，得产物。
所得产物为单晶，形貌均为正六棱台状，正六棱台的底面边长为70nm，高度为110nm，顶面边长为60nm。
实施例3
3.1将5ml巯基乙酸和5ml三辛胺（trioctylamine）混合，充分搅拌均匀，备用；将2mmol的乙酸锌加入到10ml正辛醇中，经充分搅拌混合30min后，向其中加入上述巯基乙酸和三辛胺的混合物，充分搅拌得到均一透明溶液；
3.2将上述透明溶液以5℃/min的速率加热至340℃，并在此温度下进行回流反应1h；
3.3反应结束后，经离心分离、洗涤，得产物。
所得产物为单晶，形貌均为正六棱台状，正六棱台的底面边长为77nm，高度为180nm，顶面边长为80nm。
实施例4
4.1将5ml巯基乙酸和5ml三辛胺（trioctylamine）混合，充分搅拌均匀，备用；将2mmol的乙酸锌加入到10ml正辛醇中，经充分搅拌混合30min后，向其中加入上述巯基乙酸和三辛胺的混合物，充分搅拌得到均一透明溶液；
4.2将上述透明溶液以5℃/min的速率加热至320℃，并在此温度下进行回流反应1h；
4.3反应结束后，经离心分离、洗涤，得产物。
所得产物为单晶，形貌均为正六棱台状，正六棱台的底面边长为77nm，高度为120nm，顶面边长为40nm。
实施例5
5.1将5ml巯基乙酸和5ml三辛胺（trioctylamine）混合，充分搅拌均匀，备用；将2mmol的乙酸锌加入到10ml正辛醇中，经充分搅拌混合30min后，向其中加入上述巯基乙酸和三辛胺的混合物，充分搅拌得到均一透明溶液；
5.2将上述透明溶液以5℃/min的速率加热至340℃，并在此温度下进行回流反应0.5h；
5.3反应结束后，经离心分离、洗涤，得产物。
所得产物为单晶，形貌均为正六棱台状，正六棱台的底面边长为120nm，高度为140nm，顶面边长为62nm。
实施例6
6.1将5ml巯基乙酸和5ml三辛胺（trioctylamine）混合，充分搅拌均匀，备用；将10mmol的乙酸锌加入到10ml正辛醇中，经充分搅拌混合30min后，向其中加入上述巯基乙酸和三辛胺的混合物，充分搅拌得到均一透明溶液；
6.2将上述透明溶液以5℃/min的速率加热至340℃，并在此温度下进行回流反应0.1h；
6.3反应结束后，经离心分离、洗涤，得产物。
所得产物为单晶，形貌均为正六棱台状，正六棱台的底面边长为115nm，高度为155nm，顶面边长为70nm。
实施例7
7.1将5ml巯基乙酸和5ml三辛胺（trioctylamine）混合，充分搅拌均匀，备用；将10mmol的乙酸锌加入到10ml正辛醇中，经充分搅拌混合30min后，向其中加入上述巯基乙酸和三辛胺的混合物，充分搅拌得到均一透明溶液；
7.2将上述透明溶液以2℃/min的速率加热至340℃，并在此温度下进行回流反应0.1h；
7.3反应结束后，经离心分离、洗涤，得产物。
所得产物为单晶，形貌均为正六棱台状，正六棱台的底面边长为77nm，高度为160nm，顶面边长为75nm。
实施例8
8.1将3ml巯基乙酸和7ml三辛胺（trioctylamine）混合，充分搅拌均匀，备用；将10mmol的乙酸锌加入到10ml正辛醇中，经充分搅拌混合30min后，向其中加入上述巯基乙酸和三辛胺的混合物，充分搅拌得到均一透明溶液；
8.2将上述透明溶液以2℃/min的速率加热至340℃，并在此温度下进行回流反应0.1h；
8.3反应结束后，经离心分离、洗涤，得产物。
所得产物为单晶，形貌均为正六棱台状，正六棱台的底面边长为110nm，高度为160nm，顶面边长为60nm。
实施例9
9.1将3ml巯基乙酸和7ml三辛胺（trioctylamine）混合，充分搅拌均匀，备用；将10mmol的乙酸锌加入到10ml正辛醇中，经充分搅拌混合30min后，向其中加入上述巯基乙酸和三辛胺的混合物，充分搅拌得到均一透明溶液；
9.2将上述透明溶液以2℃/min的速率加热至310℃，并在此温度下进行回流反应1h；
9.3反应结束后，经离心分离、洗涤，得产物。
所得产物为单晶，形貌均为正六棱台状，正六棱台的底面边长为115nm，高度为120nm，顶面边长为55nm。
实施例10
10.1将3ml巯基乙酸和7ml三辛胺（trioctylamine）混合，充分搅拌均匀，备用；将10mmol的乙酸锌加入到10ml正辛醇中，经充分搅拌混合30min后，向其中加入上述巯基乙酸和三辛胺的混合物，充分搅拌得到均一透明溶液；
10.2将上述透明溶液以3℃/min的速率加热至310℃，并在此温度下进行回流反应1h；
10.3反应结束后，经离心分离、洗涤，得产物。
所得产物为单晶，形貌均为正六棱台状，正六棱台的底面边长为110nm，高度为110nm，顶面边长为40nm。
对比例1
1.1将10mmol的乙酸锌加入到10ml正辛醇中，经充分搅拌混合30min后，向其中加入10ml三辛胺（trioctylamine），充分搅拌得到均一透明溶液；
1.2将透明溶液以3℃/min加热至340℃，并在此温度下进行回流反应1h；
1.3反应结束后，经离心分离、洗涤，得到氧化锌产物。经sem扫描验证，所得氧化锌形貌为六棱柱状。由此可以看出，巯基乙酸对产品形貌有重要的调控作用。
对比例2
1.1将10mmol的乙酸锌、10ml正辛醇、1ml巯基乙酸、9ml三辛胺（trioctylamine）混合，充分搅拌，得到均一透明溶液；
1.2将透明溶液以3℃/min加热至310℃，并在此温度下进行回流反应1h；
1.3反应结束后，经离心分离、洗涤，得到氧化锌产物。
经sem扫描验证，所得氧化锌形貌为正六棱台状和颗粒状的混合物。由此可以看出，透明溶液中组分用量和加入顺序对产品形貌有重要的调控作用。
对比例3
1.1将2mmol的乙酸锌加入到25ml癸醇中，经充分搅拌混合30min后，向其中先加入9ml巯基乙酸，然后加入1ml加热变为液体的十二胺（trioctylamine），充分搅拌得到均一透明溶液；
1.2将透明溶液以5℃/min加热至340℃，并在此温度下进行回流反应1h；
1.3反应结束后，经离心分离、洗涤，得到氧化锌产物。
经sem扫描验证，所得氧化锌形貌为片状和颗粒状的混合物。由此可以看出，醇和胺的选择、各组分的用量对产品形貌有重要的调控作用。
对比例4
1.1将5ml巯基丙酸和5ml二辛胺混合，充分搅拌均匀，备用；将2mmol的硫酸锌加入到20ml辛醇中，经充分搅拌混合30min后，向其中加入上述巯基丙酸和二辛胺的混合物，充分搅拌得到均一透明溶液；
1.2将上述透明溶液以10℃/min的速率加热至340℃，并在此温度下进行回流反应1h；
1.3反应结束后，经离心分离、洗涤，得氧化锌产物。
经sem扫描验证，所得氧化锌形貌含有六棱台状，但也有部分为六棱柱状和六棱锥状。由此可以看出，透明溶液组分选择及用量对产品形貌有重要的调控作用。