Как полупроводниковый материал с широкой запрещённой зоной, оксид цинка давно привлекает внимание научной общественности благодаря огромному числу потенциальных областей применения, среди которых газовые сенсоры, катализаторы, оптические излучатели, пьезоэлектрические преобразователи. На сегодняшний день разработано множество методов получения оксида цинка из самых разных прекурсоров, однако группа учёных из Китая разработала новый метод синтеза поликристаллического оксида цинка с тубулярной структурой. Такая структура позволяет улучшить некоторые характеристики и увеличить активность материала, что чрезвычайно важно для многих прикладных областей вследствие высокой пористости и большой площади поверхности.
Многие физические и физико-химические методы не позволяют получать подобного рода тубулярные структуры, однако с помощью "мокрой" химии такое становится возможным. Авторы работы предложили двухстадийный процесс получения оксида цинка с тубулярной структурой. На первой стадии происходит гидролиз дигидрата ацетата цинка в этиленгликоле при ультразвуковом воздействии и небольшом нагреве (до 130°С). На второй стадии полученный прекурсор подвергается отжигу при температуре 300°С в течение 2 часов.
На рис.1 и 2 представлены данные высокотемпературного рентгенофазового анализа и микрофотографии полученного прекурсора. Как следует из данных XRD, SEM и IR-спектроскопии, данное вещество обладает одномерной структурой, содержит этиленгликолевые фрагменты и ацетат-ионы, а также может быть превращено в слоистый гидроксиацетат цинка при выдерживании на воздухе.
На рис.3 представлены данные РФА оксида цинка после отжига при температуре 300°С в течение 2 часов. На рис.4 приведены микрофотографии образцов ZnO с тубулярной структурой, концы трубок открыты. На рисунке 5 представлены микрофотографии материала на основе оксида цинка, полученного при различных температурах отжига: видно, что при температурах выше 400°С происходит укрупнение частиц и фактическое разрушение тубулярной структуры.
Учёные уверены, что данная методика позволит создавать тубулярные структуры других металлов, а полученный таким методом оксид цинка может найти применение в качестве газового сенсора и катализатора.
...)