[發明專利]一種三維金屬納米線及其制備方法

有效

• 申請號: 201710592897.5
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107309439B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 楊誠;吳鐺;劉佳惺;鄒培超
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/00;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 余敏

1.一種三維金屬納米線的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：S1，配制濃度為0.01～1mol/L的金屬離子溶液，加入絡合劑、成核劑，通過堿溶液調節pH值為10.0～13.5，制得A溶液；其中，所述金屬離子為磁性金屬離子或者磁性金屬離子和非磁性金屬離子的混合；S2，配制0.1～3mol/L的強還原性的還原劑溶液，調節堿溶液調節pH值為10.0～13.5，制得B溶液；S3，提供一反應容器，將經活化處理的基底置于所述反應容器中，將所述A溶液與所述B溶液置于所述反應容器中充分混合，在50～100℃和0.005～1T的磁場條件下反應T時間，其中，以第一磁場方向反應T1時間，以第二磁場方向反應T2時間，以第三磁場方向反應時間T3時間，所述第一磁場方向使得對所述反應容器中的物質產生的磁力的方向與物質所受重力方向平行，所述第二磁場方向和所述第三磁場方向使得對所述反應容器中的物質產生的磁力的方向與物質所受重力方向垂直，且所述第二磁場方向和所述第三磁場方向之間夾角為90°，T1+T2+T3＝T，T滿足在反應容器中出現團聚現象之前終止反應，制得含有由磁性金屬納米線或者合金納米線構筑的三維金屬納米線的反應原液；其中在第一磁場方向的作用下，納米線沿重力方向生長成具有一定長度的線狀基材，在第二磁場方向和第三磁場方向下，則沿垂直方向上生長，從而形成三維網絡結構。

2.根據權利要求1所述的三維金屬納米線的制備方法，其特征在于：步驟S3為：將A溶液與B溶液分別于50～100℃下預熱5～60分鐘后再將兩者充分混合，在50～100℃和0.005～1T的磁場條件下反應T時間，在出現團聚現象之前終止反應，制得所述反應原液。

3.根據權利要求1所述的三維金屬納米線的制備方法，其特征在于：步驟S3中，各段反應時間滿足：T1≤T2＜T3。

4.根據權利要求1所述的三維金屬納米線的制備方法，其特征在于：步驟S3中，所述活化處理為：通過電鍍、化學鍍、化學氣相沉積、磁控濺射、蒸鍍方法中的任意一種在所述基底上構建活化種子層。

5.根據權利要求4所述的三維金屬納米線的制備方法，其特征在于：所述活化種子層包括多個金屬納米顆粒；所述多個金屬納米顆粒為鈀納米顆粒、金納米顆粒、鉑納米顆粒、銥納米顆粒、銠納米顆粒、釕納米顆粒中的一種或者多種的混合。

6.根據權利要求1所述的三維金屬納米線的制備方法，其特征在于：步驟S3中還包括在所述反應容器內加入可形成水凝膠的物質，所述可形成水凝膠的物質包括聚丙烯酰胺、丙烯酰胺-丙烯酸鈉共聚物、聚甲基丙烯酸羥乙酯、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、殼聚糖中的一種或多種的混合。

7.根據權利要求1所述的三維金屬納米線的制備方法，其特征在于：步驟S3中包括：反應T時間后，加入質量分數為0.5％～10％的酸溶液調節反應后的溶液的pH值為6.0～8.5，制得所述反應原液。

8.根據權利要求1所述的三維金屬納米線的制備方法，其特征在于：步驟S1中，所述金屬離子濃度為0.1～0.75mol/L，通過堿溶液調節pH值為12.0～13.0。

9.根據權利要求1所述的三維金屬納米線的制備方法，其特征在于：步驟S3中，反應溫度為50℃～80℃；磁場強度為0.01～0.1T；T為15～60分鐘。

10.一種根據權利要求1-9所述的制備方法制得的三維金屬納米線。