专利名称：一种ZnO二维多孔材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种ZnO 二维多孔材料的制备方法。
背景技术：
ZnO是一种应用十分广泛的宽禁带半导体材料，在发光、太阳能电池、场发射、光电和压电等领域具有十分重要的应用。多孔材料由于具有大比表面积和高孔隙率等特点，所以当其应用于吸附、催化、分离、隔声和气敏等领域时表现出优异的性能。中国专利 CN1778763公开了将ZnO粉体和三氯甲烷加入高压釜中然后放入高温炉中加热到200 V以上，压力在2. 5MPa以上处理3小时，再经500 °C退火3小时，得到多孔纳米ZnO粉末。中国专利CN101786651A精细控制硝酸锌与氨水的反应，得到片状的碱式硝酸锌前驱物，再经过焙烧，得到多孔的ZnO纳米片。到目前为止，大部分制备ZnO多孔材料的方法都比较繁琐， 条件苛刻，不适合大规模工业化生产。另外，颗粒尺寸为几十微米级的ZnO 二维多孔材料少见报道。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种工艺简单、成本低廉的可大规模制备ZnO 二维多孔材料的方法。本发明的ZnO 二维多孔材料的制备方法，其步骤如下
1)将甘氨酸和硝酸锌完全溶于蒸馏水中，得到混合溶液，甘氨酸与硝酸锌的质量之比为 I. 4-3. 5 ；
2)将装有上述混合溶液的坩埚置于马弗炉中于400 500° C加热，溶液经历沸腾、 起泡、变干并发生自蔓延燃烧，得到蓬松的泡沫；
3)将上述蓬松的泡沫在500° C热处理5 h，得到结晶的ZnO 二维多孔粉末。本发明以甘氨酸为燃料，硝酸锌为氧化剂和锌源，通过溶液燃烧过程得到有机无机混合物，再经过热处理去除有机物并促使无机物晶化，得到结晶良好的ZnO 二维多孔粉末。制备工艺简单，不需要任何模板或表面活性剂，非常适合于大规模工业化生产。
图2 图3 图4 图5 图6
图I为实施例I制备的ZnO 二维多孔材料的场发射扫描电子显微镜照片； 为实施例I制备的ZnO 二维多孔材料的透射电子显微镜照片；
维多孔材料的粉末X射线衍射图谱；
维多孔材料的场发射扫描电子显微镜照片；
维多孔材料的低倍场发射扫描电子显微镜照片； 维多孔材料的高倍场发射扫描电子显微镜照片。
为实施例I制备的ZnO 为实施例2制备的ZnO 为实施例3制备的ZnO 为实施例3制备的ZnO
具体实施例方式以下结合实施例进一步阐述本发明。但本发明不仅仅局限于下述实施例。实施例I
将I. 250 g的硝酸锌Zn (NO3) 2 6H20和I. 750 g的甘氨酸C2H5NO2完全溶于15 mL蒸馏水，得到混合溶液，再将装有上述溶液的坩埚置于马弗炉中于400 ° C加热。溶液经历沸腾、起泡、变干并发生自蔓延燃烧，得到蓬松的泡沫状物质，将该物质进一步在500 ° C热处理5小时即可得到ZnO 二维多孔材料。图I和图2分别为所获产物的场发射扫描电子显微镜照片和透射电子显微照片， 可以看到产物多孔的微米级二维结构，且孔尺寸较为均匀。图3为产物的X射线衍射图谱， 经与标准卡片对照可知，所得产物的物相为ZnO。实施例2
将0. 500 g的Zn (NO3) 2 6H20和I. 750 g的C2H5NO2完全溶于15 mL蒸馏水，得到混合溶液，再将装有上述溶液的坩埚置于马弗炉中于400 ° C加热。溶液经历沸腾、起泡、变干并发生自蔓延燃烧，得到蓬松的泡沫状物质，将该物质进一步在500 ° C热处理5小时即可得到ZnO 二维多孔材料。图4为产物的场发射扫描电子显微镜照片，可以看到产物为高孔隙率的多孔的二维结构。实施例3
将0. 875 g的Zn (NO3)2 6H20和I. 750 g的C2H5NO2完全溶于15 mL蒸馏水得到混合溶液，再将装有上述溶液的坩埚置于马弗炉中于500 ° C加热。溶液经历沸腾、起泡、变干并发生自蔓延燃烧，得到蓬松的泡沫状物质，将该物质进一步在500 ° C热处理5小时即可得到ZnO 二维多孔材料。图5和图6分别为产物的低倍和高倍场发射扫描电子显微镜照片，可以看出产物为多孔二维结构。
权利要求
1.一种ZnO 二维多孔材料的制备方法，其步骤如下1)将甘氨酸和硝酸锌完全溶于蒸馏水中，得到混合溶液，甘氨酸与硝酸锌的质量之比为 I. 4-3. 5 ；2)将装有上述混合溶液的坩埚置于马弗炉中于400 500° C加热，溶液经历沸腾、 起泡、变干并发生自蔓延燃烧，得到蓬松的泡沫；3)将上述蓬松的泡沫在500° C热处理5 h，得到结晶的ZnO 二维多孔粉末。
全文摘要
本发明公开的ZnO二维多孔材料的制备方法。以硝酸锌为氧化剂和锌源，甘氨酸为燃料，通过溶液燃烧过程得到有机无机混合物，再经过热处理去除有机物并促使无机物晶化，得到结晶良好的ZnO二维多孔材料。与已有的制备ZnO多孔粉体的技术相比，本发明方法过程简单，不需要任何模板或表面活性剂，非常适合大规模生产。
文档编号C01G9/02GK102583505SQ20121005262
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月2日 优先权日2012年3月2日
发明者吴进明, 文伟 申请人:浙江大学