lmL/s ;接着，将该沉淀烘干，以得到前驱体；沉淀是在80 °C的烘箱中干燥24小时；
[0081]接着，以摩尔比为I配置NaCl和KCl的复合盐，来作为熔盐，并准备该熔盐400g ;将该400g熔盐和之前所得到的前驱体混合，作为反应物一起在700°C的加热温度下加热并保温2h，然后冷却、洗涤，从而得到第八试样h，即Zn1 xMgx0 (x = 0.2，x通过ZnO纳米棒与MgCl2S液中的Mg2+的摩尔比算出)。这里，冷却过程是指将反应物冷却到常温，本实施例中，洗涤过程包括以下步骤:将冷却后的反应物加入装有90°C去离子水的烧杯中进行清洗，熔盐会自动溶解于90°C去离子水中，然后再用蒸馏水离心洗涤3次，并用无水乙醇离心洗涤I次，最后在70°C干燥24h，得到白色的第八试样h。
[0082]第九实施例
[0083]首先，准备324g的ZnO纳米棒、0.5L的2mol/L的MgCl2溶液以及草酸，将324g的ZnO纳米棒加入到0.5L的2mol/L的MgCl^液中，同时，还将草酸也加入到该MgCl 2溶液中以得到混合液；这里，草酸可以是过量的，这样，通过加入草酸，可以使Mg2+完全反应生成草酸镁，这时，混合液的pH值为2。此时，ZnO纳米棒与MgCl2S液中的Mg 2+的摩尔比为4 ;为了避免草酸镁沉淀，这里，对混合液进行超声波分散，并搅拌。
[0084]然后，再通过注射器向混合液中慢慢注射加入10wt%的氨水，将pH值调整到7，从而得到沉淀；这里，氨水的加入速率为0.lmL/s ;接着，将该沉淀烘干，以得到前驱体；沉淀是在80 °C的烘箱中干燥24小时；
[0085]接着，以摩尔比为I配置NaCl和KCl的复合盐，来作为熔盐，并准备该熔盐400g ;将该400g熔盐和之前所得到的前驱体混合，作为反应物一起在1000°C的加热温度下加热并保温3h，然后冷却、洗涤，从而得到第九试样i，即Zn1 xMgx0 (x = 0.2，x通过ZnO纳米棒与MgCl2S液中的Mg2+的摩尔比算出)。这里，冷却过程是指将反应物冷却到常温，本实施例中，洗涤过程包括以下步骤:将冷却后的反应物加入装有90°C去离子水的烧杯中进行清洗，熔盐会自动溶解于90°C去离子水中，然后再用蒸馏水离心洗涤3次，并用无水乙醇离心洗涤I次，最后在70°C干燥24h，得到白色的第九试样i。
[0086]试样测试
[0087]对ZnO纳米棒、第一试样a、第二试样b、第三试样C、第四试样d、第五试样e、第六试样f、第七试样g、第八试样h以及第九试样i做XRD衍射分析，得到如图10-图13所示的图谱。
[0088]其中，图10为第一试样a、第二试样b、第三试样C、第四试样d、第五试样e以及ZnO纳米棒的XRD图谱；而图11为第一试样a、第二试样b、第三试样C、第四试样d、第五试样e以及ZnO纳米棒在2 Θ为33.5° -35.0°的XRD图谱；
[0089]通过图10可以看到:第一试样a、第二试样b、第三试样C、第四试样d以及第五试样e的主晶相均为ZnO的六方纤锌矿结构，且均有少量立方MgO结构的相存在；通过图11可以看至Ij:第三试样c (Zn1 xMgx0, X = 0.3)、第四试样(!(Zn1 xMgx0, x = 0.25)、第五试样e (Zn1 xMgx0, x = 0.2)以及ZnO纳米棒(Zn1 xMgx0, x = O)的谱线随着x值的增加，ZnO的(200)峰位向右偏移即向高角度偏移，ZnO的c轴取向性变高，同时也说明随着X值的提高固恪进ZnO中Mg含量就越大。而当X继续增大达到0.4，0.5时，(200)的峰位与x = 0.3的衍射峰位保持相同的位置，并没有发生向高角度的偏移现象，说明当X多0.3时，Mg的掺杂量达到饱和。
[0090]图12为第六试样f、第七试样g、第八试样h以及第九试样i以及ZnO纳米棒的XRD图谱；图13为第六试样f、第七试样g、第八试样h以及第九试样i以及ZnO纳米棒在2 Θ 为 33.5。-35.0。的 XRD 图谱；
[0091]通过图12可以知道:第六试样f、第七试样g、第八试样h以及第九试样i的主晶相均为ZnO的纤锌矿结构，通过图13可以看到:加热温度处于700°C到900°C中时，ZnasMga2O在34.4°的XRD衍射峰发生了明显的右移，而且随着温度的升高右移越明显，但1000°C时峰位与900°C的峰位相同，没有进一步偏移，说明随着温度的升高，Mg2+固溶取代Zn2+的量越多，到900°C后Mg2+对于Zn 2+的取代已几近饱和。
[0092]进一步地，本发明还对第五试样e (Zn1 xMgx0, x = 0.2)和ZnO纳米棒做SEM分析，如图14和图15所示。如图14所示，第五试样e(zni xMgx0, x = 0.2)依然保持着模板ZnO纳米棒的棒状结构，图14中也未见到纳米颗粒，说明表面包覆的MgC2O4在高温熔盐环境下具有高扩散速率，更容易固溶进ZnO中，这样，第五试样e (Zn1 xMgx0, x = 0.2)即为Zn1 xMgx0 (x=0.2)纳米棒，该Zn1 xMgx0(x = 0.2)纳米棒直径约200nm，长度约几微米到几十微米，Zn1 xMgx0(x = 0.2)纳米棒表面光滑，生长完整。结合图10-15，在通过第五实施例的方法能够制备出Zn1 xMgx0(x = 0.2)纳米棒的基础上，提高X的情况下或者加热温度的影响较小时，即采用第一-第四，第六-第九实施例的方法也能制备出Zn1 xMgx0纳米棒。
[0093]本发明通过采用熔盐法能够实现Zn1 xMgx0纳米棒结晶完好，还通过采用在ZnO纳米棒包裹一层草酸镁使得Zn1 xMgx0纳米棒的c轴取向性高，本发明工艺容易控制，操作性强。
[0094]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种制备Zn ! xMgxO纳米棒的方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤S1、将ZnO纳米棒和草酸加入到Mg2+溶液中，得到pH值小于6的混合液；然后向该混合液中加入氨水，以得到沉淀；然后将该沉淀烘干，以得到前驱体； 步骤S2、将所述前驱体与熔盐混合，并一起在高于熔盐熔融温度的加热温度下加热，然后冷却、洗涤，从而得到Zn1 xMgx0纳米棒。2.根据权利要求1所述的制备Zn? xMgx0纳米棒的方法，其特征在于，所述恪盐为NaCl和KCl的复合盐、NaCl盐和KCl盐中任意一种。3.根据权利要求2所述的制备Zn! xMgx0纳米棒的方法，其特征在于，所述加热温度处于 800°C -900°C之间。4.根据权利要求1所述的制备Zn! xMgx0纳米棒的方法，其特征在于，所述ZnO纳米棒与所述Mg2+溶液中的Mg 2+的摩尔比处于1-4之间。5.根据权利要求1所述的制备Zn? xMgx0纳米棒的方法，其特征在于，在向混合液中加入氨水之前，通过超声波分散和/或搅拌所述混合液。6.根据权利要求5所述的制备Zn! xMgx0纳米棒的方法，其特征在于，氨水通过滴加或注射方式加入到混合液中，使其pH处于6-7之间。7.根据权利要求1所述的制备Zn! xMgx0纳米棒的方法，其特征在于，所述ZnO纳米棒通过气相沉积法或水热法制备得到。8.根据权利要求1所述的制备Zn? xMgx0纳米棒的方法，其特征在于，所述Mg2+溶液为Mg (NO3) 2溶液或MgCl 2溶液。
【专利摘要】本发明提供了一种熔盐模板法制备Zn1-xMgxO纳米棒的方法，包括以下步骤：步骤S1、将ZnO纳米棒和草酸加入到Mg2+溶液中，得到pH值小于6的混合液；然后向该混合液中加入氨水，以得到沉淀；然后将该沉淀烘干，以得到前驱体；步骤S2、将所述前驱体与熔盐混合，并一起在高于熔盐熔融温度的加热温度下加热，然后冷却、洗涤，从而得到Zn1-xMgxO纳米棒。本发明工艺容易控制，操作性强。
【IPC分类】B82Y30/00, C01G9/00
【公开号】CN105712392
【申请号】CN201410722919
【发明人】戴英, 裴新美, 马丽龙, 陈文
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2014年12月3日