本發(fā)明涉及一種氧化鋅納米材料的摻雜方法。
背景技術(shù)：
氧化鋅納米材料由于具有較高的比表面積和良好的光電、光催化性能，在化學(xué)、物理學(xué)、光、電、磁、敏感性等方面具有一般氧化鋅產(chǎn)品無(wú)法比擬的特殊性能和新用途，納米氧化鋅作為一種新型功能材料在氣體檢測(cè)、橡膠、涂料、陶瓷、化妝品等領(lǐng)域展示出的引人注目的廣泛應(yīng)用及發(fā)展前景。
通常，ZnO屬于寬禁帶半導(dǎo)體材料，室溫下其發(fā)光峰位于380nm附近。通過(guò)在ZnO中引入S2-替代O2-可以在晶格中引入應(yīng)力，導(dǎo)致氧化鋅中的缺陷增多，可以調(diào)節(jié)氧化鋅的光學(xué)性質(zhì)和電學(xué)性質(zhì)，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，尤其在光催化和作為太陽(yáng)電池光陽(yáng)極材料，可以增加吸光范圍，作為氣敏材料，由于S2-的引入導(dǎo)致缺陷增多，可以增加材料活性位，進(jìn)而提升其靈敏度和選擇性。
本發(fā)明旨在開(kāi)發(fā)一種低成本、可批量生產(chǎn)的硫摻雜納米氧化鋅的制備方法，以改善其在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)單可行的制備硫摻雜納米氧化鋅的方法，該方法制備工藝簡(jiǎn)單，通過(guò)化學(xué)沉淀制備氧化鋅納米材料，利用氫氧化鈉和硫化鈉做沉淀劑，直接實(shí)現(xiàn)硫摻雜氧化鋅的制備，通過(guò)硫化鈉的添加量調(diào)節(jié)硫的摻雜比例，進(jìn)而調(diào)節(jié)其性能，使納米材料在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用更為簡(jiǎn)單。該方法制備工藝簡(jiǎn)單，重復(fù)性好，且有望實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
本發(fā)明的一種硫摻雜氧化鋅納米材料的制備方法包括如下步驟：
1)取適量鋅鹽(乙酸鋅，硝酸鋅，硫酸鋅中的一種或兩種)融入100mL去離子水中，鋅鹽的濃度為0.15～1.5M，向鋅鹽溶液中加入適量分散劑(偏磷酸鹽，檸檬酸鹽，硅酸鹽中的一種或兩種或三種)，鋅鹽與分散劑的摩爾比為1～10:0.5～1，攪拌待分散劑完全溶解，將溶液加熱至40～80℃，加熱攪拌30min；
2)按氫氧化鈉與鋅鹽的摩爾比為4～8:1稱取氫氧化鈉(或氫氧化鉀)，硫化鈉與鋅鹽的摩爾比為1～5:100稱取硫化鈉，然后溶于40mL去離子水中，然后將氫氧化鈉和硫化鈉的混合溶液滴加入步驟1所得鋅前驅(qū)體溶液中，攪拌反應(yīng)20～30min；
3)反應(yīng)結(jié)束后，取沉淀，于烘箱中60℃干燥，即可得硫摻雜氧化鋅納米材料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：利用硫摻雜氧化鋅調(diào)節(jié)氧化鋅材料的禁帶寬度和晶格缺陷，制備方法上創(chuàng)新性的采取硫化鈉與氫氧化鈉的混合溶液作為沉淀劑，用沉淀法一步合成硫摻雜氧化鋅納米材料，然后采用滴加的方式加入以調(diào)控成核和生長(zhǎng)過(guò)程；本發(fā)明采用的制備方法操作簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、重復(fù)性好，可輕松調(diào)節(jié)氧化鋅的光學(xué)和電學(xué)性能，可以提升性能以及拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的硫摻雜氧化鋅顆粒的SEM圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：稱取15mmol的乙酸鋅融入100mL去離子水中，然后加入3mmol的檸檬酸鈉，攪拌待檸檬酸鈉完全溶解，將溶液加熱至40℃，加熱攪拌30min；取100mmol的氫氧化鈉和0.3mmol的硫化鈉溶于40mL去離子水中，然后將硫化鈉和氫氧化鈉的混合溶液滴加入鋅鹽前驅(qū)體溶液中，攪拌反應(yīng)20min，取沉淀，于烘箱中60℃干燥。
實(shí)施例2：稱取100mmol的乙酸鋅(或硫酸鋅)融入100mL去離子水中，然后加入10mmol的檸檬酸鈉，攪拌待檸檬酸鈉完全溶解，將溶液加熱至80℃，加熱攪拌30min；取400mmol的氫氧化鈉和5mmol的硫化鈉溶于去離子水中，然后將硫化鈉和氫氧化鈉的混合溶液滴加入鋅鹽前驅(qū)體溶液中，攪拌反應(yīng)20min，取沉淀，于烘箱中60℃干燥。
實(shí)施例3：稱取80mmol的乙酸鋅(或硫酸鋅)融入100mL去離子水中，然后加入30mmol的偏磷酸鈉，攪拌待偏磷酸鈉完全溶解，將溶液加熱至60℃，加熱攪拌30min；取300mmol的氫氧化鈉和2mmol的硫化鈉溶于40mL去離子水中，然后將硫化鈉和氫氧化鈉的混合溶液滴加入鋅鹽前驅(qū)體溶液中，攪拌反應(yīng)20min，取沉淀，于烘箱中60℃干燥。