Tiến hành mọc thanh nano ZnO trong dung dịch mọc có cùng nồng độ
Zn(NO3)2 0,01M và HMTA 0,01M ở cùng nhiệt độ mọc 70oC với thời gian khác nhau 3h (M1), 9h (M6). Hình 3.3 biểu thị sự thay đổi đường kính và mật độ dây nano ZnO theo thời gian.
Bảng 3.1. Các thông số khảo sát quá trình mọc nhiệt thủy phân
Mẫu CM( Zn(NO3)2) CM( HMTA ) Nhiệt độ Thời gian
M1 0,01 M 0,01 M 70oC 3 h
Hình 3.3. Ảnh FESEM đường kính thanh nano ZnO của 2 mẫu mọc trong dung dịch nồng độ 0,01M, pH=6 -7 ở 70oC với thời gian mọc M1: 3h; M6: 9h
Ta thấy, đường kính thanh nano ZnO không biến đổi nhiều theo thời gian. Thanh nano ZnO mọc trong các dung dịch Zn(NO3)2 0,01M và HMTA 0,01M ở
70oC với thời gian mọc 3h và 9h đều có đường kính trung bình khoảng 100 nm. Với lớp mầm nano ZnO ở dưới, các thanh nano ZnO sẽ mọc có định hướng và ứng với mỗi thanh có một đường kính xác định. Ban đầu các hạt nano ZnO sinh ra và mọc lên mầm ZnO cho đến khi đạt đến một kích thước nhất định mà nó bền về mặt năng lượng (thanh nano lục giác). Các thanh này sẽưu tiên mọc theo chiều dài mà không phát triển theo chiều ngang vì lúc này các ion OH- sẽ bị hút vào mặt trên của thanh và kéo theo ion Zn2+. Phản ứng xảy ra tạo ZnO và thanh nano sẽ phát triển theo chiều dọc.
Hình 3.4. Ảnh FESEM chiều dài thanh nano ZnO mẫu M2 mọc trong dung dịch 0,01M, pH=6-7 ở 70oC với thời gian mọc 3h và 9h
Khi thời gian tăng lên, chiều dài thanh nano cũng tăng lên (Hình 3.4). Thanh nano ZnO mọc trong dung dịch Zn(NO3)2 0,01M; HMTA 0,01M, pH=6-7 ở 70oC với thời gian mọc 3h có chiều dài 794 nm và thời gian mọc 9h có chiều dài 1,7 µm. Chiều dài tăng hơn 2 lần trong thời gian 6h. Khi kéo dài thời gian phản ứng và vẫn cung cấp dung dịch mọc cho hệ, các thanh nano tiếp tục dài ra do các hạt nano ZnO vẫn tiếp tục được sinh ra và không bền về mặt năng lượng nên tiếp mọc lên các thanh nano đã có sẵn.