专利摘要

本发明提供了一种熔盐模板法制备Zn1-xMgxO纳米棒的方法，包括以下步骤：步骤S1、将ZnO纳米棒和草酸加入到Mg2+溶液中，得到pH值小于6的混合液；然后向该混合液中加入氨水，以得到沉淀；然后将该沉淀烘干，以得到前驱体；步骤S2、将所述前驱体与熔盐混合，并一起在高于熔盐熔融温度的加热温度下加热，然后冷却、洗涤，从而得到Zn1-xMgxO纳米棒。本发明工艺容易控制，操作性强。

权利要求

1.一种制备Zn_1-xMg_xO纳米棒的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、将ZnO纳米棒和草酸加入到Mg²⁺溶液中，得到pH值小于6的混合液；然后向该混合液中加入氨水，以得到沉淀；然后将该沉淀烘干，以得到前驱体；

步骤S2、将所述前驱体与熔盐混合，并一起在高于熔盐熔融温度的加热温度下加热，然后冷却、洗涤，从而得到Zn_1-xMg_xO纳米棒。

2.根据权利要求1所述的制备Zn_1-xMg_xO纳米棒的方法，其特征在于，所述熔盐为NaCl和KCl的复合盐、NaCl盐和KCl盐中任意一种。

3.根据权利要求2所述的制备Zn_1-xMg_xO纳米棒的方法，其特征在于，所述加热温度处于800℃-900℃之间。

4.根据权利要求1所述的制备Zn_1-xMg_xO纳米棒的方法，其特征在于，所述ZnO纳米棒与所述Mg²⁺溶液中的Mg²⁺的摩尔比处于1-4之间。

5.根据权利要求1所述的制备Zn_1-xMg_xO纳米棒的方法，其特征在于，在向混合液中加入氨水之前，通过超声波分散和/或搅拌所述混合液。

6.根据权利要求5所述的制备Zn_1-xMg_xO纳米棒的方法，其特征在于，氨水通过滴加或注射方式加入到混合液中，使其pH处于6-7之间。

7.根据权利要求1所述的制备Zn_1-xMg_xO纳米棒的方法，其特征在于，所述ZnO纳米棒通过气相沉积法或水热法制备得到。

8.根据权利要求1所述的制备Zn_1-xMg_xO纳米棒的方法，其特征在于，所述Mg²⁺溶液为Mg(NO₃)₂溶液或MgCl₂溶液。

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，尤其涉及一种通过熔盐模板法制备Zn_1-xMg_xO纳米棒的方法。

背景技术

氧化锌(ZnO)基材料是一种直接带隙材料，其在可见光区域基本透明，但是在紫外光谱区会有强烈吸收，对制造出具有高信噪比的紫外光电探测器具有重要意义。Mg²⁺掺杂ZnO可以调节其能带，且该材料无毒、资源丰富；此外，由于ZnO制备简单，而且有匹配的基片，从而使制备高效率高性能的Zn_1-xMg_xO紫外光电器件成为可能。

Zn_1-xMg_xO同时具有ZnO和MgO的良好化学性能稳定性，其性能取决于ZnO和MgO的基本性能，锌离子半径(Zn²⁺＝0.060nm)和镁离子半径(Mg²⁺＝0.057nm)十分相近，锌离子和镁离子可以在各自晶格中相互取代形成Zn_1-xMg_xO替代式合金。在保持ZnO原有的六方纤锌矿结构不变的前提下，Zn_1-xMg_xO合金材料在理论上可以实现ZnO的禁带宽度变宽，而MgO的禁带宽度为7.9eV，所以可以通过改变Mg的掺入量，使Zn_1-xMg_xO材料的禁带宽度在3.3eV～7.9eV上实现连续可调，但是由于受到MgO在ZnO中固溶度的限制，保持单一六方相的Zn_1-xMg_xO的带隙范围还有待进一步进行研究。

在常压条件下，要保持氧化锌的六方纤锌矿结构不改变，通过计算可以得到MgO在ZnO中的热力学固溶极限将会低于4at％。但是，如果在偏离热力学平衡的情况下，MgO-ZnO体系的固溶度将会得到提高，并且偏离热力学平衡状态的程度越大，MgO固溶于ZnO体系中越高。所以，可以使用非平衡制备技术来制备出突破固溶度极限的Zn_1-xMg_xO材料。目前，国内外比较常用的技术方法有脉冲激光沉积法(PLD)、金属有机物化学气相沉积法(MOCVD或者MOVPE)、分子束外延法(MBE)、磁控溅射法(MS)、热蒸发法、溶胶凝胶法(Sol-gel)、熔盐法等。各种方法都有其自身的优点和缺点，而根据不同的用途可以采用不同的方法来制备Zn_1-xMg_xO材料。脉冲激光沉积法适合用来制备具有多组分的复杂薄膜，容易制备出异质结或者各种不同的多层膜；而MOCVD法生长薄膜质量最好，但是成本较高；分子束外延法需要超高真空环境，不适合大面积成膜；磁控溅射法是一种比较成熟的制膜方法，但是难以找出匹配的靶材。热蒸发法相对来说成本较低，操作简单，但是难以控制材料的成分的化学计量比。熔盐法(Molten-saltGrowthMethod)是将溶质或反应物加入一种或多种低熔点的盐中，在较高温度下，低熔点的盐会发生熔融，溶质或者反应物会加速溶解进而完成合成反应的过程。该方法采用低熔点的盐类为介质，在高温下低熔点的盐类会发生熔融转变成液相，溶质或者反应物在其中有一定的溶解度，加速了原子的扩散速率，使原子之间接触更加充分，实现原子尺度混合。该方法相对于一般的固相反应具有操作工艺简单，成本低，合成温度低，保温时间短，原料简单，合成的粉体晶体形貌好，化学成分均匀，纯度高等优点；另外，反应后的盐介质容易除去，还可以重复利用，可以实现规模化生产。目前，还没有通过熔盐法制备Zn_1-xMg_xO纳米棒的方法。

同时，为了实现Zn_1-xMg_xO材料在紫外探测器上的应用，Zn_1-xMg_xO材料要具有较宽的禁带宽度和导电性能。而Zn_1-xMg_xO材料的禁带宽度可以通过控制Mg²⁺掺杂来实现展宽，从而可以覆盖紫外光范围。而Zn_1-xMg_xO材料的导电性能取决于材料的载流子浓度和载流子迁移率两个因素。获得高的载流子迁移率要求材料具有理想的微观组织结构。因此，应当尽可能地减少材料的载流子迁移时的散射中心与电子陷阱，需要Zn_1-xMg_xO纳米棒具有适当的晶粒大小、结晶度好、致密均匀的微观组织结构，并且具有高的c轴择优取向性，即ZnO晶粒的<002>晶面垂直于基片成柱状生长。c轴取向性越高，意味结晶度高。结晶完好，意味着晶粒内部的缺陷越少、晶界数越少，从而有利于载流子迁移。然而，目前，也并没有一种能够容易地制备c轴取向性高，结晶完好的Zn_1-xMg_xO纳米棒的制备方法。

发明内容

本发明针对目前并没有一种能够容易地制备c轴取向性高，结晶完好的Zn_1-xMg_xO纳米棒的制备方法的问题，提供了一种通过熔盐模板法制备Zn_1-xMg_xO纳米棒的方法。

本发明提供了一种制备Zn_1-xMg_xO纳米棒的方法，包括以下步骤：

步骤S1、将ZnO纳米棒和草酸加入到Mg²⁺溶液中，得到pH值小于6的混合液；然后向该混合液中加入氨水，以得到沉淀；然后将该沉淀烘干，以得到前驱体；

步骤S2、将所述前驱体与熔盐混合，并一起在高于熔盐熔融温度的加热温度下加热，然后冷却、洗涤，从而得到Zn_1-xMg_xO纳米棒。

本发明上述的制备Zn_1-xMg_xO纳米棒的方法中，所述熔盐为NaCl和KCl的复合盐、NaCl盐和KCl盐中任意一种。

本发明上述的制备Zn_1-xMg_xO纳米棒的方法中，所述加热温度处于800℃-900℃之间。

本发明上述的制备Zn_1-xMg_xO纳米棒的方法中，所述ZnO纳米棒与所述Mg²⁺溶液中的Mg²⁺的摩尔比处于1-4之间。

本发明上述的制备Zn_1-xMg_xO纳米棒的方法中，在向混合液中加入氨水之前，通过超声波分散和/或搅拌所述混合液。

本发明上述的制备Zn_1-xMg_xO纳米棒的方法中，氨水通过滴加或注射方式加入到混合液中，使其pH处于6-7之间。

本发明上述的制备Zn_1-xMg_xO纳米棒的方法中，所述ZnO纳米棒通过气相沉积法或水热法制备得到。

本发明上述的制备Zn_1-xMg_xO纳米棒的方法中，所述Mg²⁺溶液为Mg(NO₃)₂溶液或MgCl₂溶液。

本发明通过采用熔盐法能够实现Zn_1-xMg_xO纳米棒结晶完好，还通过采用在ZnO纳米棒包裹一层草酸镁使得Zn_1-xMg_xO纳米棒的c轴取向性高，本发明工艺容易控制，操作性强。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明的产物A、产物B、产物C以及产物D的XRD图谱；

图2为本发明的以0.01mol/L的Zn(NO₃)₂·6H₂O，95℃的水热温度下保温4h制备得到的ZnO纳米棒的SEM图片；

图3为本发明的以0.02mol/L的Zn(NO₃)₂·6H₂O，95℃的水热温度下保温4h制备得到的ZnO纳米棒的SEM图片；

图4为本发明的以0.04mol/L的Zn(NO₃)₂·6H₂O，95℃的水热温度下保温4h制备得到的ZnO纳米棒的SEM图片；

图5为本发明的以0.05mol/L的Zn(NO₃)₂·6H₂O，95℃的水热温度下保温4h制备得到的ZnO纳米棒的SEM图片；

图6为本发明的在Zn(NO₃)₂·6H₂O的浓度为0.05mol/L，80℃的水热温度下制备得到的ZnO纳米棒的SEM图片；

图7为本发明的在Zn(NO₃)₂·6H₂O的浓度为0.05mol/L，85℃的水热温度下制备得到的ZnO纳米棒的SEM图片；

图8为本发明的在Zn(NO₃)₂·6H₂O的浓度为0.05mol/L，95℃的水热温度下制备得到的ZnO纳米棒的SEM图片；

图9为本发明的在Zn(NO₃)₂·6H₂O的浓度为0.05mol/L，120℃的水热温度下制备得到的ZnO纳米棒的SEM图片；

图10为本发明的第一试样a、第二试样b、第三试样c、第四试样d、第五试样e以及ZnO纳米棒的XRD图谱；

图11为本发明的第一试样a、第二试样b、第三试样c、第四试样d、第五试样e以及ZnO纳米棒在2θ为33.5°-35.0°的XRD图谱；

图12为本发明的第六试样f、第七试样g、第八试样h以及第九试样i以及ZnO纳米棒的XRD图谱；

图13为本发明的第六试样f、第七试样g、第八试样h以及第九试样i以及ZnO纳米棒在2θ为33.5°-35.0°的XRD图谱；

图14为本发明的第五试样e的SEM图谱；

图15为本发明的ZnO纳米棒的SEM图谱。

具体实施方式

在最开始，发明人以ZnO纳米棒和MgO粉体为原料，并按比例混合，得到混合物；再以NaCl、KCl复合盐为熔盐，并将该熔盐与混合物混合，并一起在800℃保温4h，然后冷却、洗涤，从而得到产物；然后，发明人对产物进行XRD分析。

具体地，ZnO纳米棒和MgO粉体分别以摩尔比为9、4、1.5和1进行混合，与之对应的，发明人得到了产物A、产物B、产物C以及产物D。如图1所示，图1为产物A、产物B、产物C以及产物D的XRD图谱。由图可知，产物A、产物B、产物C以及产物D的主晶相均为ZnO的六方纤锌矿结构，且还包括有峰强较大的立方相MgO结构；对比产物A、产物B、产物C以及产物D的XRD图谱，还可以发现，即使ZnO纳米棒和MgO粉体的摩尔比为9时，MgO的峰也较强，这说明MgO固溶进ZnO的程度有限。

为了改进这种状况，发明人利用ZnO纳米棒为模板，通过化学方法在ZnO纳米棒表面包覆一层MgC₂O₄得到前躯体；然后，以前驱体为原料通过熔盐法制备Zn_1-xMg_xO纳米棒。

具体地，本发明提供了一种制备Zn_1-xMg_xO纳米棒的方法，包括以下步骤：

步骤S1、将ZnO纳米棒和草酸加入到Mg²⁺溶液中，得到pH值小于6的混合液；然后向该混合液中加入氨水，以得到沉淀；然后将该沉淀烘干，以得到前驱体；

在本步骤中，ZnO纳米棒可以通过气相沉积法或水热法制备得到；本发明采用水热法制备ZnO纳米棒；具体地，以Zn(NO₃)₂·6H₂O、六甲基四胺为原料，通过控制反应物浓度、反应时间、反应温度等工艺参数，水热制备ZnO纳米棒。其中，Zn(NO₃)₂·6H₂O浓度增加、水热温度高、水热时间长，均能使ZnO纳米棒的直径变大，长径比变小，产率越高；反之，低反应物浓度、合适的温度和时间，ZnO纳米棒的直径变细，长径比变大。通过气相沉积法或水热法制备ZnO纳米棒均是现有技术，这里就不具体赘述了。

图2-5分别是以不同浓度的Zn(NO₃)₂·6H₂O，相同水热温度下制备得到的ZnO纳米棒的SEM图片。如图2和图3所示，当Zn(NO₃)₂·6H₂O的浓度为0.01mol/L或0.02mol/L时，可以得到ZnO纳米棒。如图4和图5所示，当Zn(NO₃)₂·6H₂O浓度增加到0.04mol/L或0.05mol/L时，ZnO纳米棒的直径可达400nm，长度约10um左右。

图6-9分别为在Zn(NO₃)₂·6H₂O的浓度为0.05mol/L，不同水热温度下制备得到的ZnO纳米棒的SEM图片，可以看到，水热温度过高，会出现花状团聚体，而水热温度较低时产物形貌更均匀。

综合高产率、小尺度两方面的考虑，本发明采用通过浓度为0.05mol/L的Zn(NO₃)₂·6H₂O，在85℃左右制备得到的ZnO纳米棒，以作为模板，用于后续制备Zn_1-xMg_xO纳米棒。

ZnO纳米棒与Mg²⁺溶液中的Mg²⁺的摩尔比处于1-4之间，这使Zn_1-xMg_xO纳米棒中的x不大于0.5，从而保证了ZnO原有的六方纤锌矿的微观结构不变。

进一步地，Mg²⁺溶液为Mg(NO₃)₂溶液或MgCl₂溶液，由于前驱体在加热后，残留的Mg(NO₃)₂和MgCl₂都可以反应挥发掉，这样，就能够得到纯净Zn_1-xMg_xO纳米棒。

由于将草酸加入到Mg²⁺溶液中时，草酸和Mg²⁺溶液会生成微溶于水的草酸镁；在向混合液中加入氨水之前，通过超声波分散和/或搅拌混合液。

进一步地，本步骤中，氨水通过滴加或注射方式缓慢加入到混合液中，使其pH处于6-7之间。这样，使得草酸镁可以慢慢包裹在将ZnO纳米棒上。为了控制氨水的加入速率，本发明中，氨水的加入速率不超过0.1mL/s。为了保证不影响草酸镁包裹ZnO纳米棒的包裹效果，氨水采用浓度小于15wt％的氨水。而为了保证氨水的加入效率，氨水可采用浓度大于5wt％的氨水。

步骤S2、将前驱体与熔盐混合，并一起在高于熔盐熔融温度的加热温度下加热，然后冷却、洗涤，从而得到Zn_1-xMg_xO纳米棒。

本步骤中，熔盐为NaCl和KCl的复合盐、NaCl盐和KCl盐中任意一种；而加热温度处于800℃-900℃之间。

为了便于本领域技术人员理解和实施本发明，下面将结合附图以及具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

第一实施例

首先，准备81g的ZnO纳米棒、0.5L的2mol/L的Mg(NO₃)₂溶液以及草酸，将81g的ZnO纳米棒加入到0.5L的2mol/L的Mg(NO₃)₂溶液中，同时，还将草酸也加入到该Mg(NO₃)₂溶液中以得到混合液；这里，草酸可以是过量的，这样，通过加入草酸，可以使Mg²⁺完全反应生成草酸镁，这时，混合液的pH值为1。此时，ZnO纳米棒与Mg(NO₃)₂溶液中的Mg²⁺的摩尔比为1；为了避免草酸镁沉淀，这里，对混合液进行超声波分散，并搅拌。

然后，再通过注射器向混合液中慢慢注射加入10wt％的氨水，将pH值调整到7，从而得到沉淀；这里，氨水的加入速率为0.1mL/s；接着，将该沉淀烘干，以得到前驱体；沉淀是在80℃的烘箱中干燥24小时；

接着，以摩尔比为1配置NaCl和KCl的复合盐，来作为熔盐，并准备该熔盐200g；将该200g熔盐和之前所得到的前驱体混合，作为反应物一起在900℃的加热温度下加热并保温4h，然后冷却、洗涤，从而得到第一试样a，即Zn_1-xMg_xO(x＝0.5，x通过ZnO纳米棒与Mg(NO₃)₂溶液中的Mg²⁺的摩尔比算出)，这里，冷却过程是指将反应物冷却到常温，本实施例中，洗涤过程包括以下步骤：将冷却后的反应物加入装有90℃去离子水的烧杯中进行清洗，熔盐会自动溶解于90℃去离子水中，然后再用蒸馏水离心洗涤3次，并用无水乙醇离心洗涤1次，最后在70℃干燥24h，得到白色的第一试样a。

第二实施例

首先，准备121.5g的ZnO纳米棒、0.5L的2mol/L的Mg(NO₃)₂溶液以及草酸，将121.5g的ZnO纳米棒加入到0.5L的2mol/L的Mg(NO₃)₂溶液中，同时，还将草酸也加入到该Mg(NO₃)₂溶液中以得到混合液；这里，草酸可以是过量的，这样，通过加入草酸，可以使Mg²⁺完全反应生成草酸镁，这时，混合液的pH值为6。此时，ZnO纳米棒与Mg(NO₃)₂溶液中的Mg²⁺的摩尔比为1.5；为了避免草酸镁沉淀，这里，对混合液进行超声波分散，并搅拌。

然后，再通过注射器向混合液中慢慢注射加入10wt％的氨水，将pH值调整到7，从而得到沉淀；这里，氨水的加入速率为0.08mL/s；接着，将该沉淀烘干，以得到前驱体；沉淀是在80℃的烘箱中干燥24小时；

接着，以摩尔比为1配置NaCl和KCl的复合盐，来作为熔盐，并准备该熔盐200g；将该200g熔盐和之前所得到的前驱体混合，作为反应物一起在900℃的加热温度下加热并保温4h，然后冷却、洗涤，从而得到第二试样b，即Zn_1-xMg_xO(x＝0.4，x通过ZnO纳米棒与Mg(NO₃)₂溶液中的Mg²⁺的摩尔比算出)。这里，冷却过程是指将反应物冷却到常温，本实施例中，洗涤过程包括以下步骤：将冷却后的反应物加入装有90℃去离子水的烧杯中进行清洗，熔盐会自动溶解于90℃去离子水中，然后再用蒸馏水离心洗涤3次，并用无水乙醇离心洗涤1次，最后在70℃干燥24h，得到白色的第二试样b。

第三实施例

首先，准备186.3g的ZnO纳米棒、0.5L的2mol/L的Mg(NO₃)₂溶液以及草酸，将186.3g的ZnO纳米棒加入到0.5L的2mol/L的Mg(NO₃)₂溶液中，同时，还将草酸也加入到该Mg(NO₃)₂溶液中以得到混合液；这里，草酸可以是过量的，这样，通过加入草酸，可以使Mg²⁺完全反应生成草酸镁，这时，混合液的pH值为5。此时，ZnO纳米棒与Mg(NO₃)₂溶液中的Mg²⁺的摩尔比为2.3；为了避免草酸镁沉淀，这里，对混合液进行超声波分散，并搅拌。

然后，再通过注射器向混合液中慢慢注射加入10wt％的氨水，将pH值调整到8，从而得到沉淀；这里，氨水的加入速率为0.1mL/s；接着，将该沉淀烘干，以得到前驱体；沉淀是在80℃的烘箱中干燥24小时；

接着，以摩尔比为1配置NaCl和KCl的复合盐，来作为熔盐，并准备该熔盐300g；将该300g熔盐和之前所得到的前驱体混合，作为反应物一起在900℃的加热温度下加热并保温4h，然后冷却、洗涤，从而得到第三试样c，即Zn_1-xMg_xO(x＝0.3，x通过ZnO纳米棒与Mg(NO₃)₂溶液中的Mg²⁺的摩尔比算出)。这里，冷却过程是指将反应物冷却到常温，本实施例中，洗涤过程包括以下步骤：将冷却后的反应物加入装有90℃去离子水的烧杯中进行清洗，熔盐会自动溶解于90℃去离子水中，然后再用蒸馏水离心洗涤3次，并用无水乙醇离心洗涤1次，最后在70℃干燥24h，得到白色的第三试样c。

第四实施例

首先，准备243g的ZnO纳米棒、0.5L的2mol/L的Mg(NO₃)₂溶液以及草酸，将243g的ZnO纳米棒加入到0.5L的2mol/L的Mg(NO₃)₂溶液中，同时，还将草酸也加入到该Mg(NO₃)₂溶液中以得到混合液；这里，草酸可以是过量的，这样，通过加入草酸，可以使Mg²⁺完全反应生成草酸镁，这时，混合液的pH值为6。此时，ZnO纳米棒与Mg(NO₃)₂溶液中的Mg²⁺的摩尔比为3；为了避免草酸镁沉淀，这里，对混合液进行超声波分散，并搅拌。

然后，再通过注射器向混合液中慢慢注射加入10wt％的氨水，将pH值调整到7，从而得到沉淀；这里，氨水的加入速率为0.1mL/s；接着，将该沉淀烘干，以得到前驱体；沉淀是在80℃的烘箱中干燥24小时；

接着，以摩尔比为1配置NaCl和KCl的复合盐，来作为熔盐，并准备该熔盐400g；将该400g熔盐和之前所得到的前驱体混合，作为反应物一起在900℃的加热温度下加热并保温4h，然后冷却、洗涤，从而得到第四试样d，即Zn_1-xMg_xO(x＝0.25，x通过ZnO纳米棒与Mg(NO₃)₂溶液中的Mg²⁺的摩尔比算出)。这里，冷却过程是指将反应物冷却到常温，本实施例中，洗涤过程包括以下步骤：将冷却后的反应物加入装有90℃去离子水的烧杯中进行清洗，熔盐会自动溶解于90℃去离子水中，然后再用蒸馏水离心洗涤3次，并用无水乙醇离心洗涤1次，最后在70℃干燥24h，得到白色的第四试样d。

第五实施例

首先，准备324g的ZnO纳米棒、0.5L的2mol/L的Mg(NO₃)₂溶液以及草酸，将324g的ZnO纳米棒加入到0.5L的2mol/L的Mg(NO₃)₂溶液中，同时，还将草酸也加入到该Mg(NO₃)₂溶液中以得到混合液；这里，草酸可以是过量的，这样，通过加入草酸，可以使Mg²⁺完全反应生成草酸镁，这时，混合液的pH值为1。此时，ZnO纳米棒与Mg(NO₃)₂溶液中的Mg²⁺的摩尔比为4；为了避免草酸镁沉淀，这里，对混合液进行超声波分散，并搅拌。

然后，再通过注射器向混合液中慢慢注射加入10wt％的氨水，将pH值调整到7，从而得到沉淀；这里，氨水的加入速率为0.1mL/s；接着，将该沉淀烘干，以得到前驱体；沉淀是在80℃的烘箱中干燥24小时；

接着，以摩尔比为1配置NaCl和KCl的复合盐，来作为熔盐，并准备该熔盐400g；将该400g熔盐和之前所得到的前驱体混合，作为反应物一起在900℃的加热温度下加热并保温4h，然后冷却、洗涤，从而得到第五试样e，即Zn_1-xMg_xO(x＝0.2，x通过ZnO纳米棒与Mg(NO₃)₂溶液中的Mg²⁺的摩尔比算出)。这里，冷却过程是指将反应物冷却到常温，本实施例中，洗涤过程包括以下步骤：将冷却后的反应物加入装有90℃去离子水的烧杯中进行清洗，熔盐会自动溶解于90℃去离子水中，然后再用蒸馏水离心洗涤3次，并用无水乙醇离心洗涤1次，最后在70℃干燥24h，得到白色的第五试样e。

第六实施例

首先，准备324g的ZnO纳米棒、0.5L的2mol/L的MgCl₂溶液以及草酸，将324g的ZnO纳米棒加入到0.5L的2mol/L的MgCl₂溶液中，同时，还将草酸也加入到该MgCl₂溶液中以得到混合液；这里，草酸可以是过量的，这样，通过加入草酸，可以使Mg²⁺完全反应生成草酸镁，这时，混合液的pH值为1。此时，ZnO纳米棒与MgCl₂溶液中的Mg²⁺的摩尔比为4；为了避免草酸镁沉淀，这里，对混合液进行超声波分散，并搅拌。

然后，再通过注射器向混合液中慢慢注射加入10wt％的氨水，将pH值调整到7，从而得到沉淀；这里，氨水的加入速率为0.1mL/s；接着，将该沉淀烘干，以得到前驱体；沉淀是在80℃的烘箱中干燥24小时；

接着，以摩尔比为1配置NaCl和KCl的复合盐，来作为熔盐，并准备该熔盐400g；将该400g熔盐和之前所得到的前驱体混合，作为反应物一起在900℃的加热温度下加热并保温4h，然后冷却、洗涤，从而得到第六试样f，即Zn_1-xMg_xO(x＝0.2，x通过ZnO纳米棒与MgCl₂溶液中的Mg²⁺的摩尔比算出)。这里，冷却过程是指将反应物冷却到常温，本实施例中，洗涤过程包括以下步骤：将冷却后的反应物加入装有90℃去离子水的烧杯中进行清洗，熔盐会自动溶解于90℃去离子水中，然后再用蒸馏水离心洗涤3次，并用无水乙醇离心洗涤1次，最后在70℃干燥24h，得到白色的第六试样f。

第七实施例

首先，准备324g的ZnO纳米棒、0.5L的2mol/L的MgCl₂溶液以及草酸，将324g的ZnO纳米棒加入到0.5L的2mol/L的MgCl₂溶液中，同时，还将草酸也加入到该MgCl₂溶液中以得到混合液；这里，草酸可以是过量的，这样，通过加入草酸，可以使Mg²⁺完全反应生成草酸镁，这时，混合液的pH值为1。此时，ZnO纳米棒与MgCl₂溶液中的Mg²⁺的摩尔比为4；为了避免草酸镁沉淀，这里，对混合液进行超声波分散，并搅拌。

然后，再通过注射器向混合液中慢慢注射加入10wt％的氨水，将pH值调整到7，从而得到沉淀；这里，氨水的加入速率为0.1mL/s；接着，将该沉淀烘干，以得到前驱体；沉淀是在80℃的烘箱中干燥24小时；

接着，以摩尔比为1配置NaCl和KCl的复合盐，来作为熔盐，并准备该熔盐400g；将该400g熔盐和之前所得到的前驱体混合，作为反应物一起在800℃的加热温度下加热并保温2h，然后冷却、洗涤，从而得到第七试样g，即Zn_1-xMg_xO(x＝0.2，x通过ZnO纳米棒与MgCl₂溶液中的Mg²⁺的摩尔比算出)。这里，冷却过程是指将反应物冷却到常温，本实施例中，洗涤过程包括以下步骤：将冷却后的反应物加入装有90℃去离子水的烧杯中进行清洗，熔盐会自动溶解于90℃去离子水中，然后再用蒸馏水离心洗涤3次，并用无水乙醇离心洗涤1次，最后在70℃干燥24h，得到白色的第七试样g。

第八实施例

首先，准备324g的ZnO纳米棒、0.5L的2mol/L的MgCl₂溶液以及草酸，将324g的ZnO纳米棒加入到0.5L的2mol/L的MgCl₂溶液中，同时，还将草酸也加入到该MgCl₂溶液中以得到混合液；这里，草酸可以是过量的，这样，通过加入草酸，可以使Mg²⁺完全反应生成草酸镁，这时，混合液的pH值为2。此时，ZnO纳米棒与MgCl₂溶液中的Mg²⁺的摩尔比为4；为了避免草酸镁沉淀，这里，对混合液进行超声波分散，并搅拌。

然后，再通过注射器向混合液中慢慢注射加入10wt％的氨水，将pH值调整到7，从而得到沉淀；这里，氨水的加入速率为0.1mL/s；接着，将该沉淀烘干，以得到前驱体；沉淀是在80℃的烘箱中干燥24小时；

接着，以摩尔比为1配置NaCl和KCl的复合盐，来作为熔盐，并准备该熔盐400g；将该400g熔盐和之前所得到的前驱体混合，作为反应物一起在700℃的加热温度下加热并保温2h，然后冷却、洗涤，从而得到第八试样h，即Zn_1-xMg_xO(x＝0.2，x通过ZnO纳米棒与MgCl₂溶液中的Mg²⁺的摩尔比算出)。这里，冷却过程是指将反应物冷却到常温，本实施例中，洗涤过程包括以下步骤：将冷却后的反应物加入装有90℃去离子水的烧杯中进行清洗，熔盐会自动溶解于90℃去离子水中，然后再用蒸馏水离心洗涤3次，并用无水乙醇离心洗涤1次，最后在70℃干燥24h，得到白色的第八试样h。

第九实施例

首先，准备324g的ZnO纳米棒、0.5L的2mol/L的MgCl₂溶液以及草酸，将324g的ZnO纳米棒加入到0.5L的2mol/L的MgCl₂溶液中，同时，还将草酸也加入到该MgCl₂溶液中以得到混合液；这里，草酸可以是过量的，这样，通过加入草酸，可以使Mg²⁺完全反应生成草酸镁，这时，混合液的pH值为2。此时，ZnO纳米棒与MgCl₂溶液中的Mg²⁺的摩尔比为4；为了避免草酸镁沉淀，这里，对混合液进行超声波分散，并搅拌。

然后，再通过注射器向混合液中慢慢注射加入10wt％的氨水，将pH值调整到7，从而得到沉淀；这里，氨水的加入速率为0.1mL/s；接着，将该沉淀烘干，以得到前驱体；沉淀是在80℃的烘箱中干燥24小时；

接着，以摩尔比为1配置NaCl和KCl的复合盐，来作为熔盐，并准备该熔盐400g；将该400g熔盐和之前所得到的前驱体混合，作为反应物一起在1000℃的加热温度下加热并保温3h，然后冷却、洗涤，从而得到第九试样i，即Zn_1-xMg_xO(x＝0.2，x通过ZnO纳米棒与MgCl₂溶液中的Mg²⁺的摩尔比算出)。这里，冷却过程是指将反应物冷却到常温，本实施例中，洗涤过程包括以下步骤：将冷却后的反应物加入装有90℃去离子水的烧杯中进行清洗，熔盐会自动溶解于90℃去离子水中，然后再用蒸馏水离心洗涤3次，并用无水乙醇离心洗涤1次，最后在70℃干燥24h，得到白色的第九试样i。

试样测试

对ZnO纳米棒、第一试样a、第二试样b、第三试样c、第四试样d、第五试样e、第六试样f、第七试样g、第八试样h以及第九试样i做XRD衍射分析，得到如图10-图13所示的图谱。

其中，图10为第一试样a、第二试样b、第三试样c、第四试样d、第五试样e以及ZnO纳米棒的XRD图谱；而图11为第一试样a、第二试样b、第三试样c、第四试样d、第五试样e以及ZnO纳米棒在2θ为33.5°-35.0°的XRD图谱；

通过图10可以看到：第一试样a、第二试样b、第三试样c、第四试样d以及第五试样e的主晶相均为ZnO的六方纤锌矿结构，且均有少量立方MgO结构的相存在；通过图11可以看到：第三试样c(Zn_1-xMg_xO,x＝0.3)、第四试样d(Zn_1-xMg_xO,x＝0.25)、第五试样e(Zn_1-xMg_xO,x＝0.2)以及ZnO纳米棒(Zn_1-xMg_xO,x＝0)的谱线随着x值的增加，ZnO的(200)峰位向右偏移即向高角度偏移，ZnO的c轴取向性变高，同时也说明随着x值的提高固熔进ZnO中Mg含量就越大。而当x继续增大达到0.4，0.5时，(200)的峰位与x＝0.3的衍射峰位保持相同的位置，并没有发生向高角度的偏移现象，说明当x≥0.3时，Mg的掺杂量达到饱和。

图12为第六试样f、第七试样g、第八试样h以及第九试样i以及ZnO纳米棒的XRD图谱；图13为第六试样f、第七试样g、第八试样h以及第九试样i以及ZnO纳米棒在2θ为33.5°-35.0°的XRD图谱；

通过图12可以知道：第六试样f、第七试样g、第八试样h以及第九试样i的主晶相均为ZnO的纤锌矿结构，通过图13可以看到：加热温度处于700℃到900℃中时，Zn_0.8Mg_0.2O在34.4°的XRD衍射峰发生了明显的右移，而且随着温度的升高右移越明显，但1000℃时峰位与900℃的峰位相同，没有进一步偏移，说明随着温度的升高，Mg²⁺固溶取代Zn²⁺的量越多，到900℃后Mg²⁺对于Zn²⁺的取代已几近饱和。

进一步地，本发明还对第五试样e(Zn_1-xMg_xO,x＝0.2)和ZnO纳米棒做SEM分析，如图14和图15所示。如图14所示，第五试样e(Zn_1-xMg_xO,x＝0.2)依然保持着模板ZnO纳米棒的棒状结构，图14中也未见到纳米颗粒，说明表面包覆的MgC₂O₄在高温熔盐环境下具有高扩散速率，更容易固溶进ZnO中，这样，第五试样e(Zn_1-xMg_xO,x＝0.2)即为Zn_1-xMg_xO(x＝0.2)纳米棒，该Zn_1-xMg_xO(x＝0.2)纳米棒直径约200nm，长度约几微米到几十微米，Zn_1-xMg_xO(x＝0.2)纳米棒表面光滑，生长完整。结合图10-15，在通过第五实施例的方法能够制备出Zn_1-xMg_xO(x＝0.2)纳米棒的基础上，提高x的情况下或者加热温度的影响较小时，即采用第一-第四，第六-第九实施例的方法也能制备出Zn_1-xMg_xO纳米棒。

本发明通过采用熔盐法能够实现Zn_1-xMg_xO纳米棒结晶完好，还通过采用在ZnO纳米棒包裹一层草酸镁使得Zn_1-xMg_xO纳米棒的c轴取向性高，本发明工艺容易控制，操作性强。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

熔盐模板法制备Zn1-xMgxO纳米棒的方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。