大。
[0046]实施例6:
[0047]与实施例1步骤相同，但反应体系扩大为原来的3倍，具体为加入二水合醋酸锌0.3294克、水62.4毫升、CTAB 0.6克、二甲基亚砜87.6毫升，冷却时间为lh。其扫描电镜和透射电镜下观测到的形貌、结构以及选区电子衍射图谱分别如图12-14所示，可见，产物为尺寸均一、单分散的双层规则六边形ZnO纳米印章，印章一面的中心为六角星形状，另一面中心为圆柱状突起。直径0.85?1.07口111，厚度493?719111110
[0048]实施例7:
[0049]与实施例6步骤相同，但反应体系扩大为原来的6倍，具体为加入二水合醋酸锌
0.6588克、水125毫升、CTAB 1.2克、二甲基亚砜175毫升，且反应时间为3h。所得产物在扫描电镜下观测到的形貌如图15所示，可见，产物为尺寸均一、单分散的双层规则六边形ZnO纳米印章，印章两面均为六角星形状，直径1.09?1.55μηι，厚度0.9?1.09μηι。
[0050]实施例8:
[0051]与实施例1步骤相同，但冷却时间是Oh。所得产物在扫描电镜下观测到的形貌如图16所示，可见，产物为尺寸均一、单分散的规则六边形ZnO片，在其表面吸附有小纳米颗粒，片的直径362?430nm，厚度140?210nmo
[0052]实施例9:
[0053]与实施例1步骤相同，但冷却时间是5h。所得产物在扫描电镜下观测到的形貌如图17所示，可见，产物为均一、单分散的规则六边形ZnO纳米碗，边角圆润，直径147?222nm，厚度47?78nm。
[0054]实施例10:
[0055]与实施例1步骤相同，但CTAB的量为0，且冷却时间为4h。所得产物在扫描电镜下观测到的形貌如图18所示，可见，产物为尺寸均一、单分散的规则六边形片状ZnO，直径73?154nm0
[0056]实施例11:
[0057]与实施例10步骤相同，但CTAB的量为0.3克。所得产物在扫描电镜下观测到的形貌如图19所示，可见，产物为均一、单分散的规则六边形ZnO纳米碗，有少量纳米环，棱角分明，直径136?205nm，厚度39?52nm。
[0058]实施例12:
[0059]与实施例1步骤相同，但二甲基亚砜的质量浓度为50%，即水的量为24.1毫升，DMSO的量为25.9毫升，且反应时间为3h，冷却时间为0.5h。所得产物在扫描电镜下观测到的形貌如图20所示，可见，产物为均一、单分散的双层规则六边形ZnO叠片，大片直径653?942nm，小片直径523?802nm，整体厚度0.92?I.04μπι。
[0060]实施例13:
[0061]与实施例12步骤相同，但二甲基亚砜的质量浓度为70%，即水的量为15.6毫升，DMSO的量为34.4毫升。所得产物在扫描电镜下观测到的形貌如图21所示，可见，产物为均一、单分散的齿轮状ΖηΟ，直径366?546nm，厚度148?203nm。这表明DMSO的质量分数增加对ZnO的刻蚀作用增强。
[0062]实施例14:
[0063]与实施例1步骤相同，但采用油浴加热，且反应时间是lh。所得产物为白色，其物相、扫描电镜和透射电镜下观测到的形貌、结构、选区电子衍射图谱以及光催化降解罗丹明B的降解图分别如图22-26所示，可见，产物为单分散的规则六边形ZnO纳米碗和纳米环的混合物，其中纳米环的内径77?290nm，外径160?440nm，高88?425nm。
[0064]实施例15:
[0065]与实施例14步骤相同，但反应时间是1.5h。如图27所示，可见，产物为单分散的规则六边形ZnO纳米碗和纳米环的混合物，其中纳米环的内径76?512nm，外径172?601nm，高98?610nmo
[0066]实施例16:
[0067]与实施例14步骤相同，但反应温度为60°C。所得产物在扫描电镜下观测到的形貌如图28所示，可见，产物为单分散的规则六边形ZnO纳米环，环的内径48?190nm，外径136?293nm，高88?296nm0
[0068]实施例17:
[0069]与实施例14步骤相同，但CTAB的量为O。所得产物在扫描电镜下观测到的形貌如图29所示，可见，产物为单分散规则六边形双层柱状ZnO纳米颗粒和ZnO纳米环的混合物，其中纳米环的内径164?531nm，外径313?648nm，高143?523nm。
[0070]实施例18:
[0071 ]与实施例14步骤相同，但CTAB的量为0.4。所得产物在扫描电镜下观测到的形貌如图30所示，可见，产物为单分散规则六边形ZnO纳米环，环的内径72?255nm，外径111?387nm，高66?260nmo
[0072]实施例19:
[0073]与实施例14步骤相同，但冷却时间为5h。所得产物在扫描电镜下观测到的形貌如图31所示，可见，产物为单分散规则六边形ZnO纳米环，环的内径74?360nm，外径135?473nm，高86?486nm。
[0074]实施例20:
[0075]与实施例14步骤相同，但采用微波加热方式，反应体系缩小为原来的0.6倍，具体为加入二水合醋酸锌0.0659克、水12.5毫升、CTAB 0.12克、二甲基亚砜17.5毫升，且冷却时间为5h。所得产物在扫描电镜下观测到的形貌如图32所示，可见，产物主要为ZnO纳米环，环的内径95?191]1111，外径196?27911111，高53?125111110
[0076]实施例21:
[0077]与实施例20步骤相同，但反应时间为0.5h，且冷却时间为3h。所得产物在扫描电镜观测到的形貌如图33所示，可见，产物主要为ZnO纳米环，环的内径189?271nm，外径237?340nm，高97?180nmo
[0078]实施例22:
[0079]与实施例20步骤相同，但反应温度为90°C。所得产物在扫描电镜观测到的形貌如图34所示，可见，产物为均一、单分散蘑菇状ZnO碗。直径289?435nm，蘑菇头部厚度103?149nm。
[0080]本发明提供的单分散ZnO微纳米材料，以及由上述实施例制备的单分散ZnO微纳米材料，均具有单分散性和均一性好，以及形貌和尺寸可调等特性，在光催化、压电效应、光电子学、光电转换或气敏领域中将具有广泛的应用前景。
[0081]本发明提供的上述的单分散ZnO微纳米材料的制备方法，其在制备ZnO复合物中的应用。
【主权项】
1.一种单分散ZnO微纳米材料，其特征在于该ZnO微纳米材料为单晶结构，其形貌为六边形片、碗、印章或环，其中片、碗和印章的直径为0.73?1.55μηι，厚为0.37?1.09μηι;环的内径48?531nm，外径111?648nm，高53?610nm，组分为六角纤锌矿结构。2.如权利要求1所述的单分散ZnO微纳米材料，其特征在于采用混合溶剂液相沉淀和刻蚀法制备，即:以醋酸锌为锌源、二甲基亚砜为碱和刻蚀剂、水和二甲基亚砜做混合溶剂，通过液相沉淀得到ZnO六边形片，随后利用二甲基亚砜在ZnO六边形片即0001面上的优先吸附和刻蚀反应来制备ZnO六边形碗、环或印章。3.权利要求1或2所述的单分散ZnO微纳米材料，其在光催化、压电效应、光电子学、光电转换或气敏领域中的应用。4.一种单分散ZnO微纳米材料的制备方法，其特征在于: 采用烘箱加热的液相沉淀和刻蚀方法，具体是:按化学计量比先将锌盐、表面活性剂、水三种原料添加到烧杯中搅拌15?30分钟；再将二甲基亚砜加入到混合液中搅拌30分钟；然后将烧杯密封并放到烘箱中在60?90°C反应I?3小时，在室温下冷却O?5小时，最后用水和乙醇离心洗涤，经干燥得到所述单分散ZnO微纳米材料； 或者， 采用油浴加热的液相沉淀和刻蚀方法，具体是:先将锌盐、表面活性剂、水按一定的化学计量比添加到烧杯中搅拌15?30分钟；再将二甲基亚砜加入到混合液中搅拌30分钟；然后将烧杯密封并放到油浴锅中在60?70°C反应I?1.5小时，在室温下冷却3?5小时，最后用水和乙醇离心洗涤，经干燥得到所述单分散ZnO纳米环； 或者， 采用微波加热的液相沉淀和刻蚀方法，具体是:先按化学计量比先将锌盐、表面活性剂、水添加到微波反应罐中搅拌15?30分钟，再将二甲基亚砜加入到混合液中搅拌30分钟；然后将微波反应罐放入微波反应器中在70?90 °C反应0.5?I小时，冷却3?5小时，最后用乙醇离心洗涤，经干燥得到所述单分散ZnO纳米环或碗； 上述三种方法所得到的单分散ZnO纳米材料，其形貌为六边形片、碗、印章或环，其中片、碗和印章的直径为0.73?1.55μηι，厚为0.37?1.09μηι;环的内径48?531nm，外径111?648歷，高53?6101111105.根据权利要求4所述的单分散ZnO微纳米材料的制备方法，其特征在于原料的用量关系为:二甲基亚砜水溶液的质量百分数为50%?70%;锌盐的浓度为0.01摩尔每升;表面活性剂的浓度为O?8克每升;反应体系的溶液体积为30?300毫升。6.根据权利要求4所述的单分散ZnO微纳米材料的制备方法，其特征在于所述的锌盐为醋酸锌。7.如权利要求4所述的单分散ZnO微纳米材料的制备方法，其特征在于所述的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。8.权利要求4至7中任一所述单分散ZnO微纳米材料的制备方法，其在制备ZnO复合物中的应用。9.权利要求4至7中任一所述方法制备的单分散ZnO微纳米材料，其在光催化、压电效应、光电子学、光电转换或气敏领域中的应用。
【专利摘要】本发明是一种单分散ZnO微纳米材料及其制备方法和应用。该ZnO微纳米材料为单晶的六边形片、碗、环或印章；其中片、碗和印章的直径为0.73～1.55μm，厚为0.37～1.09μm；环的内径48～531nm，外径111～648nm，高53～610nm。该方法是以醋酸锌为锌源、二甲基亚砜为碱和刻蚀剂、水和二甲基亚砜做混合溶剂，通过液相沉淀得到ZnO片，随后利用二甲基亚砜在ZnO六边形片(0001)面上的优先吸附和刻蚀反应来制备六边形碗、环和印章。该方法具有设备简单、温度低、周期短、能耗低、重复性好、可规模化生产等优点；所制备的ZnO微纳米材料具有单分散性和均一性好，以及形貌和尺寸可调等特性，在光催化、压电效应、光电子学、光电转换与气敏等领域将具有广泛的应用前景。
【IPC分类】B82Y30/00, C01G9/02
【公开号】CN105645458
【申请号】
【发明人】童国秀, 崔婷婷, 李亚娜, 钱瑶, 邵雅丽, 吴文华, 乔儒, 宫培军
【申请人】浙江师范大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月12日