[發明專利]納米金剛石陣列及其制備方法

在審

• 申請號: 201711428272.1
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN109957824A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 唐永炳;李星星;黃磊;王陶;楊揚
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: C25D11/12
• 分類號: C25D11/12;C23C16/27;C23C16/02;C23C16/01
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 楊彥鴻

本發明提供了一種納米金剛石陣列及其制備方法，涉及金剛石領域，該納米金剛石陣列的制備方法，以陽極氧化鋁模板為基底利用沉積法生長制備所述納米金剛石陣列，利用該制備方法能夠緩解現有技術中的納米金剛石陣列制備方法繁瑣、尺寸不均一且尺寸不能得到有效控制的技術問題，利用該方法可以制備得到大面積高度有序、納米尺寸均一且尺寸可以控制的高密度的納米金剛石陣列。

技術領域

本發明涉及金剛石領域，尤其是涉及一種納米金剛石陣列及其制備方法。

背景技術

金剛石薄膜優異的物理化學性質使其在耐磨涂層、生物醫學、薄膜微傳感器和納米機電系統等眾多高新技術領域具有極好的應用前景。納米金剛石陣列的成功制備，為納米金剛石在生物醫療領域的使用奠定了基礎。納米金剛石陣列在基因治療、細胞治療以及細胞學等生物醫療方面可以有廣泛的應用，它可以使藥物在細胞內、細胞核之間的藥物傳輸更加高效，對于多種細胞等疾病有著很高的療效。但是這要求納米金剛石陣列的密度要足夠大，并且納米針的尺寸可以控制，所以，如何制備出滿足要求的納米金剛石陣列是一個關鍵。

目前，常采用以下兩種方法制備納米金剛石陣列，一種是采用陽極氧化鋁模板(AAO)灌裝石墨后在特殊的高溫高壓等苛刻的實驗條件下轉化得到。該方法由于實驗條件不好控制，所得金剛石純度過低；第二種是利用熱絲化學氣相沉積法用在硅基底上生長一層厚的金剛石膜，之后添加偏壓刻蝕制備得到。該方法操作步驟比較繁雜，并且得到的納米金剛石陣列的錐向、密度的影響因素比較多，難以控制，得到的納米金剛石陣列的尺寸不均一。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供一種納米金剛石陣列及其制備方法，能夠緩解現有技術中的納米金剛石陣列制備方法繁瑣、尺寸不均一且尺寸不能得到有效控制的技術問題，利用該方法可以制備得到大面積高度有序、納米尺寸均一且尺寸可以控制的高密度的納米金剛石陣列。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

一種納米金剛石陣列的制備方法，以陽極氧化鋁模板為基底利用沉積法生長制備所述納米金剛石陣列。

進一步的，所述陽極氧化鋁模板的制備方法包括對鋁基板進行陽極氧化，所述陽極氧化的過程包括第一次陽極氧化、去除第一次陽極氧化后的氧化層和第二次陽極氧化；

優選地，所述第一次陽極氧化和所述第二次陽極氧化中所用的電解液包括草酸溶液、硫酸溶液、鉻酸溶液或磷酸溶液；

優選地，所述第一次陽極氧化過程和所述第二次陽極氧化過程中，用作電解液的草酸溶液的濃度均為0.35mol/L～0.45mol/L，氧化電壓均為40V～60V；

優選地，所述第一次陽極氧化過程和所述第二次陽極氧化過程中，用作電解液的硫酸溶液的質量濃度均為13％～17％，氧化電壓均為15V～25V；

優選地，所述第一次陽極氧化過程和所述第二次陽極氧化過程中，用作電解液的磷酸溶液的質量濃度均為3％～7％，氧化電壓均為35V～45V；

優選地，去除第一次陽極氧化后的氧化層的方法包括腐蝕法；

優選地，腐蝕法中所用的腐蝕液為主要由磷酸和鉻酸組成的腐蝕酸；

優選地，所述腐蝕酸中，所述磷酸的質量濃度為5.5％～6.5％，所述鉻酸的質量濃度為1.5％～2％；

優選地，腐蝕過程中的腐蝕電壓為38～52V；

優選地，所述第一次陽極氧化工藝和第二次陽極氧化工藝相同。

進一步的，所述第一次陽極氧化過程和所述第二次陽極氧化過程中的氧化時間均為1.3～1.7h。

進一步的，所述鋁基板先經過預處理后再進行氧化處理。