[發明專利]一種Cu樹枝狀單晶納米材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200910046750.1
• 申請日: 2009-02-27
• 公開（公告）號: CN101514486A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 徐建文;郁可;尚德建;吳晉;許玉娥;李立君;朱自強
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: C30B29/02
• 分類號: C30B29/02;C30B29/66;C30B30/02;C25D3/38;C25C5/02;C25C1/12
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司
• 代理人: 傅戈雁

技術領域

本發明涉及一種Cu樹枝狀單晶納米材料及其制備方法，具體涉及一種由納米構造而成的Cu樹枝狀結構以及用電鍍的方法，在銅片襯底上得到大面積這種結構的制備方法。屬于半導體材料、光電子材料與器件技術領域。

背景技術

由于納米材料具有表面效應、小尺寸效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應等獨特的物理及化學性質.使得納米材料的制備成為當前材料研究的一個熱點。而納米銅粉由于尺寸小、比表面積大、表面活性中心數目多、電阻小、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應等特點，使之應用非常廣泛。它是一種優良的催化劑引、潤滑劑，并作為導電填料被廣泛應用于研制電磁屏蔽材料和導電涂料中。因此，研制納米銅有重要的理論意義和實用價值。所以近來，人們利用各種方法(固相法、水熱合成等)制備出了各種不同的一維CuO米結構，例如納米線，納米花，納米棒等，并對這些納米結構的場發射特性進行了研究，然而到目前為止，所有的一維納米結構基本都是用的熱蒸發或者水熱合成的方法制備的，而很少運用電鍍的方法制備得到Cu的納米結構。電鍍方法生長的納米材料均勻一致，而且面積大，為實現自組裝功能納米材料結構提供了一種新的方法。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種Cu樹枝狀單晶納米材料及其制備方法。以解決現有技術的上述問題。

本發明所提供的Cu樹枝狀單晶納米材料，在國際上是首次報道，這種樹枝狀Cu是由Cu納米棒沿不同方向再生長而成，具有很密集的濃度，其長度在一般為10-20μm，尖端直徑一般在30-50nm左右。

這種Cu樹枝狀單晶納米材料的制備方法，其具體工藝如下：

1)將銅片(表面積大約1.5cm²)打磨，用30％鹽酸浸泡8-10分鐘，再放人丙酮中超聲，得到的純凈銅片做為陽極；

2)將ITO導電玻璃(表面積大約1.6cm²)用0.1mol/L的NaOH清洗8-10分鐘，再放入丙酮中超聲，最后用去離子水沖洗做為陰極；

3)電解液為0.5mol/L的Cu(NO₃)₂和1.0mol/L的檸檬酸，檸檬酸用來調節PH為1.5-2；在電壓為0.8-1V進行電鍍；

4)1.5-2.5h后，取出ITO導電玻璃，即可看到上面附著了一層淡紅色的附著物，即為Cu樹枝狀單晶納米材料。

所述的銅片純度為99％，厚度為0.1-0.3mm；ITO導電玻璃厚度為0.4-0.5mm。

所述的Cu(NO₃)₂和檸檬酸純度為99％產自上海凌鋒化學試劑有限公司。

所述的電鍍設備，它是自己實驗室搭建的一個小型設備。電壓范圍：1-20V；電解槽為玻璃燒杯，為了控制其電流密度，我們串聯了一個1K的電阻，整個裝置被密封在一個玻璃罩中。

相對于以前合成的納米結構，本發明的突出特點是：(1)方法新穎，大部分的Cu納米結構都是通過熱蒸發或者水熱合成的，而本發明是用的電鍍的方法；(2)形貌新穎，金屬Cu的納米線，納米棒等結構被大量合成，而制備樹枝狀Cu納米結構還很少見(3)設備簡單，一般實驗室設備都能達到要求；(4)不需要非常困難的操作，方法非常的簡單；(5)不需要催化劑，節省資源；(6)成本低，重復性好，而且是大面積的生長。

附圖說明

圖1是大量樹枝狀Cu納米結構的SEM圖；

圖2是樹枝狀Cu納米結構的TEM圖；

圖3是樹枝狀Cu納米結構的X射線衍射圖。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施例進一步闡述本發明的特點。

實施例1

這種Cu樹枝狀單晶納米材料及其制備方法，其具體工藝如下：

1)將銅片(表面積大約1.5cm²)打磨，用30％鹽酸浸泡8分鐘，再放人丙酮中超聲，得到的純凈銅片做為陽極；

2)將ITO導電玻璃(表面積大約1.6cm²)用0.1mol/L的NaOH清洗8分鐘，再放入丙酮中超聲，最后用去離子水沖洗做為陰極；

3)電解液為0.5mol/L的Cu(NO₃)₂和1.0mol/L的檸檬酸，檸檬酸用來調節PH為1.5；在電壓為0.8V進行電鍍；

4)1.5h后，取出ITO導電玻璃，即可看到上面附著了一層淡紅色的附著物，即為Cu樹枝狀單晶納米材料。

實施例2

這種Cu樹枝狀單晶納米材料及其制備方法，其具體工藝如下：