化学学报
化學學報
화학학보
ACTA CHIMICA SINICA
2005年
12期
1037-1041
,共5页
贺英%王均安%桑文斌%吴若峰%颜莉莉%方云英
賀英%王均安%桑文斌%吳若峰%顏莉莉%方雲英
하영%왕균안%상문빈%오약봉%안리리%방운영
ZnO纳米线%自组装%高分子诱导%定向生长%配位络合
ZnO納米線%自組裝%高分子誘導%定嚮生長%配位絡閤
ZnO납미선%자조장%고분자유도%정향생장%배위락합
介绍了一种能在各种晶面的硅衬底上制备垂直于衬底取向生长的ZnO纳米线阵列的新方法.该法采用高分子络合和低温氧化烧结反应,以聚乙烯醇(PVA)高分子材料作为自组装络合载体来控制晶体成核和生长.首先通过PVA侧链上均匀分布的极性基团羟基(-OH)与锌盐溶液中的Zn2+离子发生络合作用,然后滴加氨水调节络合溶液pH值为8.5±0.1,使络离子Zn2+转变为Zn(OH)2,再将硅片浸入此溶液中,从而在硅衬底表面得到较均匀的Zn(OH)2纳米点,随后在125℃左右Zn(OH)2纳米点通过热分解转化为ZnO纳米点,其后在420℃烧结过程中衬底上的ZnO纳米点在PVA高分子网络骨架对其直径的限域下逐渐取向生长成ZnO纳米线,并且烧结初期PVA碳化形成的碳通过碳热还原ZnO为Zn,再在氧气氛中氧化为ZnO的方式在纳米线顶端形成了催化活性点,促进了纳米线顶端ZnO的吸收.烧结后碳逐渐氧化被完全去除.采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、透射电镜(TEM,HR-TEM)和X射线衍射(XRD)对纳米线的分析结果表明,ZnO纳米线在硅衬底上分布均匀,具有六方纤锌矿结构,并且大多沿[0001]方向择优取向生长,直径为20～80nm,长度可从0.5至几微米.提出了聚合物控制ZnO结晶和形貌的网络骨架限域模型以解释纳米线的生长行为.
介紹瞭一種能在各種晶麵的硅襯底上製備垂直于襯底取嚮生長的ZnO納米線陣列的新方法.該法採用高分子絡閤和低溫氧化燒結反應,以聚乙烯醇(PVA)高分子材料作為自組裝絡閤載體來控製晶體成覈和生長.首先通過PVA側鏈上均勻分佈的極性基糰羥基(-OH)與鋅鹽溶液中的Zn2+離子髮生絡閤作用,然後滴加氨水調節絡閤溶液pH值為8.5±0.1,使絡離子Zn2+轉變為Zn(OH)2,再將硅片浸入此溶液中,從而在硅襯底錶麵得到較均勻的Zn(OH)2納米點,隨後在125℃左右Zn(OH)2納米點通過熱分解轉化為ZnO納米點,其後在420℃燒結過程中襯底上的ZnO納米點在PVA高分子網絡骨架對其直徑的限域下逐漸取嚮生長成ZnO納米線,併且燒結初期PVA碳化形成的碳通過碳熱還原ZnO為Zn,再在氧氣氛中氧化為ZnO的方式在納米線頂耑形成瞭催化活性點,促進瞭納米線頂耑ZnO的吸收.燒結後碳逐漸氧化被完全去除.採用場髮射掃描電鏡(FE-SEM)、透射電鏡(TEM,HR-TEM)和X射線衍射(XRD)對納米線的分析結果錶明,ZnO納米線在硅襯底上分佈均勻,具有六方纖鋅礦結構,併且大多沿[0001]方嚮擇優取嚮生長,直徑為20～80nm,長度可從0.5至幾微米.提齣瞭聚閤物控製ZnO結晶和形貌的網絡骨架限域模型以解釋納米線的生長行為.
개소료일충능재각충정면적규츤저상제비수직우츤저취향생장적ZnO납미선진렬적신방법.해법채용고분자락합화저온양화소결반응,이취을희순(PVA)고분자재료작위자조장락합재체래공제정체성핵화생장.수선통과PVA측련상균균분포적겁성기단간기(-OH)여자염용액중적Zn2+리자발생락합작용,연후적가안수조절락합용액pH치위8.5±0.1,사락리자Zn2+전변위Zn(OH)2,재장규편침입차용액중,종이재규츤저표면득도교균균적Zn(OH)2납미점,수후재125℃좌우Zn(OH)2납미점통과열분해전화위ZnO납미점,기후재420℃소결과정중츤저상적ZnO납미점재PVA고분자망락골가대기직경적한역하축점취향생장성ZnO납미선,병차소결초기PVA탄화형성적탄통과탄열환원ZnO위Zn,재재양기분중양화위ZnO적방식재납미선정단형성료최화활성점,촉진료납미선정단ZnO적흡수.소결후탄축점양화피완전거제.채용장발사소묘전경(FE-SEM)、투사전경(TEM,HR-TEM)화X사선연사(XRD)대납미선적분석결과표명,ZnO납미선재규츤저상분포균균,구유륙방섬자광결구,병차대다연[0001]방향택우취향생장,직경위20～80nm,장도가종0.5지궤미미.제출료취합물공제ZnO결정화형모적망락골가한역모형이해석납미선적생장행위.
