杨桃状ZnO纳米片微球的制备及气敏性能的研究.pdf

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1、第26卷第4期无机化学学报Vo1．26No．42010年4月CHINESEJOURNALOFINORGANICCHEMISTRY591．595杨桃状ZnO纳米片微球的制备及气敏性能的研究李博，刘顺强z刘磊崔玉明郭学锋z周幸福，(南京X-．业大学化学化工学院，材料化学工程国家重点实验室，南京210009)(南京大学化学化工学院，南京210003)摘要：以六水合硝酸锌和尿素为原料，水为反应介质，油酸作为表面活性剂，经水热过程合成了由纳米片组装的碱式碳酸锌微球前驱体，经煅烧后得到形貌一致的氧化锌(Zn0)纳米片组装的杨桃

2、状微球。采用X射线衍射仪(xRD)和环境扫描电镜(SEM)对样品进行表征，结果表明产物为六方纤维矿结构的ZnO，微球尺寸比较均一，直径约为20m，组装单元扇形ZnO纳米片均匀排列，单元之间存在均匀空隙，BET测试显示纳米片呈现多级介孔结孑L结构，比表面积为18．9m2．g～，室温下的光致发光性能表明其结构表面存在大量氧空位．对产物ZnO气敏元件进行了乙醇和丙酮气体敏感性测试。关键词：水热合成；ZnO；杨桃状；油酸；气敏；氧空位中图分类号：O614．24+1文献标识：A文章编号：1001—4861(2010)04—0

3、591．05FabricationofZnONanosheetsBasedCarambola-LikeMicrospheresandGasSensorPropertiesLIBeLIUShun-QiangLIULeiCUIYu—MingGUOXue—FengZHOUXing-Fu(StateKeyLaboratoryofMaterials—OrientedChemicalEngineering,CollegeofChemistryandChemicalEngineering,NanjingUniversityofT

4、echnology,Nanjing210009)(~SchoolofChemicalandChemicalEn肥e，NanjingUniversity,Nanjing210093)Abstract：Zn4(CO3)(OH)6。H20werepreparedviathehydrothermalprocessbyusingzincnitratehexahydrateandureaastherawmaterials，oleicacidasthetemplateagent．ThecorrespondingZnOnanosh

5、eets—basedcarambola-likemicrophereswasobtainedaftercalcinationsofprecursors．ThesampleswerecharacterizedbyusingX—raydiffraction(XRD)andscanningelectronmicroscopy(SEM)．WorkshowstheproductwasthehexagonalwurtzitestructureofZnO，andhasahomogeneoussizedistributionof2

6、0m．Room—temperaturephot0lumineseence(P1spectraappeartherearelargenumbersofoxygenvacanciesontheZnOsurface．Thegassensinghasbeentested．ResultindicatesthatofZnOnanostructurehashighsensitivityandshortresponsetimetoethanelandacetonegases．Keywords：hydrothermalsynthes

7、is；zincoxide；carambola—like；oleicacid；gas—sensing；oxygenvacancyZnO是一种重要的Ⅱ一Ⅵ族宽禁带=3．37eV1料、图像记录材料、燃料敏化太阳能电池等[6-14]，所以半导体金属氧化物材料．室温下激子束缚能高达60对其低维自组装的研究具有非常重要的意义．目前meV．并具有优良的光学和电学性能【l_51由氧化锌一报道中的实现纳米构筑单元fNan0BuildingBlocks)维、二维结构单元自组装可形成结构化、功能化的有自组装的方法主要有：金属气相沉积，水

8、热合成法，序而复杂的二维和三维纳米结构．可用来制造传感溶胶凝胶法，电化学沉积法，低温氧化法，模板法。热器、发光器件、压电材料、磁性材料、紫外线屏蔽材蒸发法等【15-261，而其中水热合成法制备条件温和．工收稿日期：2009—11-03。收修改稿日期：2009．12—30。国家自然科学基金重点项~1(No．20636020)，江苏省科技支撑计划(No．BE20