專利名稱：一種橢球狀氧化鋅的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有橢球形貌金屬氧化物的制備方法，主要涉及橢球狀氧 化鋅的制備方法。
背景技術(shù)：
ZnO是一種新型的II-VI族寬禁帶化合物半導(dǎo)體材料，與GaN具有相近的 晶格常數(shù)和禁帶寬度，而且相對(duì)于GaN， ZnO具有更高的熔點(diǎn)和激子束縛能以 及良好的機(jī)電耦合性和較低的電子誘生缺陷。ZnO所具有的這些優(yōu)異特性，使 其在涂料、光催化、太陽(yáng)能電池、紫外探測(cè)器、LEDs等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng) 用前景。
近年來(lái)的大量研究集中在制備不同形貌和結(jié)構(gòu)的氧化鋅顆粒，如納米線狀、 納米棒狀、納米管狀、納米片狀、刺球狀、四叉狀等。雖然橢球狀氧化鋅的研 究有少量的報(bào)導(dǎo)，如Liu等采用低溫液相法制備了具有單晶性質(zhì)的橢球狀氧化鋅 (J. Phys. Chem. B 2006,110, 10612-10618.)，反應(yīng)物為硝酸鋅和氨水，還加入了輔 助反應(yīng)物PEG-10000，反應(yīng)溫度為60'C，反應(yīng)時(shí)間為1天。Xie等人采用超聲輔 助的方法制備了橢球狀氧化鋅(J. Phys. Chem. B 2006, 110， 19147-191 S3.)，反應(yīng)物 為醋酸鋅和三乙醇胺，并且反應(yīng)過(guò)程中加入了三乙醇胺(TEA)為反應(yīng)物，反應(yīng)溫 度為8(TC，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)。雖然以上方法均制備出了橢球狀氧化鋅，但其 制備工藝復(fù)雜，成本高，工藝過(guò)程過(guò)長(zhǎng)，不適于大夂見(jiàn)模工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種通過(guò)液相法制備橢球狀氧化鋅的方 法；該方法設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝簡(jiǎn)單、制備周期短且成本低，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一種通過(guò)液相法帶J備橢球狀氧化鋅的方法， 包括如下步驟將一定鋅鹽溶于水中，攪拌至澄清；然后，將該溶液加熱至50-100 °C，邊攪拌邊向溶液中滴加堿性溶液，直至pH-6-14，得到白色沉淀；過(guò)濾、洗 滌、干燥后即得產(chǎn)品。
具體步驟如下
(l)配制溶液A:將一定的鋅鹽溶解于去離子水中，在30-800轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速攪拌下溶解，至完全透明，使得到濃度為0.001-5 M的溶液A;
(2) 配制溶液B:將堿性物質(zhì)溶于一定量的去離子水中，在30-800轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn) 速攪拌下溶解，使得到濃度為0.001-10 M的溶液B;
(3) 將0.001-5 M的A溶液加熱至50-100。C,在30-800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌 下，將0.001-10M的B溶液滴加至A溶液中，至pH^-14，得到白色沉淀；
(4) 將步驟(3)中得到的白色沉淀，先用去離子水洗滌，再用無(wú)水乙醇洗滌， 重復(fù)洗滌2-4次；最后在60-9(TC條件下常壓或者真空干燥，干燥時(shí)間為2-12小 時(shí)，制得產(chǎn)品。
所述的鋅鹽是醋酸鋅、草酸鋅、硫酸鋅、氯化鋅、溴化鋅、硝酸鋅或高 氯酸鋅。
所述的堿性物質(zhì)是氨水、氫氧化鈉、三乙醇銨、乙二胺或者六亞甲基四胺。
本發(fā)明具有如下有益效果
(1) 過(guò)程中僅需要兩種原料，不需要加入其它反原料，減少了引入雜質(zhì)的機(jī) 會(huì)，從而不會(huì)影響產(chǎn)品的純度。
(2) 制備過(guò)程溫和，不需要高溫、特殊氣氛保護(hù)、超聲和微波的輔助，所以
所需設(shè)備簡(jiǎn)單，反應(yīng)速度快，更適于大規(guī)模生產(chǎn)。
p)制備的橢球狀氧化鋅尺寸均勻，分散性好。通過(guò)調(diào)節(jié)原料濃度可以得到
長(zhǎng)、短軸為5(M000nm的橢球狀氧化鋅。


圖1是實(shí)例1制備的橢球ZnO掃描電鏡(SEM)照片和X射線衍射(XRD)圖
譜
(a) 制備的橢球ZnO的SEM照片。
(b) 制備的橢球ZnO的SEM照片。
(c) 制備的橢球ZnO的XRD圖譜。
圖2是實(shí)例2制備的橢球ZnO掃描電鏡(SEM)照片。 圖3是實(shí)例2制備的橢球ZnO的EDS能譜圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l
首先配制溶液A:將1.19 g Zn(N03)2.6H20溶解于80 ml去離子水中，在500轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下攪拌至完全溶解；同時(shí)，配制溶液B: 5M的濃氨水溶液；將溶液
A加熱至9(TC，然后邊攪拌邊將溶液B滴加到溶液A中，直至pH-8，得到白 色沉淀；用去離子水和無(wú)水乙醇各洗滌白色沉淀3次，最后在70。C條件下，真 空干燥2小時(shí)。
圖1為本實(shí)施例制備的橢球狀氧化鋅的顯微形貌照片和X射線衍射(XRD) 圖譜。從圖l(a)和(b)中可以看出，氧化鋅橢球的長(zhǎng)軸平均尺寸為800 nm，短軸 平均尺寸為480 nm，分散性好，無(wú)團(tuán)聚。從圖l(c)中可以看出，所有衍射峰均 為ZnO的衍射峰，沒(méi)有其它雜峰出現(xiàn)，說(shuō)明所合成的ZnO沒(méi)有其它雜相。
實(shí)施例2
首先配制溶液A:將0.89 g Zn(N03)2.6H20溶解于80 ml去離子水中，在500 轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下攪拌至完全溶解；同時(shí)，配制溶液B: 5M的三乙醇胺溶液；將溶 液A加熱至70t:，然后邊攪拌邊將溶液B滴加到溶、液A中，直至pH-7，得到 白色沉淀；用去離子水和無(wú)水乙醇各洗滌白色沉淀3次，最后在6(TC條件下， 真空干燥2小時(shí)。
圖2為本實(shí)施例制備的橢球狀氧化鋅的形貌照片，從圖中可以看出，氧化 鋅橢球的長(zhǎng)軸平均尺寸為1410nm，短軸平均尺寸為1220nm，分散性好，無(wú)團(tuán)聚。
圖3為本實(shí)施例制備的橢球狀氧化鋅的EDS能譜，可以看出，除了Zn和O 沒(méi)有其它元素的能譜峰，可見(jiàn)己經(jīng)制備出高純ZnO。 實(shí)施例3
一種通過(guò)液相法制備橢球狀氧化鋅的方法，包括如下步驟
(1) 配制溶液A:將一定的草酸鋅溶解于去離子水中，在30轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速攪 拌下溶解，至完全透明，使得到濃度為0.001的溶液A;
(2) 配制溶液B:將氨水溶于一定量的去離子水中，在30轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速攪拌下 溶解，使得到濃度為0.001 M的溶液B;
(3) 將0.001M的A溶液加熱至50。C，在30轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌下，將0.001 M的B溶液滴加至A溶液中，至pH-6，得到白色沉淀；
(4) 將步驟(3)中得到的白色沉淀，先用去離子水洗滌，再用無(wú)水乙醇洗滌， 重復(fù)洗滌2次；最后在6(TC條件下常壓干燥，干燥時(shí)間為2小時(shí)，制得產(chǎn)品。
實(shí)施例4一種通過(guò)液相法制備橢球狀氧化鋅的方法，包括如下步驟
(1) 配制溶液A:將一定的硫酸鋅溶解于去離子水中，在120轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速攪 拌下溶解，至完全透明，使得到濃度為1M的溶液A;
(2) 配制溶液B:將氫氧化鈉溶于一定量的去離子水中，在120轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速
攪拌下溶解，使得到濃度為2 M的溶液B;
(3) 將1 M的A溶液加熱至60°C ，在120轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌下，將2M的 B溶液滴加至A溶液中，至pH-7，得到白色沉淀；
(4) 將步驟(3)中得到的白色沉淀，先用去離子水洗滌，再用無(wú)水乙醇洗滌， 重復(fù)洗滌3次；最后在7(TC條件下真空干燥，干燥時(shí)間為4小時(shí)，制得產(chǎn)品。
實(shí)施例5
一種通過(guò)液相法制備橢球狀氧化鋅的方法，包括如下步驟
(1) 配制溶液A:將一定的氯化鋅溶解于去離子水中，在240轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速攪
拌下溶解，至完全透明，使得到濃度為2M的溶液A;
(2) 配制溶液B:將三乙醇銨溶于一定量的去離子水中，在240轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速 攪拌下溶解，使得到濃度為4M的溶液B;
(3) 將2M的A溶液加熱至70°C ，在240轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌下，將4M的B 溶液滴加至A溶液中，至pH-8，得到白色沉淀；
(4辦步驟(3)中得到的白色沉淀，先用去離子水洗滌，再用無(wú)水乙醇洗滌， 重復(fù)洗滌4次；最后在8(TC條件下常壓干燥，干燥時(shí)間為6小時(shí)，制得產(chǎn)品。 實(shí)施例6
一種通過(guò)液相法制備橢球狀氧化鋅的方法，包括如下步驟
(1) 配制溶液A:將一定的溴化鋅溶解于去離子水中，在400轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速攪 拌下溶解，至完全透明，使得到濃度為3M的溶液A;
(2) 配制溶液B:將乙二胺溶于一定量的去離子水中，在400轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速攪 拌下溶解，使得到濃度為6M的溶液B;
(3) 將3 M的A溶液加熱至8(TC，在400轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌下，將6M的 B溶液滴加至A溶液中，至pH-9，得到白色沉淀；
(4) 將步驟(3)中得到的白色沉淀，先用去離子水洗滌，再用無(wú)水乙醇洗滌， 重復(fù)洗滌2次；最后在85t:條件下真空干燥，干燥時(shí)間為8小時(shí)，制得產(chǎn)品。
實(shí)施例7200910157597 一種通過(guò)液相法制備橢球狀氧化鋅的方法，包括如下步驟-
(1) 配制溶液A:將一定的醋酸鋅溶解于去離子水中，在600轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速攪 拌下溶解，至完全透明，使得到濃度為4M的溶液A;
(2) 配制溶液B:將六亞甲基四胺溶于一定量的去離子水中，在600轉(zhuǎn)/分鐘 轉(zhuǎn)速攪拌下溶解，使得到濃度為8 M的溶液B;
(3) 將4M的A溶液加熱至9(TC，在600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌下，將8M的 B溶液滴加至A溶液中，至pH-ll，得到白色沉淀；
(4) 將步驟(3)中得到的白色沉淀，先用去離子水洗滌，再用無(wú)水乙醇洗滌， 重復(fù)洗滌4次；最后在9(TC條件下常壓或者真空干燥，干燥時(shí)間為IO小時(shí)，制 得產(chǎn)品。
實(shí)施例8
一種通過(guò)液相法制備橢球狀氧化鋅的方法，包括如下步驟
(1) 配制溶液A:將一定的高氯酸鋅溶解于去離子水中，在800轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速 攪拌下溶解，至完全透明，使得到濃度為5M的溶液A;
(2) 配制溶液B:將六亞甲基四胺溶于一定量的去離子水中，在800轉(zhuǎn)/分鐘 轉(zhuǎn)速攪拌下溶解，使得到濃度為10 M的溶液B;
(3) 將5 M的A溶液加熱至IO(TC ，在800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌下，將10 MB 溶液滴加至A溶液中，至pH-14，得到白色沉淀；
(4) 將步驟(3)中得到的白色沉淀，先用去離子水洗滌，再用無(wú)水乙醇洗滌， 重復(fù)洗滌3次；最后在卯"C條件下常壓干燥，干燥時(shí)間為12小時(shí)，制得產(chǎn)品。
顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并 非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述 說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施 方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng) 仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
權(quán)利要求
1、一種橢球狀氧化鋅的制備方法，其特征在于，包括如下步驟將一定鋅鹽溶于水中，攪拌至澄清；然后，將該溶液加熱至50-100℃，邊攪拌邊向溶液中滴加堿性溶液，直至pH＝6-14，得到白色沉淀；過(guò)濾、洗滌、干燥后即得產(chǎn)品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種橢球狀氧化鋅的制備方法，其特征在于，包 括如下步驟(1) 配制溶液A:將一定的鋅鹽溶解于去離子水中，在30-800轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速攪 拌下溶解，至完全透明，使得到濃度為0.001-5 M的溶液A;(2) 配制溶液B:將堿性物質(zhì)溶于一定量的去離子水中，在30-800轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn) 速攪拌下溶解，使得到濃度為0.001-10 M的溶液B;(3) 將0.001-5 M的A溶液加熱至50-100'C,在30-800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌 下，將0.001-10M的B溶液滴加至A溶液中，至pH-6-14，得到白色沉淀；(4) 將步驟(3)中得到的白色沉淀，洗漆，干燥，制得產(chǎn)品。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種橢球狀氧化鋅的制備方法，其特征在于 所述的鋅鹽是醋酸鋅、草酸鋅、硫酸鋅、氯化鋅、溴化鋅、硝酸鋅或高氯酸 鋅。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種橢球狀氧化鋅的制備方法，其特征在于 所述的堿性物質(zhì)是氨水、氫氧化鈉、三乙醇銨、乙二胺或者六亞甲基四胺。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種橢球狀氧化鋅的制備方法，其特征在于所 述步驟(4)中所述的洗滌是先用去離子水洗滌，再用無(wú)水乙醇洗滌，重復(fù)洗滌2-4 次。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種橢球狀氧化鋅的制備方法，其特征在于所 述步驟(4)中所述的干燥是在60-9(TC條件下常壓或者真空干燥，干燥時(shí)間為2-12 小時(shí)。
全文摘要
一種橢球狀氧化鋅的制備方法，包括如下步驟將一定鋅鹽溶于水中，攪拌至澄清；然后，將該溶液加熱至50-100℃，邊攪拌邊向溶液中滴加堿性溶液，直至pH＝6-14，得到白色沉淀；過(guò)濾、洗滌、干燥后即得產(chǎn)品。本發(fā)明具有如下有益效果(1)過(guò)程中僅需要兩種原料，不需要加入其它反原料，減少了引入雜質(zhì)的機(jī)會(huì)，從而不會(huì)影響產(chǎn)品的純度。(2)制備過(guò)程溫和，不需要高溫、特殊氣氛保護(hù)、超聲和微波的輔助，所以所需設(shè)備簡(jiǎn)單，反應(yīng)速度快，更適于大規(guī)模生產(chǎn)。(3)制備的橢球狀氧化鋅尺寸均勻，分散性好。通過(guò)調(diào)節(jié)原料濃度可以得到長(zhǎng)、短軸為50-1000nm的橢球狀氧化鋅。
文檔編號(hào)C01G9/02GK101613121SQ20091015759
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月16日
發(fā)明者張大鳳, 蒲錫鵬, 賈麗萍, 鑫 邵 申請(qǐng)人:聊城大學(xué)