一种光纤生长氧化锌纳米线及其制备方法和装载模具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及纳米材料制备技术领域，尤其涉及一种光纤生长氧化锌纳米线及其制备方法和装载模具。
【背景技术】
[0002]随着科学与技术的发展，光纤传感显示出其越来越强大的优势，但是光纤本身对生化气体并没有响应能力，如果和氧化锌纳米线等的纳米材料的结合，光纤就能对生化气体的浓度等进行响应，为了使氧化锌纳米线与光纤有效结合，氧化锌纳米线在光纤上面生长就变得极其重要。氧化锌纳米线的制作有很多种方法，而两步水热法是较为简单，需要的仪器设备也不昂贵，利于推广，且适合在光纤上制作的方法。但是大部分同类技术都只是在以硅为基底成功制备氧化锌纳米线，而少有提到利用两步水热法在光纤上生长氧化锌纳米线的。因为在光纤上生长氧化锌纳米线存在两个问题，光纤是线状，且剥掉涂覆层后，较为脆弱。这和其他基底，如硅片，主要是平面块状存在较大差别，硅片无论是第一步的着种和第二步的生长氧化锌纳米线都可以十分容易地用镊子移动以及在生长容器中保持合适的姿势。而光纤则不一样，由于其脆弱性以及线状的特点，在第一步着种不能有效地安全移动，第二步生长氧化锌纳米线的过程中，会产生大量的白色沉淀，而这些沉淀会落在光纤上，使得制备的氧化锌纳米线并不是十分均匀。因此，现有技术还有待发展。
【发明内容】
[0003]鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光纤生长氧化锌纳米线及其制备方法和装载模具，旨在解决现有技术中采用两步水热法在光纤上生长氧化锌纳米线存在的冋题。
[0004]本发明的技术方案如下:
[0005]一种装载模具，其中，所述装载模具用于辅助制备光纤生长氧化锌纳米线，所述装载模具的两端分别设置有用于容置光纤端部的第一凹槽；第一凹槽上对应设置有用于将光纤固定在装载模具上的软垫，所述软垫为可拆卸固定于第一凹槽中；所述装载模具的中部设置有用于为光纤生长氧化锌纳米线留出空间的第二凹槽，第二凹槽设置在两第一凹槽的之间，第二凹槽的深度大于第一凹槽的深度。
[0006]所述的装载模具，其中，所述第一凹槽包括分别设置在第一凹槽两端的与光纤宽度相适配的第一槽位，以及设置在两端第一槽位之间的第二槽位，第二槽位与两端的第一槽位相通，深度相同；软垫可拆卸固定于第二槽位内。
[0007]所述的装载模具，其中，所述装载模具采用聚四氟乙烯制成，所述软垫采用聚二甲基娃氧烧制成。
[0008]一种光纤生长氧化锌纳米线的制备方法，其中，所述制备方法是将光纤固定在如上所述的装载模具上，再采用两步水热法在光纤上生长氧化锌纳米线。
[0009]所述的光纤生长氧化锌纳米线的制备方法，其中，包括以下步骤:
[0010]将光纤剥开涂覆层，装载到所述装载模具上，放到容器中；加入去离子水，超声清洗，再倒出去离子水；换上无水乙醇，超声清洗，再倒出无水乙醇；换上丙酮，超声清洗；烘干；
[0011]配置0.0IM-0.1M的乙酸锌乙醇溶液，配置0.03M-0.3M的氢氧化钠乙醇溶液，再将乙酸锌乙醇溶液和氢氧化钠乙醇溶液混合；将混合好的溶液放进恒温磁力搅拌水浴锅里搅拌，获得白色浑浊溶液；静置若干小时，等待大颗粒物质沉淀到瓶底，获得澄清的氧化锌种子溶液；
[0012]将带有光纤的装载模具浸入到氧化锌种子液中，拉起，在100-150°c的条件下退火30-50min，重复此步骤数次；
[0013]配置1mM-1OOmM的乌洛托品溶液和1mM-1OOmM的硝酸锌溶液，将乌洛托品溶液和硝酸锌溶液混合，得到混合水溶液；将带有光纤的装载模具放进混合水溶液里，将装载模具倾斜放置，并使装载有光纤的一面朝下；封盖，在70-95°C条件下保持0.5h-20h ;取出，从混合水溶液中取出带有光纤的装载模具；
[0014]分别用去离子水和无水乙醇超声清洗带有光纤的装载模具，在80_95°C条件下退火1.5-2小时。
[0015]所述的光纤生长氧化锌纳米线的制备方法，其中，混合乙酸锌乙醇溶液和氢氧化钠乙醇溶液的具体过程为:
[0016]对乙酸锌乙醇溶液和氢氧化钠乙醇溶液交替进行磁力搅拌与超声振荡，得到均匀的乙酸锌无水乙醇溶液以及氢氧化钠无水乙醇溶液，再将两者按100:30-100:52的体积比混合均匀。
[0017]所述的光纤生长氧化锌纳米线的制备方法，其中，乌洛托品溶液和硝酸锌溶液混合的具体过程为:
[0018]将乌洛托品和硝酸锌放进两个不同的烧杯，分别加入去离子水，分别磁力搅拌，使其充分溶解，再将两者按照1:1的体积比混合，磁力搅拌均匀。
[0019]一种光纤生长氧化锌纳米线，其中，采用如上所述的光纤生长氧化锌纳米线的制备方法制备得到。
[0020]有益效果:采用本发明所提供的用于辅助制备光纤生长氧化锌纳米线的装载模具，使光纤能在第一步着种可以有效地安全移动，第二步生长氧化锌纳米线时，能保持一个合适的姿势，并能防止白色沉淀落在光纤上，使光纤适用于两步水热法生长氧化锌纳米线，并且，光纤表面的氧化锌纳米线生长均匀。而且，采用装载模具用两步水热法制备光纤生长氧化锌纳米线，操作简便。
【附图说明】
[0021]图1为本发明装载模具(不带软垫)的正面结构示意图。
[0022]图2为本发明装载模具(不带软垫)装入光纤后的正面结构示意图。
[0023]图3为本发明装载模具(带软垫)装入光纤后的正面结构示意图。
[0024]图4为本发明实施例中光纤经过清洗后的电镜图。
[0025]图5为本发明实施例中光纤经过第一步着种后的电镜图。
[0026]图6为本发明实施例中生长过程中装载模具放入容器中的正面结构示意图。
[0027]图7为本发明实施例中生长过程中装载模具放入容器中的侧面结构示意图。
[0028]图8为本发明实施例中光纤生长氧化锌纳米线后的电镜图。
【具体实施方式】
[0029]本发明提供一种光纤生长氧化锌纳米线及其制备方法和装载模具，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0030]由于光纤具有脆弱性以及线状的特点，因此现有技术中大部分在光纤上制备氧化锌纳米线都不是用两步水热法，而本发明所提供的一种用于辅助制备光纤生长氧化锌纳米线的装载模具，就能解决两步水热法不适用于光纤上生长氧化锌纳米线的问题。该装载模具可以使光纤能在第一步着种可以有效地安全移动，第二步生长氧化锌纳米线时，能保持一个合适的姿势，并能防止白色沉淀落在光纤上。
[0031]具体地，结合图1?图3所示，所述装载模具的两端分别设置有用于容置光纤400端部的第一凹槽100 ;第一凹槽100上对应设置有用于将光纤400固定在装载模具上的软垫300，所述软垫300为可拆卸固定于第一凹槽100中；所述装载模具的中部设置有用于为光纤400生长氧化锌纳米线留出空间的第二凹槽200，第二凹槽200设置在两第一凹槽100的之间，第二凹槽200的深度大于第一凹槽100的深度，使得光纤400凌空于第二凹槽200中。
[0032]进一步地，所述第一凹槽100分为三部分，分别设置在第一凹槽100