[發明專利]一種可轉移的Fe2O3/Au納米孔陣列薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201510623764.0
• 申請日: 2015-09-28
• 公開（公告）號: CN105112913B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 趙建偉;秦麗溶;殷營營;楊瑜;何麗忠
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: C23C28/00
• 分類號: C23C28/00;C23C14/34;C23C14/18;C25D3/20;C25D5/50;B82Y40/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務所50123
• 代理人: 康海燕,吳興偉

技術領域

本發明屬于納米材料技術領域，具體涉及一種可轉移的Fe₂O₃/Au納米孔陣列薄膜及其制備方法。

背景技術

Fe₂O₃作為常溫下最穩定的鐵的氧化物，具有廉價、原料豐富、環境友好、高抗腐蝕性等優點，可應用于顏料、氣敏元件、催化劑以及各種軟硬磁性材料。納米Fe₂O₃相對于傳統的Fe₂O₃材料而言性能有了極大提升，也逐漸成為相關器件材料的研究熱點。但是隨著科學技術的發展進步，對納米Fe₂O₃研究也不斷增多，對開發形貌特殊、尺寸規整均勻的納米Fe₂O₃也提出了更嚴更高的目標，需要不斷完善并改進現有的方法或者開發出新的性能優異的Fe₂O₃的納米材料及其制備方法。

納米Fe₂O₃具有很好的催化活性和生物兼容性，因此在電化學傳感及生物傳感上的應用越來越受到人們的關注。近年來，基于納米Fe₂O₃材料的電化學傳感器件及生物傳感器件不斷被報道。但是通常所制備的α型Fe₂O₃納米材料的導電性較差，電子遷移率相對較低，這嚴重制約了其催化反應的活性，影響了相應傳感器件的性能。研究表明，Au納米結構不僅具有良好的導電性能，而且還能穩定而迅速的吸附蛋白質，并保持其生物活性，加快蛋白質與電極之間的電子轉移。因此為了提高Fe₂O₃納米材料的導電性，如果能夠將Fe₂O₃與Au組成復合納米結構，無疑將能夠大大提升相應傳感器件的探測性能。

此外，Fe₂O₃納米材料的制備常采用水熱法、溶膠凝膠法、高溫分解法等，所制備的納米材料往往由于高溫晶化過程中大的比表面積而導致表面活性較高，易形成高度團聚的納米團結構，也將嚴重影響相應傳感器的使用性能。而納米孔陣列薄膜具有規則的孔結構，能夠使納米材料在保持較大比表面積和較高表面活性的同時，避免材料之間的團聚，其納米級孔洞結構還能促進溶液的吸附和離子的傳輸，在電化學分析和生物傳感方面能大大降低信噪比，提高靈敏度，加快響應速度等，因此具有很高的使用價值。但目前，還未有報道采用Fe₂O₃納米孔陣列薄膜或Fe₂O₃/Au納米孔陣列薄膜制備的電化學傳感或生物傳感的功能器件。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種可轉移的Fe₂O₃/Au納米孔陣列薄膜。

本發明的技術方案是一種可轉移的Fe₂O₃/Au納米孔陣列薄膜，由Au納米孔陣列薄膜和覆于其上的Fe₂O₃納米孔陣列薄膜組成，兩層薄膜中的納米孔上下貫通，按規則的六角密排順序排列，所述孔的直徑均為10～50nm，孔間距為100～120nm，所述薄膜的總厚度為 60～150nm。

本發明還提供了Fe₂O₃/Au納米孔陣列薄膜的制備方法，包括如下步驟：

步驟1，選取多孔氧化鋁模板，在模板的一個表面濺射Au膜，具體操作如下：把多孔氧化鋁模板置于磁控濺射或離子濺射中，所用靶材為金靶，在多孔氧化鋁模板的一個表面濺射上一層厚度為30～70nm具有納米孔洞的連續Au膜，作為電化學沉積時的工作電極，以及最終目標產物的基體層和導電層；

步驟2，把上述濺射Au膜的多孔氧化鋁模板放入電解槽內的鐵電解液中，其中有Au膜的一面朝向溶液，另一面密封，使其不與溶液接觸，再以石墨為對電極，于電流密度0.6～1.2mA/cm²下采用兩電極法電沉積5～15分鐘，得到金屬鐵的納米孔陣列薄膜；