专利名称：玫瑰花状纳米氧化锌及其制备方法
技术领域：
本发明涉及的是一种具有特定形状的氧化锌及其制备方法，具体地说是一种 玫瑰花状纳米氧化锌的制备。属于无机纳米功能材料制备技术领域。
(二)
背景技术：
纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，由于晶粒的细微化，其表面电 子结构和晶体结构发生变化，产生了宏观物体所不具有的表面效应、体积效应、
量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点。近年来发现它在 催化、光学、磁学、力学等方面展现出许多特殊功能，使其在陶瓷、化工、电子、 光学、生物、医药等许多领域有重要的应用价值，具有普通氧化锌所无法比拟的 特殊性和用途。由于纳米氧化锌一系列的优异性和十分诱人的应用前景，因此研 发纳米氧化锌已成为许多科技人员关注的焦点。作为纳米氧化锌的制备方法，目 前国内外公知的方法有化学沉淀法、液相法、水热法等。由于水热法制备粉体晶 粒发育完整，粒径小且分布均匀，团聚程度的小，在烧结过程中活性高，是制备 纳米氧化锌最常用的方法，目前为止由水热法合成的纳米氧化锌的形状很多，如
带状(X.Y. Zhang ， J.Y. Dai， H.C. Ong， N. Wang ， H丄.W. Chan ， C丄.Choy，
Chemical Physics Letters 393 ， 17 (2004));棒状(Kiwamu Sue, Kazuhito Kimura,
Maki Yamamoto, Kunio Arai， Materials Letters 58， 3350 (2004));线状(Dong-Feng Zhang, Ling-Dong S叫Jia-Lu Yin, Chun國Hua Yan, and Rong-Ming Wang， J. Phys. Chem. B 109， 8786 (2005));管状(Ye Sun, D. Jason Riley, Michael N. R. Ashfold，
J. Phys. Chem. B 110， 15186( 2006 ));球状(Han Zhou, Tongxiang Fan, Di Zhang，
Microporous and Mesoporous Materials 100, 322(2007));花生状(Zaiyin Huang,，
Chunfang Chai, Bingqiang Cao， Crystal Growth & Design 7， 1686 (2007))。 然而不同结构和形貌的纳米氧化锌具有不同的应用性能，因此，制备更多形貌纳 米氧化锌的研究成为热点问题。另外，传统水热合成法是利用水溶液作为反应介 质或加入表面活性剂诱导组装，如加入混合表面活性剂(聚乙烯醇(PVA)、聚
乙二醇(PEG)、十六垸基磺酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB))制备
棒状纳米氧化锌(Li Tang, Xiao-Bo Bao,Hu Zhou, Ai-Hua Yuan, PhysicaE40，
924 (2008));加入阴离子表面活性剂十六烷基磺酸钠(SDS)制备线状纳米氧 化锌(Genban S叫Minhua Cao， Yonghui Wang, Changwen Hu, Yichun Liu, Ling Ren， ZhifaPu， Materials Letters 60， 2777(2006))。以上文献虽在加入表而活 性剂诱导下组装成不同形貌的纳米氧化锌，但是表而活性剂的存在不利于产品的 清洗，同时提卨—了制造成本，而且废液会对环境造成一定的污染，不利于大范兩 生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简便、易得、环境友好的纳米氧化锌的制备方法。
本发明的目的是这样实现的将Zn(N03)2 6H20加入到无水乙醇溶液中得到 反应混合物，然后将反应混合物注入到内衬聚四氟乙烯内胆的高压反应釜内，密 封；将装有反应混合物的高压反应釜加入热到180"C,并在此温度保持恒定，维 持2-10小时，然后自然冷却到室温后将获得的产品经离心分离，并用去离子水 清洗，然后放入真空干燥箱中在25 "C干燥12小时，得到玫瑰花状纳米氧化锌。
Zn(N03)2 , 6H20与无水乙醇的混合比例为将lmmolZn(N03)2 6H20加入到 25-30ml的无水乙醇中。
所述的纳米氧化锌为高结晶度，其晶体的生长方向为[ioo]晶面。
其随着结晶化时间的延长其晶体生长过程具有仿生学的行为，与自然界中花 的开放过程相一致。
本发明在水热法的基础上，提出了一种简便、易得、环境友好的纳米氧化锌 的制备方法。研究了无水乙醇对玫瑰花状纳米氧化锌形成的作用规律,并对具有 仿生结构的纳米氧化锌的性能的进一步研究做铺垫。
本发明的技术特征是将无水乙醇溶剂引入到水热合成法中。无水乙醇溶剂在 反应过程中起到分散、诱导的作用，是形成单一均匀玫瑰花状纳米氧化锌的关键， 并且晶体生长过程随着时间的延长具有仿生学的行为，模仿它们在自然中的结构 及功能。
本发明针对背景技术中纳米氧化锌制备方法存在的不足以及获得新的形貌， 本发明提出利用乙醇作为诱导剂自组装制备玫瑰花型纳米氧化锌的新路线。本路
线采用无毒、低价易获得的无水乙醇作为诱导剂，同时起到分散的作用，以减少 团聚现象的发生。该方法获得单一均匀的玫瑰花状纳米氧化锌，为纳米氧化锌家 族增加了新的成员。此外，玫瑰花状纳米氧化锌具有仿生结构，为仿生智能纳米 材料的发展提供新思路。
(四)
图1-图5为用本发明的方法在2小时、4小时、6小时、8小时和10小时反 应时间下得到的玫瑰花状纳米氧化锌的扫描电镜形貌像。
(五)
具体实施例方式
下面举例对本发明做更详细地描述
本发明所用的化学试剂Zn(N0丄 6H20和C2H50H都是分析纯试剂，没有进一 步处理。将一定量的Zn(N03)2.6H20加入到无水乙醇溶液中，然后将上述混合物 注入到内衬聚四氟乙烯内胆的高压反应釜内，密封。将装有反应试剂的高压反应 釜放入烘箱内加入热到180°C，并在此温度保持恒定，维持2-10小时。然后自 然冷却到室温后将获得的产品经离心分离，并去离子水清洗数次，然后放入真空 干燥箱中在25 'C干燥12小时，得到玫瑰花状纳米氧化锌。具体过程如下
实施例h
将lramolZn(N03)2 6H20放入装有无水乙醇的聚四氟乙烯内胆的高压反应釜 内，密封。然后将装有反应试剂的高压反应釜放入烘箱内加入热到18(TC，并在 此温度保持恒定，维持2小时。将获得的产品经离心分离，并用去离子水清洗数 次，然后放入真空千燥箱中在25 "C干燥12小时，得到玫瑰花状纳米氧化锌。 实施例2:
在18(TC的烘箱内维持反应4小时后自然冷却到室温，其他同上。 实施例3:
在18(TC的烘箱内维持反应6小时后自然冷却到室温，其他同上。 实施例4:
在180'C的烘箱内维持反应8小时后自然冷却到室温，其他同上。 实施例5:
在18(TC的烘箱内维持反应10小时后自然冷却到室温，其他同上。
权利要求
1、一种玫瑰花状纳米氧化锌及其制备方法，其特征是将Zn(NO3)2·6H2O加入到无水乙醇溶液中得到反应混合物，然后将反应混合物注入到内衬聚四氟乙烯内胆的高压反应釜内，密封；将装有反应混合物的高压反应釜加入热到180℃，并在此温度保持恒定，维持2-10小时，然后自然冷却到室温后将获得的产品经离心分离，并用去离子水清洗，然后放入真空干燥箱中在25℃干燥12小时，得到玫瑰花状纳米氧化锌。
2、 根据权利要求1所述的玫瑰花状纳米氧化锌及其制备方法，其特征是 Zn (亂)2 6H20与无水乙醇的混合比例为将1,1 Zn (N03) 2 6H20加入到 25-30ml的无水乙醇中。
全文摘要
本发明提供的是一种玫瑰花状纳米氧化锌及其制备方法。将Zn(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>·6H<sub>2</sub>O加入到无水乙醇溶液中得到反应混合物，然后将反应混合物注入到内衬聚四氟乙烯内胆的高压反应釜内，密封；将装有反应混合物的高压反应釜加入热到180℃，并在此温度保持恒定，维持2-10小时，然后自然冷却到室温后将获得的产品经离心分离，并用去离子水清洗，然后放入真空干燥箱中在25℃干燥12小时，得到玫瑰花状纳米氧化锌。本发明采用无毒、低价易获得的无水乙醇作为诱导剂，同时起到分散的作用，以减少团聚现象的发生。该方法获得单一均匀的玫瑰花状纳米氧化锌，为纳米氧化锌家族增加了新的成员。此外，玫瑰花状纳米氧化锌具有仿生结构，为仿生智能纳米材料的发展提供新思路。
文档编号B82B1/00GK101391801SQ20081013746
公开日2009年3月25日 申请日期2008年11月6日 优先权日2008年11月6日
发明者何珊珊, 刘岩峰, 张密林, 张顺孝, 景晓燕, 李占双, 君 王 申请人:哈尔滨工程大学