本發明專利技術公開了一種石墨烯輔助的制備鈉摻雜p型氧化鋅納米線的方法，該方法主要為鋅源和鈉源在石墨烯催化條件下采用化學氣相沉積法制得鈉摻雜的p型氧化鋅納米線。本發明專利技術的方法與傳統化學氣相沉積法以碳粉作為還原劑相比，能夠可控獲得穩定的p型摻雜氧化鋅納米線，本發明專利技術制備工藝簡單，可實現批量生產。
【技術實現步驟摘要】
【專利說明】一種石墨烯輔助的制備鈉摻雜P型氧化鋅納米線的方法
本專利技術涉及一種P型氧化鋅納米線的制備方法，尤其涉及一種石墨烯輔助的制備鈉摻雜P型氧化鋅納米線的方法，屬于納米材料制備
技術介紹
ZnO材料在地殼中儲量豐富，無毒性，大范圍工業應用不會受到材料短缺因素的限制。在氧化鋅材料的工業化應用中，納米氧化鋅材料占有舉足輕重的作用。氧化鋅納米材料最突出的應用領域為催化劑、飼料、橡膠、抗菌材料、化妝品、陶瓷、涂料等。(I)在飼料添加劑中應用，納米氧化鋅同普通氧化鋅相比，具有許多優點:a.殺菌作用強。納米氧化鋅是無機殺菌劑。殺菌機理是通過光催化和離子溶出共同作用的結果，即利用納米氧化鋅產生的活性氧種造成微生物損傷或鋅離子溶出與微生物體內的蛋白質或核酸官能團發生反應而實現抗菌。b.生物學利用率高.由于納米氧化鋅粒度小，容易與食糜混合，與腸絨毛接觸機會和面積增大，因此容易被動物吸收利用。c.分散性好。納米氧化鋅粒度細，保證了在飼料中的良好分散性。d.納米氧化鋅具有獨特理化優勢，在飼料中添加量少，但與高鋅日糧有同樣的作用效果。(2)在橡膠中的應用，納米氧化鋅可用于輪胎、輸送帶、EVA等各類橡膠制品，做為橡膠硫化的活性劑。納米氧化鋅在橡膠中起硫化加速作用，可提高橡膠產品的拉伸強度、拉斷伸長率、撕裂強度、耐熱氧化性能等。(3)在紡織材料中的應用，納米ZnO材料具有優越的抗菌、消毒、除臭功能。把納米ZnO材料制成功能助劑對天然纖維進行后整理，會獲得性能良好的抗菌織物，即使紡織品在使用過程中，抑制以汗和污物為營養源的微生物繁殖，同時也防止了由此釋放的惡臭，保持衣服的衛生狀態。(4)在化妝品中的應用，納米氧化鋅是廣泛使用的物理防曬劑，可以有效吸收與散射紫外線。(5)在醫藥中的應用，納米氧化鋅的抗菌性使得化妝品具有收斂性與抗炎性。氧化鋅納米線作為納米氧化鋅材料的一種常見形態，除了可以應用于上述領域外，還可以應用于光電子器件中，用于制造光電探測器、生物傳感器以及發光二極管甚至單納米線激光器等。由于原生缺陷的影響，通常方法獲得的氧化鋅納米線一般為η型摻雜。而P型材料的獲得對于氧化鋅光電子器件的架構以及高性能器件的獲得具有至關重要的意義。高質量的氧化鋅材料以及合適的摻雜劑是獲得穩定的P型摻雜氧化鋅材料的必要前提。化學氣相沉積法是制備單晶氧化鋅納米線的一種常用方法，該方法常采用碳粉作為還原劑，然而這種方法難以獲得穩定P型摻雜氧化鋅。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種工藝簡單、性能穩定的石墨烯輔助的制備鈉摻雜P型氧化鋅納米線的方法。本專利技術的石墨烯輔助的制備鈉摻雜P型氧化鋅納米線的方法，包括如下步驟: 將鋅源粉末、鈉源粉末及石墨烯混合均勻后，放入管式爐中，持續通入保護氣體，升溫至600-1200°C，保溫1-120分鐘，待降至室溫后，在反應物下游獲得鈉摻雜的P型氧化鋅納米線。上述技術方案中，所述的鈉源粉末與鋅源粉末質量比不低于1:9999，石墨烯與鋅源粉末質量比不低于1:999。所述的鋅源粉末通常為鋅粉或者氧化鋅粉。所述的鈉源粉末通常為碳酸鈉、氧化鈉或者過氧化鈉。所述的保護氣體通常為氧氣、氬氧混合氣或者氮氧混合氣，保護氣體總流量為5-1000sccm，其中氧氣流量比不低于1%。本專利技術與
技術介紹
相比具有的有益效果是: (I)本專利技術采用高比表面積的石墨烯作為催化劑和還原劑，將鈉有效地摻入氧化鋅中，獲得P型摻雜的氧化鋅納米線，且其性能穩定，填補了 P型氧化鋅納米線穩定低成本制備的技術空白。(2)本專利技術的制備方法工藝簡單，成本較低，且可以實現大面積的批量制備，有利于推廣應用。【附圖說明】圖1為實施例1制備的氧化鋅納米線的掃描電子顯微鏡圖； 圖2為實施例1制備的氧化鋅納米線的低溫光致發光(PL)譜。【具體實施方式】以下結合附圖進一步說明本專利技術。實施例1: 1)將1g鋅粉、Ig氧化鈉粉末以及0.1g石墨烯混合均勻放置在管式反應爐中，持續通入氬氧混合氣作為保護氣體；保護氣體總流量為lOOOsccm，氧氣所占流量比為5% ； 2)升溫至600攝氏度，并保溫120分鐘； 3)降溫，在反應物的下游獲得鈉摻雜的P型氧化鋅納米線。獲得的納米線掃面電子顯微鏡照片如圖1所示，本條件下納米線直徑均勻，產率高。經過低溫(17K)光致發光譜測試，位于3.24eV發光峰位對應的受主能級距離價帶頂-200 meV，說明所得到的納米線為P型摻雜。所得到的P型氧化鋅納米線室溫密閉存放12個月后測試仍為P型摻雜。實施例2: 1)將1g氧化鋅粉、2g過氧化鈉粉末以及0.2g石墨烯混合均勻放置在管式反應爐中，并通入氮氧混合氣作為保護氣體；保護氣體總流量為500sccm，氧氣所占流量比為1% ； 2)升溫至1200攝氏度，并保溫I分鐘； 3)降溫，在反應物的下游獲得鈉摻雜的P型氧化鋅納米線。實施例3:1)將99g氧化鋅粉、0.0lg碳酸鈉粉末以及0.1g石墨烯混合均勻放置在管式反應爐中，持續通入氧氣作為保護氣體；氧氣流量為5sccm ；2)升溫至1000攝氏度，并保溫5分鐘；3)降溫，在反應物的下游獲得鈉摻雜的P型氧化鋅納米線。【主權項】1.一種石墨烯輔助的制備鈉摻雜P型氧化鋅納米線的方法，其特征在于，包括如下步驟: 將鋅源粉末、鈉源粉末及石墨烯混合均勻后，放入管式爐中，持續通入保護氣體，升溫至600-1200°C，保溫1-120分鐘，待降至室溫后，在反應物下游獲得鈉摻雜的P型氧化鋅納米線。2.根據權利要求1所述的石墨烯輔助的制備鈉摻雜P型氧化鋅納米線的方法，其特征在于，所述的鈉源粉末與鋅源粉末質量比不低于1:9999，石墨烯與鋅源粉末質量比不低于1:999。3.根據權利要求1所述的石墨烯輔助的制備鈉摻雜P型氧化鋅納米線的方法，其特征在于，所述的鋅源粉末為鋅粉或者氧化鋅粉。4.根據權利要求1所述的石墨烯輔助的制備鈉摻雜P型氧化鋅納米線的方法，其特征在于，所述的鈉源粉末為碳酸鈉、氧化鈉或者過氧化鈉。5.根據權利要求1所述的石墨烯輔助的制備鈉摻雜P型氧化鋅納米線的方法，其特征在于，所述的保護氣體為氧氣、氬氧混合氣或者氮氧混合氣，保護氣體總流量為5-1000sccm，其中氧氣流量比不低于1%。【專利摘要】本專利技術公開了，該方法主要為鋅源和鈉源在石墨烯催化條件下采用化學氣相沉積法制得鈉摻雜的p型氧化鋅納米線。本專利技術的方法與傳統化學氣相沉積法以碳粉作為還原劑相比，能夠可控獲得穩定的p型摻雜氧化鋅納米線，本專利技術制備工藝簡單，可實現批量生產。【IPC分類】B82Y30/00, C01G9/02【公開號】CN104986792【申請號】CN201510323073【專利技術人】邱彩玉, 丁雯, 張新娟, 徐一夢 【申請人】溫州生物材料與工程研究所【公開日】2015年10月21日【申請日】2015年6月13日本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種石墨烯輔助的制備鈉摻雜p型氧化鋅納米線的方法，其特征在于，包括如下步驟：將鋅源粉末、鈉源粉末及石墨烯混合均勻后，放入管式爐中，持續通入保護氣體，升溫至600?1200℃，保溫1?120分鐘，待降至室溫后，在反應物下游獲得鈉摻雜的p型氧化鋅納米線。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：邱彩玉，丁雯，張新娟，徐一夢，
申請(專利權)人：溫州生物材料與工程研究所，
類型：發明
國別省市：浙江;33
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