大。
[0046]實施例6:
[0047]與實施例1步驟相同，但反應體系擴大為原來的3倍，具體為加入二水合醋酸鋅0.3294克、水62.4毫升、CTAB 0.6克、二甲基亞砜87.6毫升，冷卻時間為lh。其掃描電鏡和透射電鏡下觀測到的形貌、結構以及選區電子衍射圖譜分別如圖12-14所示，可見，產物為尺寸均一、單分散的雙層規則六邊形ZnO納米印章，印章一面的中心為六角星形狀，另一面中心為圓柱狀突起。直徑0.85?1.07口111，厚度493?719111110
[0048]實施例7:
[0049]與實施例6步驟相同，但反應體系擴大為原來的6倍，具體為加入二水合醋酸鋅
0.6588克、水125毫升、CTAB 1.2克、二甲基亞砜175毫升，且反應時間為3h。所得產物在掃描電鏡下觀測到的形貌如圖15所示，可見，產物為尺寸均一、單分散的雙層規則六邊形ZnO納米印章，印章兩面均為六角星形狀，直徑1.09?1.55μηι，厚度0.9?1.09μηι。
[0050]實施例8:
[0051]與實施例1步驟相同，但冷卻時間是Oh。所得產物在掃描電鏡下觀測到的形貌如圖16所示，可見，產物為尺寸均一、單分散的規則六邊形ZnO片，在其表面吸附有小納米顆粒，片的直徑362?430nm，厚度140?210nmo
[0052]實施例9:
[0053]與實施例1步驟相同，但冷卻時間是5h。所得產物在掃描電鏡下觀測到的形貌如圖17所示，可見，產物為均一、單分散的規則六邊形ZnO納米碗，邊角圓潤，直徑147?222nm，厚度47?78nm。
[0054]實施例10:
[0055]與實施例1步驟相同，但CTAB的量為0，且冷卻時間為4h。所得產物在掃描電鏡下觀測到的形貌如圖18所示，可見，產物為尺寸均一、單分散的規則六邊形片狀ZnO，直徑73?154nm0
[0056]實施例11:
[0057]與實施例10步驟相同，但CTAB的量為0.3克。所得產物在掃描電鏡下觀測到的形貌如圖19所示，可見，產物為均一、單分散的規則六邊形ZnO納米碗，有少量納米環，棱角分明，直徑136?205nm，厚度39?52nm。
[0058]實施例12:
[0059]與實施例1步驟相同，但二甲基亞砜的質量濃度為50%，即水的量為24.1毫升，DMSO的量為25.9毫升，且反應時間為3h，冷卻時間為0.5h。所得產物在掃描電鏡下觀測到的形貌如圖20所示，可見，產物為均一、單分散的雙層規則六邊形ZnO疊片，大片直徑653?942nm，小片直徑523?802nm，整體厚度0.92?I.04μπι。
[0060]實施例13:
[0061]與實施例12步驟相同，但二甲基亞砜的質量濃度為70%，即水的量為15.6毫升，DMSO的量為34.4毫升。所得產物在掃描電鏡下觀測到的形貌如圖21所示，可見，產物為均一、單分散的齒輪狀ΖηΟ，直徑366?546nm，厚度148?203nm。這表明DMSO的質量分數增加對ZnO的刻蝕作用增強。
[0062]實施例14:
[0063]與實施例1步驟相同，但采用油浴加熱，且反應時間是lh。所得產物為白色，其物相、掃描電鏡和透射電鏡下觀測到的形貌、結構、選區電子衍射圖譜以及光催化降解羅丹明B的降解圖分別如圖22-26所示，可見，產物為單分散的規則六邊形ZnO納米碗和納米環的混合物，其中納米環的內徑77?290nm，外徑160?440nm，高88?425nm。
[0064]實施例15:
[0065]與實施例14步驟相同，但反應時間是1.5h。如圖27所示，可見，產物為單分散的規則六邊形ZnO納米碗和納米環的混合物，其中納米環的內徑76?512nm，外徑172?601nm，高98?610nmo
[0066]實施例16:
[0067]與實施例14步驟相同，但反應溫度為60°C。所得產物在掃描電鏡下觀測到的形貌如圖28所示，可見，產物為單分散的規則六邊形ZnO納米環，環的內徑48?190nm，外徑136?293nm，高88?296nm0
[0068]實施例17:
[0069]與實施例14步驟相同，但CTAB的量為O。所得產物在掃描電鏡下觀測到的形貌如圖29所示，可見，產物為單分散規則六邊形雙層柱狀ZnO納米顆粒和ZnO納米環的混合物，其中納米環的內徑164?531nm，外徑313?648nm，高143?523nm。
[0070]實施例18:
[0071 ]與實施例14步驟相同，但CTAB的量為0.4。所得產物在掃描電鏡下觀測到的形貌如圖30所示，可見，產物為單分散規則六邊形ZnO納米環，環的內徑72?255nm，外徑111?387nm，高66?260nmo
[0072]實施例19:
[0073]與實施例14步驟相同，但冷卻時間為5h。所得產物在掃描電鏡下觀測到的形貌如圖31所示，可見，產物為單分散規則六邊形ZnO納米環，環的內徑74?360nm，外徑135?473nm，高86?486nm。
[0074]實施例20:
[0075]與實施例14步驟相同，但采用微波加熱方式，反應體系縮小為原來的0.6倍，具體為加入二水合醋酸鋅0.0659克、水12.5毫升、CTAB 0.12克、二甲基亞砜17.5毫升，且冷卻時間為5h。所得產物在掃描電鏡下觀測到的形貌如圖32所示，可見，產物主要為ZnO納米環，環的內徑95?191]1111，外徑196?27911111，高53?125111110
[0076]實施例21:
[0077]與實施例20步驟相同，但反應時間為0.5h，且冷卻時間為3h。所得產物在掃描電鏡觀測到的形貌如圖33所示，可見，產物主要為ZnO納米環，環的內徑189?271nm，外徑237?340nm，高97?180nmo
[0078]實施例22:
[0079]與實施例20步驟相同，但反應溫度為90°C。所得產物在掃描電鏡觀測到的形貌如圖34所示，可見，產物為均一、單分散蘑菇狀ZnO碗。直徑289?435nm，蘑菇頭部厚度103?149nm。
[0080]本發明提供的單分散ZnO微納米材料，以及由上述實施例制備的單分散ZnO微納米材料，均具有單分散性和均一性好，以及形貌和尺寸可調等特性，在光催化、壓電效應、光電子學、光電轉換或氣敏領域中將具有廣泛的應用前景。
[0081]本發明提供的上述的單分散ZnO微納米材料的制備方法，其在制備ZnO復合物中的應用。
【主權項】
1.一種單分散ZnO微納米材料，其特征在于該ZnO微納米材料為單晶結構，其形貌為六邊形片、碗、印章或環，其中片、碗和印章的直徑為0.73?1.55μηι，厚為0.37?1.09μηι;環的內徑48?531nm，外徑111?648nm，高53?610nm，組分為六角纖鋅礦結構。2.如權利要求1所述的單分散ZnO微納米材料，其特征在于采用混合溶劑液相沉淀和刻蝕法制備，即:以醋酸鋅為鋅源、二甲基亞砜為堿和刻蝕劑、水和二甲基亞砜做混合溶劑，通過液相沉淀得到ZnO六邊形片，隨后利用二甲基亞砜在ZnO六邊形片即0001面上的優先吸附和刻蝕反應來制備ZnO六邊形碗、環或印章。3.權利要求1或2所述的單分散ZnO微納米材料，其在光催化、壓電效應、光電子學、光電轉換或氣敏領域中的應用。4.一種單分散ZnO微納米材料的制備方法，其特征在于: 采用烘箱加熱的液相沉淀和刻蝕方法，具體是:按化學計量比先將鋅鹽、表面活性劑、水三種原料添加到燒杯中攪拌15?30分鐘；再將二甲基亞砜加入到混合液中攪拌30分鐘；然后將燒杯密封并放到烘箱中在60?90°C反應I?3小時，在室溫下冷卻O?5小時，最后用水和乙醇離心洗滌，經干燥得到所述單分散ZnO微納米材料； 或者， 采用油浴加熱的液相沉淀和刻蝕方法，具體是:先將鋅鹽、表面活性劑、水按一定的化學計量比添加到燒杯中攪拌15?30分鐘；再將二甲基亞砜加入到混合液中攪拌30分鐘；然后將燒杯密封并放到油浴鍋中在60?70°C反應I?1.5小時，在室溫下冷卻3?5小時，最后用水和乙醇離心洗滌，經干燥得到所述單分散ZnO納米環； 或者， 采用微波加熱的液相沉淀和刻蝕方法，具體是:先按化學計量比先將鋅鹽、表面活性劑、水添加到微波反應罐中攪拌15?30分鐘，再將二甲基亞砜加入到混合液中攪拌30分鐘；然后將微波反應罐放入微波反應器中在70?90 °C反應0.5?I小時，冷卻3?5小時，最后用乙醇離心洗滌，經干燥得到所述單分散ZnO納米環或碗； 上述三種方法所得到的單分散ZnO納米材料，其形貌為六邊形片、碗、印章或環，其中片、碗和印章的直徑為0.73?1.55μηι，厚為0.37?1.09μηι;環的內徑48?531nm，外徑111?648歷，高53?6101111105.根據權利要求4所述的單分散ZnO微納米材料的制備方法，其特征在于原料的用量關系為:二甲基亞砜水溶液的質量百分數為50%?70%;鋅鹽的濃度為0.01摩爾每升;表面活性劑的濃度為O?8克每升;反應體系的溶液體積為30?300毫升。6.根據權利要求4所述的單分散ZnO微納米材料的制備方法，其特征在于所述的鋅鹽為醋酸鋅。7.如權利要求4所述的單分散ZnO微納米材料的制備方法，其特征在于所述的表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨。8.權利要求4至7中任一所述單分散ZnO微納米材料的制備方法，其在制備ZnO復合物中的應用。9.權利要求4至7中任一所述方法制備的單分散ZnO微納米材料，其在光催化、壓電效應、光電子學、光電轉換或氣敏領域中的應用。
【專利摘要】本發明是一種單分散ZnO微納米材料及其制備方法和應用。該ZnO微納米材料為單晶的六邊形片、碗、環或印章；其中片、碗和印章的直徑為0.73～1.55μm，厚為0.37～1.09μm；環的內徑48～531nm，外徑111～648nm，高53～610nm。該方法是以醋酸鋅為鋅源、二甲基亞砜為堿和刻蝕劑、水和二甲基亞砜做混合溶劑，通過液相沉淀得到ZnO片，隨后利用二甲基亞砜在ZnO六邊形片(0001)面上的優先吸附和刻蝕反應來制備六邊形碗、環和印章。該方法具有設備簡單、溫度低、周期短、能耗低、重復性好、可規模化生產等優點；所制備的ZnO微納米材料具有單分散性和均一性好，以及形貌和尺寸可調等特性，在光催化、壓電效應、光電子學、光電轉換與氣敏等領域將具有廣泛的應用前景。
【IPC分類】B82Y30/00, C01G9/02
【公開號】CN105645458
【申請號】
【發明人】童國秀, 崔婷婷, 李亞娜, 錢瑤, 邵雅麗, 吳文華, 喬儒, 宮培軍
【申請人】浙江師范大學
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年1月12日