【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米氧化镓，具体而言，涉及γ相氧化镓纳米片的制备方法、γ相氧化镓纳米片及其应用。
技术介绍
1、氧化镓(ga2o3)作为备受瞩目的第四代半导体材料，因其宽禁带宽度(约4.85ev)及高理论击穿场强(8mv/m)而在半导体功率器件、光电探测器、储能等领域展现出巨大的应用潜力。ga2o3拥有α、β、γ、ε、δ五种不同晶相，其中亚稳态的γ-ga2o3因其宽带隙、特殊的发光特性及表面酸碱性等独特物理化学性质，成为光子学、太阳能装置和催化应用研究的焦点。同时，γ-ga2o3的缺陷尖晶石结构提供了大比表面积和高表面原子数目。此外，二维纳米片结构相比于一维纳米棒结构，比表面积、表面活性及在目标产品中的分散性能更好，有利于促进表面反应，从而在传感、能量存储和转换等领域显示出更高的性能和应用潜力。
2、尽管现有技术已经开发出多种制备γ-ga2o3的方法，包括溶剂热法、水热法和物理蒸发法等，但这些方法在精确控制二维纳米片形貌和尺寸方面仍存在不足。现有的制备过程往往涉及复杂的步骤和高成本，且难以大规模生产符合应用要求的高质量纳米材料。因此，开发一种高效、低成本、便于批量制备二维纳米片的方法，不仅是材料科学领域的重要研究方向，也是实现γ-ga2o3材料在高性能半导体、光电器件及催化剂等领域应用的关键。
3、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供γ相氧化镓纳米片的制备方法、γ相氧化镓纳米片及其应用，得到一种高效、低成本、便于批量制备二维纳
2、本专利技术是这样实现的：
3、第一方面，本专利技术提供一种γ相氧化镓纳米片的制备方法，包括以下步骤：
4、对ga(no3)3的酸溶液进行稀释和蒸发结晶，得到前体晶体；
5、将所述前体晶体、有机溶剂和水混合使晶体溶解，得到前体溶液；
6、向所述前体溶液中加入沉淀剂并调整ph值为10.0-11.0，得到悬浊液；
7、将所述悬浊液转移至水热反应釜中在160℃-300℃条件下保存6h-9h后进行固液分离、洗涤和干燥，得到γ相氧化镓纳米片。
8、在可选的实施方式中，所述ga(no3)3的酸溶液由ga(no3)3·xh2o溶解至酸中得到，x为正整数，所述酸为浓盐酸和浓硫酸中的至少一种；
9、优选地，所述酸的浓度为36wt％-38wt％；
10、优选地，所述酸为浓盐酸；
11、优选地，所述ga(no3)3·xh2o的纯度大于99.9wt％；
12、优选地，所述ga(no3)3的酸溶液中，ga(no3)3的质量分数为20wt％-30wt％。
13、在可选的实施方式中，对ga(no3)3的酸溶液反复进行稀释、蒸发结晶三次以上，得到前体晶体。
14、在可选的实施方式中，稀释时加入水的体积与所述酸的体积之比为(3.5-7.5):1；
15、优选地，蒸发结晶温度为60℃-80℃，蒸发至溶液含水量小于3wt％时蒸发结束。
16、在可选的实施方式中，所述有机溶剂为乙二胺、异丙醇和者乙二醇中的至少一种；
17、优选地，所述前体溶液中前体的浓度为0.05-0.5mol/l；
18、优选地，所述还原剂与水的体积比为2:(3-8)；
19、优选地，所述晶体溶解后持续搅拌3h-6h。
20、在可选的实施方式中，所述沉淀剂为氨水、氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种。
21、在可选的实施方式中，所述洗涤步骤的洗涤液为去离子水和醇；
22、优选地，洗涤步骤进行三次，三次洗涤的洗涤液依次为去离子水、乙醇和异丙醇；
23、在可选的实施方式中，所述干燥采用真空干燥，干燥温度为80℃-120℃，干燥时间为10h-14h。
24、第二方面，本专利技术提供一种γ相氧化镓纳米片，由前述实施方式任意一项所述制备方法制备得到。
25、第三方面，本专利技术提供一种前述实施方式所述γ相氧化镓纳米片在半导体功率器件、光电探测器、储能领域或催化剂中的应用。
26、本专利技术具有以下有益效果：
27、(1)本专利技术通过使用常见且成本低廉的化学试剂，简化了制备过程，显著降低了生产成本。
28、(2)本专利技术采用的技术方案能够有效提高制备的γ-ga2o3纳米片的产率和尺寸的均匀性，确保了高质量的产物。
29、(3)本专利技术的方法通过对反应条件控制，能够得到γ-ga2o3纳米片，为特定应用领域提供了优化的材料。
30、(4)本专利技术的方法简化了传统的合成流程，通过反应条件控制，无需表面活性剂即可直接获得具有高比表面积和γ-ga2o3纳米片，适用于大规模生产，具有良好的工业化潜力。
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1.一种γ相氧化镓纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的γ相氧化镓纳米片的制备方法，其特征在于，所述Ga(NO3)3的酸溶液由Ga(NO3)3·xH2O溶解至酸中得到，x为正整数，所述酸为浓盐酸和浓硫酸中的至少一种；
3.根据权利要求1所述的γ相氧化镓纳米片的制备方法，其特征在于，对Ga(NO3)3的酸溶液反复进行稀释、蒸发结晶三次以上，得到前体晶体。
4.根据权利要求1所述的γ相氧化镓纳米片的制备方法，其特征在于，稀释时加入水的体积与所述酸的体积之比为(3.5-7.5):1；
5.根据权利要求1所述的γ相氧化镓纳米片的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙二胺、异丙醇和者乙二醇中的至少一种；
6.根据权利要求1所述的γ相氧化镓纳米片的制备方法，其特征在于，所述沉淀剂为氨水、氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的γ相氧化镓纳米片的制备方法，其特征在于，所述洗涤步骤的洗涤液为去离子水和醇；
8.根据权利要求1所述的γ相氧化镓纳米片的制备方法，其特征
9.一种γ相氧化镓纳米片，其特征在于，由权利要求1-8任意一项所述制备方法制备得到。
10.一种权利要求9所述γ相氧化镓纳米片的应用，其特征在于，所述应用包括在半导体功率器件、光电探测器、储能领域或催化剂中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种γ相氧化镓纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的γ相氧化镓纳米片的制备方法，其特征在于，所述ga(no3)3的酸溶液由ga(no3)3·xh2o溶解至酸中得到，x为正整数，所述酸为浓盐酸和浓硫酸中的至少一种；
3.根据权利要求1所述的γ相氧化镓纳米片的制备方法，其特征在于，对ga(no3)3的酸溶液反复进行稀释、蒸发结晶三次以上，得到前体晶体。
4.根据权利要求1所述的γ相氧化镓纳米片的制备方法，其特征在于，稀释时加入水的体积与所述酸的体积之比为(3.5-7.5):1；
5.根据权利要求1所述的γ相氧化镓纳米片的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙二胺、异丙醇和...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵维巍，高开正，刘飞华，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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