ZnO复合纳米树阵列的制备及光学特性.pdfVIP

材 料 2013年第13期(44)卷 文章编号：1001—9731(2013)13-1884—04 CuO／ZnO复合纳米树阵列的制备及光学特性 涂盛辉 ，吴佩凡 ，杜 军，万金保 (南 昌大学 环境与化学工程学院，江西 南昌330031) 摘 要： 通过热氧化法在铜基板上制备 CuO纳米 直主干生长特性 。同时，研究了前驱体籽晶溶胶液浓 线，采 用凝胶 法制备 ZnO／Cu()复合 纳米树 阵列。通 度对纳米树形态的影响，研究发现籽晶溶胶液直接影 过扫描 电镜 (SEM)、X射线衍射 (XRD)、光致发射光 响分支 ZnO纳米棒 的直径 、长度和密度等大小 的生 谱对样品结构、形貌、光学特性进行表征 。结果表 明， 长…。 ，从而影响纳米树的整体形貌。 CuO／ZnO纳米树形貌规整完美，在 CuO纳米线上二 2 实 验 次生长的ZnO纳米棒具有各 向晶体生长性质 ，CuO／ ZnO复合纳米树在 可见 光 区域 出现 了优越 的发 光性 2．1 实验试剂 能；以甲基橙为模拟污染物 ，通过光催化测试表 明， 实验所用试剂均为分析纯 ：醋酸锌 、盐酸 、乙醇 、铜 CuO／ZnO复合纳米树还具有卓越的光催化性 能。 箔 、乙醇胺 、乙二醇甲醚六水合硝酸锌和六次甲基四胺 关键词 ： 纳米线 ；Cu()／ZnO复合纳米树阵列；光学特 等 。 性 ；催化性能 2．1．1 CuO纳米线阵列的制备 中图分类号： TB34：O614．24 文献标识码 ：A CuO纳米线 的制备如下 ：首先将 10mm×10mm D()I：10．3969／i．issn．1O01-9731．2O13．13．015 铜箔放入稀盐酸中 15s，取 出后放入 去离子水 中超声 10min。紫外灯下 自然干燥 ，然后放人马弗炉中 500。C 1 引 言 下反应4h，待反应完成后取 出自然冷却至室温，在铜 目前 ，纳米半导体材料因为其奇异 的光 、热、电、 片上生长出黑色的 CuO纳米线阵列 。 磁、力 以及化学方面 的性质 已经成为许多科学工作者 2．1_2 CuO／ZnO纳米树的制备 研究的热点，纳米半导体材料在各个领域 的应用越来 将 0．3g醋酸锌溶解到 40mL乙二醇甲醚溶液 中， 越受到关注 ，比如作为光电能量转换材料 、用作环境 然后缓慢滴入 2mL乙醇胺 ，整个过程在磁力搅拌下进 光催化剂应用于废水和空气治理等。CuO是一种用 行 ，然后在 7O℃下水浴 30min，自然冷却得到籽晶溶胶 途广泛的多功能无机材料 ，也是一种窄禁带半导体材 液 。将得到的溶胶液均匀旋涂在生长 CuO纳米线 的 料 ，具有独特的电、磁、催化特性 。纳米 ZnO是一种重 铜箔上 ，放人马弗炉内400C退火，使得CuO纳米线上 要的直接带隙宽禁带半导体材料 ，室温下能带带隙为 形成 ZnO 晶格 。将长有晶格的Cu()纳米线放入 (六 3．37eV，激子束缚能高达 60meV(GaN：25meV)，且光 水合硝酸锌)：n(六次甲基四胺)一2：1的水溶液中， 增益系数比GaN更高，ZnO材料也能成为蓝光和紫外 在 90。C下反应 8h后取出，冷却至室温 ，用去离子水和 光区域间的光学材料 口]。在过去几年里 ，大量研究报 无水乙醇清洗干净后真空干燥 。 告报道 了更多 的新 型的纳米 结构，比如纳米环 、纳米 2．2 样品的表征 花、纳米树和纳米梭等，每项新的成就对于纳米技术的