專利名稱：氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米管異質(zhì)結(jié)及制法，尤其是一種氧化鋅與 碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)及其制備方法。
背景技術(shù)：
氧化鋅是一種重要的半導(dǎo)體功能材料，屬于電子導(dǎo)電型(n型) 半導(dǎo)體，具有優(yōu)良的光催化、氣敏、壓敏和電磁波等特性，而具備納米尺寸 的不同形態(tài)的氧化鋅納米材料，在光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、催化以及傳感器等方 面更是具有廣闊的應(yīng)用前景。人們?yōu)榱双@得它，做出了不懈的努力，如在2005 年11月出版的《無機(jī)材料學(xué)報(bào)》第20卷第6期中"氧化鋅納米線/管陣列的 溶膠-凝膠模板法制備與表征" 一文曾公開了一種氧化鋅納米線/管及其制備 方法，其中，氧化鋅納米線/管為直徑約15、 30、 50、 60nm的有序氧化鋅納 米線/管陣列，制備方法采用溶膠-凝膠法在氧化鋁模板的孔洞中制備出高度 有序的氧化鋅納米線/管陣列。但是，無論是氧化鋅納米管，還是其制備方法 均存在著不足之處，首先，若欲將氧化鋅納米管賦予實(shí)際應(yīng)用，面臨著如何 將具有半導(dǎo)體性能的氧化鋅納米管與其它電子元器件或部件進(jìn)行電連接的技 術(shù)難題。碳納米管雖有著很好的機(jī)械性能和良好的導(dǎo)電性能，其抗拉力比鋼 高出100余倍，極適宜于在各種微電子器件中應(yīng)用，然而，其與氧化鋅納米 管的電連接目前仍為人們亟待解決的難題；其次，制備方法不能制出由氧化 鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提 供一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便的氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)。本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問題為提供一種氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異 質(zhì)結(jié)的制備方法。為解決本發(fā)明的技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為氧化鋅與碳構(gòu)成的納 米管異質(zhì)結(jié)包括氧化鋅納米管和碳納米管，特別是所說氧化鋅納米管與所說 碳納米管連接成一維異質(zhì)納米管。作為氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的氧化鋅納米 管的兩端均與碳納米管連接成一維異質(zhì)納米管；所述的一維異質(zhì)納米管的管 徑為10~100nm、管壁厚為5~10nm;所述的一維異質(zhì)納米管位于氧化鋁模板 中。為解決本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)問題，所釆用的另一個(gè)技術(shù)方案為氧化鋅 與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)的制備方法包括二次陽極化法、電沉積法和化學(xué)氣 相沉積法，特別是它是按以下步驟完成的(a)先將鋁片置于濃度為0.2~ 0.4M的酸溶液中，于直流電壓為20 60v下陽極氧化4 10h，再將其于溫度 為50 - 70。C的4-8wt呢磷酸和1. 6 2wtyo鉻酸的混和溶液中浸泡8~12h，接 著，將其再次于同樣的工藝條件下進(jìn)行第二次陽極化后，先用氯化銅或氯化 錫溶液去除背面未氧化的鋁，再用3-7wt96的磷酸溶液腐蝕掉位于孔底部的 氧化鋁障礙層，得到孔徑為10 100nm的通孔氧化鋁模板；(b)用電子?xùn)|蒸 發(fā)法于通孔氧化鋁模板的一面蒸鍍20 - 50nm厚的金膜后，先將其置于電鍍液 中在1.5 2.5mA/cm2的恒電流下電沉積30 70min,其中，電鍍液的成分為 80g/L ZnS04 7H20和20g/L跳,其pH為用稀硫酸調(diào)整至2. 5 ~ 3. 5，再將 其置于300 - 40(TC下氧化30~40h; (c)先將含有氧化鋅納米管的氧化鉬模 板置于600 70(TC下的氬氣氛中，再將其置于乙炔與氬氣的混合氣氛中于 600 70(TC下保溫l~3h，之后，將其置于強(qiáng)堿溶液中腐蝕掉氧化鋁模板， 制得氧化鋅納米管與碳納米管連接成一維異質(zhì)納米管的氧化鋅與碳構(gòu)成的納 米管異質(zhì)結(jié)。作為氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)的制備方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的 鋁片的純度為>99.9%;所述的酸為草酸或磷酸或硫酸；所述的乙炔與氬氣的 混合氣氛為乙炔與氬氣的比例為1: 10;所述的強(qiáng)堿溶液為氫氧化鈉溶液或 氫氧化鉀溶液；所述的于氧化鋁模板的通孔中電沉積鋅納米管后，先用4~ 6wty。的稀硫酸溶液腐蝕氧化鋁模板中沉積有鋅納米管的一面2~4min,再用 蒸餾水或去離子水清洗并干燥，然后再對其進(jìn)行氧化處理，制得氧化鋅納米 管的兩端均與碳納米管連接成一維異質(zhì)納米管的氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異 質(zhì)結(jié)。相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，其一，對制得的一維異質(zhì)納米管分別使 用場發(fā)射掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡和能譜測試儀來進(jìn)行表征，從得 到的掃描電鏡照片、透射電鏡照片和掃描能譜圖可知，眾多的納米管呈有序
排列的陣列狀，其中，納米管是由三種不同的物質(zhì)構(gòu)成，即由碳、氧化鋅和碳構(gòu)成，其管徑為10~100nm、管壁厚為5-10nm，其中的氧化鋅納米管為多 晶結(jié)構(gòu)。異質(zhì)結(jié)是由氧化鋅納米管與碳納米管連接構(gòu)成的，其連接方式有兩 種， 一為氧化鋅納米管的一端與碳納米管的一端相連接，另一為氧化鋅納米 管的兩端均與碳納米管相連接。其存在方式也為兩種， 一為單獨(dú)存在，另一 為存在于氧化鋁模板之中；其二，制備方法科學(xué)、合理，針對氧化鋅納米管 電連接的難題，將二次陽極化法、電沉積法和化學(xué)氣相沉積法有機(jī)地揉合于 一體，使半導(dǎo)體氧化鋅納米管與碳納米管連接起來，形成了一維異質(zhì)納米管 的結(jié)構(gòu)，既克服了碳納米管在計(jì)算機(jī)芯片、傳感器和許多其他微電子設(shè)備應(yīng) 用方面存在的主要障礙，又為這種新型的異質(zhì)納米管在燃料電池催化制氫、太陽能染料敏化電池以及光電器件等方面的潛在應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)；其三，制 備方法易于實(shí)施，適于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。作為有益效果的進(jìn)一步體現(xiàn), 一是氧化鋅納米管的兩端優(yōu)選為均與碳納 米管連接成一維異質(zhì)納米管，拓展了其應(yīng)用的領(lǐng)域和范圍；二是一維異質(zhì)納米管的管徑優(yōu)選為10~100mn、管壁厚優(yōu)選為5~10nm，既利于氧化鋅納米性能 的充分發(fā)揮，又便于制備，還易于實(shí)際應(yīng)用；三是一維異質(zhì)納米管位于氧化 鋁模板中，利于其的實(shí)際使用；四是酸優(yōu)選為草酸或磷酸或硫酸，不僅使得 原料的來源較為豐富，還使制備工藝更易實(shí)施且靈活；五是乙炔與氬氣的混 合氣氛優(yōu)選為乙炔與氬氣的比例為1: 10，除利于碳納米管的成形之外，還 確保了碳納米管的質(zhì)量；六是于氧化鋁模板的通孔中電沉積鋅納米管后，先 用4 ~ 6wt。/。的稀硫酸溶液腐蝕氧化鋁模板中沉積有鋅納米管的 一面2 ~ 4min,再用蒸餾水或去離子水清洗并干燥，然后再對其進(jìn)行氧化處理，此工藝確保 了氧化鋅納米管的兩端均能與碳納米管相連接，而得到質(zhì)量穩(wěn)定的一維異質(zhì) 納米管。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。 圖l是對制得的一維異質(zhì)納米管使用日本JEOL 6700型場發(fā)射掃描電子 顯微鏡(SEM)觀測后攝得的SEM照片。照片中的左側(cè)圖片為低倍照片，可見 其從上到下由黑自相間的三段組成，其中，上部的黑色部分對應(yīng)的是碳納米 管，中部的白色部分對應(yīng)于氧化鋅納米管，下部的黑色部分對應(yīng)于碳納米管。
照片中的右側(cè)圖片為左側(cè)圖片中相應(yīng)圓框部分的高倍照片，其中，右上圖片 為左側(cè)圖片上部圓框部分的放大照片，由其可以清楚地看到碳納米管與氧化 鋅納米管相連接的部位，右下圖片為左側(cè)圖片下部圓框部分的放大照片，由 其可看到氧化鋅納米管與碳納米管相連接的部位，也可以看到破碎的氧化鋅納米管的端部；圖2是對制得的一維異質(zhì)納米管使用JEM-200CX型透射電子顯微鏡(TEM) 觀測后攝得的TEM照片，其中，圖2a為碳納米管與氧化鋅納米管連接部分的 TEM照片，圖2b為氧化鋅納米管部分的選區(qū)電子衍射斑點(diǎn)；圖3~圖5是對制得的一維異質(zhì)納米管使用美國FEI公司的Sirion 200FEG型場發(fā)射掃描電子顯微鏡及所附帶的能譜(EDS)測試儀對其進(jìn)行觀 測與選定點(diǎn)掃描后所得到的SEM照片和EDS結(jié)果圖，其中，EDS結(jié)果圖中的 右圖均為SEM照片，SEM照片中的亮點(diǎn)為所選定的能譜測試點(diǎn)，對該點(diǎn)的測 試結(jié)果顯示于EDS結(jié)果圖中。圖3中的該點(diǎn)位于一維異質(zhì)納米管的上部，由 其EDS結(jié)果圖可知，能譜測試點(diǎn)處的主要成分是碳，其余的氧、鋅、鋁是試 樣腐蝕后殘留的雜質(zhì)污染，說明其上部是由碳納米管組成。圖4中的該點(diǎn)位 于一維異質(zhì)納米管的中部，由其EDS結(jié)果圖可知，能譜測試點(diǎn)處的主要成分 是鋅和氧，其中的鋁是溶解氧化鋁模板獲得的，碳是由上、兩部分碳管引起 的，說明其中部是由氧化鋅納米管組成。圖5中的該點(diǎn)位于一維異質(zhì)納米管 的下部，由其EDS結(jié)果圖可知，能譜測試點(diǎn)處的主要成分是碳，其余的氧、 鋅、鋁是試樣腐蝕后殘留的雜質(zhì)污染，說明其下部是由碳納米管組成。
具體實(shí)施方式
首先用常規(guī)方法制得或從巿場購得鋁片、作為酸的草酸、 磷酸和硫酸、作為強(qiáng)堿溶液的氫氧化鈉溶液和氫氧化鉀溶液、乙炔、氬氣、 蒸餾水和去離子水，以及鉻酸、氯化銅溶液和氯化錫溶液。接著，實(shí)施例l:按以下步驟依次完成制備a)先將鋁片置于濃度為0. 2M的 酸溶液中，于直流電壓為20v下陽極氧化10h,再將其于溫度為5(TC的4wt% 磷酸和1. 6wt96鉻酸的混和溶液中浸泡12h;其中，鋁片的純度為>99. 9%,酸 為草酸。接著，將其再次于同樣的工藝條件下進(jìn)行第二次陽極化后，先用氯 化錫溶液去除背面未氧化的鋁，再用3wty。的磷酸溶液腐蝕掉位于孔底部的氧 化鋁障礙層，得到孔徑為30nm的通孔氧化鋁模板。b)先用電子束蒸發(fā)法于
通孔氧化鋁模板的一面蒸鍍20nm厚的金膜后，再將其置于電鍍液中在 1.5mA/cm2的恒電流下電沉積70min,其中，電鍍液的成分為80g/L ZnS04 . 7H2O和20g/L H3B03，其pH為用稀硫酸調(diào)整至2. 5。然后，先用4wt。/。的稀硫 酸溶液腐蝕氧化鋁模板中沉積有鋅納米管的一面4min，再用去離子水清洗并 干燥。之后，將其置于30(TC下氧化40h。 c)先將含有氧化鋅納米管的氧化 鋁模板置于600'C下的氬氣氛中，再將其置于乙炔與氬氣的混合氣氛中于 600匸下保溫3h,其中，乙炔與氬氣的混合氣氛為乙炔與氬氣的比例為1: 10。 之后，將其置于強(qiáng)堿溶液中腐蝕掉氧化鋁模板，其中，強(qiáng)堿溶液為氫氧化鈉 溶液。制得如圖l、圖2、圖3、圖4和圖5所示的氧化鋅納米管的兩端均與 碳納米管連接成一維異質(zhì)納米管的氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)。實(shí)施例2:按以下步驟依次完成制備a)先將鋁片置于濃度為0.25M 的酸溶液中，于直流電壓為30v下陽極氧化8h，再將其于溫度為55'C的5wt呢 磷酸和l. 7wt呢鉻酸的混和溶液中浸泡llh;其中，鋁片的純度為>99.9%，酸為草酸。接著，將其再次于同樣的工藝條件下進(jìn)行第二次陽極化后，先用氯 化錫溶液去除背面未氧化的鋁，再用4wt9&的磷酸溶液腐蝕掉位于孔底部的氧 化鋁障礙層，得到孔徑為40nm的通孔氧化鋁模板。b)先用電子束蒸發(fā)法于 通孔氧化鋁模板的一面蒸鍍30nm厚的金膜后，再將其置于電鍍液中在 1. 8mA/cm2的恒電流下電沉積60min,其中，電鍍液的成分為80g/L ZnS04 . 7H2O和20g/L H3B03，其pH為用稀硫酸調(diào)整至2. 8。然后，先用4. 5wt。/。的稀 硫酸溶液腐蝕氧化鋁模板中沉積有鋅納米管的一面3.5min,再用去離子水清 洗并干燥。之后，將其置于33(TC下氧化38h。 c)先將含有氧化鋅納米管的 氧化鋁模板置于63(TC下的氬氣氛中，再將其置于乙炔與氬氣的混合氣氛中 于63(TC下保溫2.5h，其中，乙炔與氬氣的混合氣氛為乙炔與氬氣的比例為 1: 10。之后，將其置于強(qiáng)堿溶液中腐蝕掉氧化鋁模板，其中，強(qiáng)堿溶液為氫 氧化鈉溶液。制得如圖l、圖2、圖3、圖4和圖5所示的氧化鋅納米管的兩 端均與碳納米管連接成一維異質(zhì)納米管的氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)。實(shí)施例3:按以下步驟依次完成制備a)先將鋁片置于濃度為0. 3M的 酸溶液中，于直流電壓為40v下陽極氧化7h，再將其于溫度為6(TC的6wt% 磷酸和1. 8wt9&鉻酸的混和溶液中浸泡10h;其中，鋁片的純度為>99. 9%，酸為草酸。接著，將其再次于同樣的工藝條件下進(jìn)行第二次陽極化后，先用氯化錫溶液去除背面未氧化的鋁，再用5wty。的磷酸溶液腐蝕掉位于孔底部的氧 化鋁障礙層，得到孔徑為60mn的通孔氧化鋁模板。b)先用電子?xùn)|蒸發(fā)法于 通孔氧化鋁模板的一面蒸鍍35mn厚的金膜后，再將其置于電鍍液中在 2mA/cm2的恒電流下電沉積50min，其中，電鍍液的成分為80g/L ZnS04 . 7H20 和20g/L H3B03，其pH為用稀硫酸調(diào)整至3。然后，先用5wt"/。的稀硫酸溶液 腐蝕氧化鋁模板中沉積有鋅納米管的一面3min，再用去離子水清洗并干燥。 之后，將其置于35(TC下氧化35h。 c)先將含有氧化鋅納米管的氧化鋁模板 置于650t:下的氬氣氛中，再將其置于乙炔與氬氣的混合氣氛中于65(TC下保 溫2h，其中，乙炔與氬氣的混合氣氛為乙炔與氬氣的比例為1: 10。之后， 將其置于強(qiáng)堿溶液中腐蝕掉氧化鋁模板，其中，強(qiáng)堿溶液為氫氧化鈉溶液。 制得如圖l、圖2、圖3、圖4和圖5所示的氧化鋅納米管的兩端均與碳納米 管連接成一維異質(zhì)納米管的氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)。實(shí)施例4:按以下步驟依次完成制備a)先將鋁片置于濃度為0. 35M 的酸溶液中，于直流電壓為50v下陽極氧化5h,再將其于溫度為65"C的7wt% 磷酸和1. 9wt9&鉻酸的混和溶液中浸泡9h;其中，鉬片的純度為> 99. 9%,酸 為草酸。接著，將其再次于同樣的工藝條件下進(jìn)行第二次陽極化后，先用氯 化錫溶液去除背面未氧化的鋁，再用6wt呢的磷酸溶液腐蝕掉位于孔底部的氧 化鋁障礙層，得到孔徑為80mn的通孔氧化鋁模板。b)先用電子?xùn)|蒸發(fā)法于 通孔氧化鋁模板的一面蒸鍍40nm厚的金膜后，再將其置于電鍍液中在 2. 3mA/cm2的恒電流下電沉積40min，其中，電鍍液的成分為80g/L ZnS04 . 7H20和20g/L H3B03，其pH為用稀硫酸調(diào)整至3. 3。然后，先用5. 5wt。/。的稀 硫酸溶液腐蝕氧化鋁模板中沉積有鋅納米管的一面2. 5min，再用去離子水清 洗并干燥。之后，將其置于38(TC下氧化33h。 c)先將含有氧化鋅納米管的 氧化鋁模板置于680。C下的氬氣氛中，再將其置于乙炔與氬氣的混合氣氛中 于68(TC下保溫1.5h,其中，乙炔與氬氣的混合氣氛為乙炔與氬氣的比例為 1: 10。之后，將其置于強(qiáng)堿溶液中腐蝕掉氧化鋁模板，其中，強(qiáng)堿溶液為氬 氧化鈉溶液。制得如圖l、圖2、圖3、圖4和圖5所示的氧化鋅納米管的兩 端均與碳納米管連接成一維異質(zhì)納米管的氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)。
實(shí)施例5:按以下步驟依次完成制備a)先將鋁片置于濃度為0. 4M的 酸溶液中，于直流電壓為60v下陽極氧化4h，再將其于溫度為7(TC的8wt% 磷酸和2wt呢鉻酸的混和溶液中浸泡8h;其中，鋁片的純度為>99. 9%,酸為 草酸。接著，將其再次于同樣的工藝條件下進(jìn)行第二次陽極化后，先用氯化 錫溶液去除背面未氧化的鋁，再用7wt9&的磷酸溶液腐蝕掉位于孔底部的氧化 鋁障礙層，得到孔徑為100nm的通孔氧化鋁模板。b)先用電子?xùn)|蒸發(fā)法于 通孔氧化鋁模板的一面蒸鍍50nm厚的金膜后，再將其置于電鍍液中在 2. 5mA/cm2的恒電流下電沉積30min,其中，電鍍液的成分為80g/L ZnS04 . 7H20和20g/L H肌，其pH為用稀硫酸調(diào)整至3. 5。然后，先用6wt。/n的稀硫 酸溶液腐蝕氧化鋁模板中沉積有鋅納米管的一面2min,再用去離子水清洗并 干燥。之后，將其置于40(TC下氧化30h。 c)先將含有氧化鋅納米管的氧化 鋁模板置于70(TC下的氬氣氛中，再將其置于乙炔與氬氣的混合氣氛中于 70(TC下保溫lh,其中，乙炔與氬氣的混合氣氛為乙炔與氬氣的比例為1: 10。 之后，將其置于強(qiáng)堿溶液中腐蝕掉氧化鋁模板，其中，強(qiáng)堿溶液為氫氧化鈉 溶液。制得如圖l、圖2、圖3、圖4和圖5所示的氧化鋅納米管的兩端均與 碳納米管連接成一維異質(zhì)納米管的氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)。再分別選用作為酸的磷酸或硫酸、作為強(qiáng)堿溶液的氬氧化鉀溶液、蒸餾 水，以及選用鉻酸、氯化銅溶液，重復(fù)上述實(shí)施例1~5，同樣制得如圖1~5 所示的氧化鋅納米管的兩端均與碳納米管連接成一維異質(zhì)納米管的氧化鋅與 碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)。若欲獲得位于氧化鋁模板中的一維異質(zhì)納米管，只需在步驟c)中省卻 將通孔中置有一維異質(zhì)納米管陣列的氧化鋁模板置于強(qiáng)堿溶液中腐蝕的過程 即可。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明的氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì) 結(jié)及其制備方法進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣， 倘若對本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之 內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)，包括氧化鋅納米管和碳納米管，其特征在于所說氧化鋅納米管與所說碳納米管連接成一維異質(zhì)納米管。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)，其特征是 氧化鋅納米管的兩端均與碳納米管連接成一維異質(zhì)納米管。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)，其特 征是一維異質(zhì)納米管的管徑為10~100nm、管壁厚為5~10nm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)，其特征是 一維異質(zhì)納米管位于氧化鋁模板中。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)的制備方法， 包括二次陽極化法、電沉積法和化學(xué)氣相沉積法，其特征在于是按以下步驟 完成的(a)先將鋁片置于濃度為0.2 0.4M的酸溶液中，于直流電壓為20 ~ 60v下陽極氧化4~10h,再將其于溫度為50-7(TC的4 ~ 8wt呢磷酸和1. 6 ~ 2wt呢鉻酸的混和溶液中浸泡8~12h，接著，將其再次于同樣的工藝條件下進(jìn) 行第二次陽極化后，先用氯化銅或氯化錫溶液去除背面未氧化的鋁，再用3~ 7識1%的磷酸溶液腐蝕掉位于孔底部的氧化鋁障礙層，得到孔徑為10~100nm 的通孔氧化鋁模板；(b )用電子束蒸發(fā)法于通孔氧化鋁模板的 一面蒸鍍20 ~ 50nm厚的金膜 后，先將其置于電鍍液中在1. 5~2. 5mA/cm2的恒電流下電沉積30~70min， 其中，電鍍液的成分為80g/L ZnS04 . 7仏0和20g/L H3B03,其pH為用稀硫酸 調(diào)整至2. 5~ 3. 5,再將其置于300 400。C下氧化30~40h;(c)先將含有氧化鋅納米管的氧化鋁模板置于600 70(TC下的氬氣氛 中，再將其置于乙炔與氬氣的混合氣氛中于600 70(TC下保溫l 3h，之后， 將其置于強(qiáng)堿溶液中腐蝕掉氧化鋁模板，制得氧化鋅納米管與碳納米管連接 成一維異質(zhì)納米管的氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)的制備方法， 其特征是鋁片的純度為>99. 9%。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)的制備方法， 其特征是酸為草酸或磷酸或硫酸。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)的制備方法， 其特征是乙炔與氬氣的混合氣氛為乙炔與氬氣的比例為1: 10。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)的制備方法, 其特征是強(qiáng)堿溶液為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。
10、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)的制備方法, 其特征是于氧化鋁模板的通孔中電沉積鋅納米管后，先用4 6wt。/。的稀硫酸 溶液腐蝕氧化鋁模板中沉積有鋅納米管的一面2 4min，再用蒸餾水或去離 子水清洗并干燥，然后再對其進(jìn)行氧化處理，制得氧化鋅納米管的兩端均與 碳納米管連接成一維異質(zhì)納米管的氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)及其制備方法。異質(zhì)結(jié)為氧化鋅納米管與碳納米管連接成一維異質(zhì)納米管；方法為(a)使用二次陽極化法獲得孔徑為10～100nm的通孔氧化鋁模板；(b)依次使用電子束蒸發(fā)法、電沉積法、可控的選擇性腐蝕法和金屬氧化技術(shù)得到位于氧化鋁模板中的氧化鋅納米管；(c)先使用化學(xué)氣相沉積法在氧化鋅納米管的端面沉積碳納米管，再將其置于強(qiáng)堿溶液中腐蝕掉氧化鋁模板，制得氧化鋅納米管與碳納米管連接成一維異質(zhì)納米管的氧化鋅與碳構(gòu)成的納米管異質(zhì)結(jié)。它克服了碳納米管在計(jì)算機(jī)芯片、傳感器和許多其他微電子設(shè)備應(yīng)用方面存在的主要障礙，可廣泛用于燃料電池催化制氫、太陽能染料敏化電池以及光電器件等領(lǐng)域。
文檔編號H01L31/18GK101393939SQ20071013310
公開日2009年3月25日 申請日期2007年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月20日
發(fā)明者劉建雄, 敏 葉, 孔明光, 孟國文, 張立德, 朱曉光, 楊大馳, 趙相龍, 韓方明 申請人:中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院