00mL去離子水，攪拌至澄清，配制為0.25M的ZnO水熱生長液。將生長基底生長面朝下傾斜置于反應釜，加入生長液，將反應釜放入鋼瓶中，加墊片擰緊密封。將反應釜放入100°C恒溫干燥箱中，反應6h。取出制備好ZnO納米棒陣列的C纖維基底，置于馬弗爐中500°C退火lh。再將C纖維基底放置于管式爐中央，將0.2mg CoCl2放置于距基底位置上游2cm處，如圖1所示，將反應爐抽真空至0.2Torr。向管式爐通入Ar氣，控制載氣流量為50SCCm，將管式爐升溫至625°C后，保持0.5h，制得單晶多孔CoO納米棒陣列。
[0037]圖3為實施例2的掃描電鏡圖片，表明在C纖維基底上成功合成出了單晶多孔的CoO納米棒結(jié)構(gòu)，產(chǎn)物的納米棒分散均勻，納米棒長度在Ium左右，通過圖右上方的插入圖可知該產(chǎn)物的納米棒直徑在50nm左右。
[0038]實施例3
[0039]將C纖維基底通過磁控濺射法制備一層Zn種子層，濺射參數(shù)為20mA 800s，隨后將生長基底置于馬弗爐中400°C退火15min。用天平稱取1.4019g六甲基四胺與2.9749g Zn(NO3)2.6H2O，加入200mL去離子水，攪拌至澄清，配制為0.5M的ZnO水熱生長液。將生長基底生長面朝下傾斜置于反應釜，加入生長液，將反應釜放入鋼瓶中，加墊片擰緊密封。將反應釜放入100°C恒溫干燥箱中，反應9h。取出制備好ZnO納米棒陣列的C纖維基底，置于馬弗爐中500°C退火lh。再將C纖維基底放置于管式爐中央，將0.2mg CoCl2放置于距基底位置上游2cm處，如圖1所示，將反應爐抽真空至0.2Torr。向管式爐通入仏氣，控制載氣流量為50SCCm，將管式爐升溫至600°C后，保持0.5h，制得單晶多孔CoO納米棒陣列。
[0040]圖4為實施例3的掃描電鏡圖片，表明在C纖維基底上成功合成出了單晶多孔的CoO納米棒結(jié)構(gòu)，合成的納米棒分散均勾，納米棒直徑在80nm左右。[0041 ] 實施例4
[0042]將Ti金屬箔基底通過磁控濺射法制備一層Zn種子層，濺射參數(shù)為20mA 800s，隨后將生長基底置于管式爐中央，抽真空至0.2Torr，極緩慢升溫至400°C后，真空退火15min。用天平稱取1.4019g六甲基四胺與2.9749g Zn(NO3)2.6H20，加入200mL去離子水，攪拌至澄清，配制為0.5M的ZnO水熱生長液。將生長基底生長面朝下傾斜置于反應釜，加入生長液，將反應釜放入鋼瓶中，加墊片擰緊密封。將反應釜放入100°C恒溫干燥箱中，反應9h。取出制備好ZnO納米棒陣列的Ti金屬箔基底，置于管式爐中央，抽真空至0.2Torr，極緩慢升溫至500°(3后，真空退火60min。再將Ti金屬箔基底放置于附圖管式爐中央，將0.2mg C0CI2放置于距基底位置上游2cm處，如圖1所示，將反應爐抽真空至0.2Torr。向管式爐通入Ar氣，控制載氣流量為50SCCm，將管式爐升溫至600°C后，保持0.5h，制得單晶多孔CoO納米棒陣列。
[0043]實施例5
[0044]取140mL乙二醇獨甲醚于燒杯中，并逐滴加入單乙醇胺與3.073g乙酸鋅，室溫下攪拌至溶液澄清配成0.1M的Zn拉膜液。將FTO基底通過拉膜法制備Zn種子層，每拉膜一層后將其放置于100°C烘箱中烘干lOmin，反復拉膜烘干操作三次，隨后將生長基底置于馬弗爐中400°C退火15min。用天平稱取1.4019g六甲基四胺與2.9749g Zn(NO3)2.6H2O，加入200mL去離子水，攪拌至澄清，配制為0.5M的ZnO水熱生長液。將生長基底生長面朝下傾斜置于反應釜，加入生長液，將反應釜放入鋼瓶中，加墊片擰緊密封。將反應釜放入100°C恒溫干燥箱中，反應9h。取出制備好ZnO納米棒陣列的C纖維基片，置于馬弗爐中500°C退火lh。再將FTO基底放置于管式爐中央，將0.2mg CoCl2放置于距基底位置上游2cm處，如圖1所示，將反應爐抽真空至0.2Torr。向管式爐通入Ar氣，控制載氣流量為50sccm，將管式爐升溫至600°C后，保持0.5h，制得單晶多孔CoO納米棒陣列。
[0045]圖5為實施例5的掃描電鏡圖片，表明在FTO基底上成功合成出了單晶多孔的CoO納米棒結(jié)構(gòu)，合成的納米棒分散均勾，納米棒直徑在80nm左右。
【主權項】
1.一種單晶多孔CoO納米棒陣列的制備方法，具有如下步驟: (1)將生長基底通過拉膜法或磁控濺射法制備Zn種子層，隨后將生長基底置于馬弗爐中，于400?500°C退火，保溫0.15?Ih; (2)稱取1.4019g六甲基四胺與Zn(NO3)2.6H20，加入80?400mL去離子水，攪拌至澄清，配制為0.1?0.5M的ZnO水熱生長液； (3)將步驟(I)退火后生長基底的生長面朝下傾斜置于反應釜中，加入步驟(2)的ZnO水熱生長液，再將反應釜放入鋼瓶中并進行密封，將鋼瓶放入100°C恒溫干燥箱中，反應I?9h，在生長基底上制得ZnO納米棒陣列； (4)取出步驟(3)制備好ZnO納米棒陣列的生長基底，置于馬弗爐中，于500°C退火Ih; (5)再將退火后的生長基底置于管式爐中央，將CoCl2粉作為Co的蒸發(fā)源放置于距生長基底逆氣流方向I?5cm處，將管式爐抽真空至0.1?0.5Torr ； (6)向管式爐通入載氣，控制載氣流量為30?200sccm，將管式爐升溫至400?700°C后，保溫0.1?Ih，制得單晶多孔CoO納米棒陣列。2.根據(jù)權利要求1所述的一種單晶多孔CoO納米棒陣列的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)的生長基底為碳纖維柔性基底、碳布柔性基底、金屬基底、Si片基底、泡沫Ni基底、FTO基底或ITO基底。3.根據(jù)權利要求2所述的一種單晶多孔CoO納米棒陣列的制備方法，其特征在于，所述的生長基底為Ti或Zn活潑金屬基底時，需將生長基底置于管式爐中央，抽真空至0.2Torr，以3?5°C/min的速率升溫至400°C后，真空退火15min。4.根據(jù)權利要求1所述的一種單晶多孔CoO納米棒陣列的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)采用拉膜法制備Zn種子層的方法為:取140mL乙二醇獨甲醚于燒杯中，并逐滴加入單乙醇胺與乙酸鋅，室溫下攪拌至溶液澄清配成0.1?0.3M的Zn拉膜液。將生長基底通過拉膜法制備Zn種子層，每拉膜一層后將其放置于100°C烘箱中烘干lOmin，反復拉膜烘干操作三次。5.根據(jù)權利要求1所述的一種單晶多孔CoO納米棒陣列的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)采用磁控濺射法制備Zn種子層，濺射參數(shù)為20?25mA下300?800s。6.根據(jù)權利要求1所述的一種單晶多孔CoO納米棒陣列的制備方法，其特征在于，所述步驟(6)所述的載氣為N2、Ar、He氣中的一種或幾種。
【專利摘要】一種單晶多孔CoO納米棒陣列的制備方法，先將制備有Zn種子層的生長基底置于400～500℃退火0.15～1h；再配制0.1～0.5M的ZnO水熱生長液；將退火后生長基底的生長面朝下傾斜置于反應釜中，加入ZnO水熱生長液，將反應釜放入鋼瓶中并進行密封，將鋼瓶放入100℃恒溫干燥箱中，制得ZnO納米棒陣列；再將該生長基底于500℃退火1h；將退火后的生長基底置于管式爐中央，以CoCl2粉作為Co的蒸發(fā)源，將管式爐抽真空至0.1～0.5Torr，再向管式爐通入載氣，升溫至400～700℃后，保溫0.1～1h，制得單晶多孔CoO納米棒陣列，十分利于氣體吸附。本發(fā)明工藝穩(wěn)定、普適性好，適用于多數(shù)柔性基底、導電基底，使其工業(yè)上實際應用成為可能，在燃料電池、催化等領域具有良好的應用前景。
【IPC分類】C30B25/18, C30B29/16, B82Y40/00
【公開號】CN105543960
【申請?zhí)枴緾N201510956647
【發(fā)明人】閆東陽, 凌濤
【申請人】天津大學
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月16日