[發明專利]一種脈沖電沉積制備磁性金屬納米管的方法

有效

• 申請號: 201711451598.6
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108277462B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 胡軍;陳煥新;李越星;汪晶
• 申請（專利權）人: 浙江交通科技股份有限公司;浙江工業大學
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/16;C23C14/35;C23C14/02;C25D11/04;B82Y40/00
• 代理公司: 33109 杭州杭誠專利事務所有限公司
• 代理人: 尉偉敏

本發明涉及一種在磁性記錄材料方面具有巨大潛在應用前景的脈沖電沉積制備磁性金屬納米管的方法，所述方法具有簡單方便、可操作性極強的優點，能夠有效對所制備磁性金屬納米管的長度和直徑進行控制，且該方法成本較低，所需儀器精度要求并不嚴苛，適用性極強，可對多種磁性金屬納米管進行制備，不限于制備單一的磁性金屬納米管，且工藝步驟不發生明顯改變，有利于大量生產制備。

技術領域

本發明涉及一種金屬納米管制備方法的領域，尤其涉及一種在磁性記錄材料方面具有巨大潛在應用前景的脈沖電沉積制備磁性金屬納米管的方法。

背景技術

目前，磁性金屬納米管的合成方法主要有化學鍍、原子層沉積（ALD）、溶膠-凝膠（sol-gel）和電沉積等。其中化學鍍只能制備出還原電位較高能被化學試劑還原的金屬，如Ni、Co等；ALD需要精密的儀器且只適合制備Fe₃O₄等氧化物；sol-gel法雖然簡單方便，不需要任何精密儀器，但同樣也只能制備氧化物。此外，上述方法均無法通過控制納米管的長度和直徑來調節納米管的性能。

因此，模板輔助電化學沉積在制備金屬磁性納米管陣列方面具有巨大的優勢，可以方便地控制納米管的成分和結構，可操作性強，簡單方便。迄今為止，已經有一系列金屬納米管陣列通過傳統的電化學沉積的方法制得，但是一方面對導電層要求比較高，另一方面會引入雜質嚴重影響材料的性能。

中國專利局于2017年6月13日公開了一種制備金屬納米粒子/石墨烯/碳納米管材料的方法的發明專利授權，授權公告號CN105251979B，該發明專利提供了一種將金屬鹽溶液、氧化石墨和碳納米管分散在水、乙醇、N，N-二甲基甲酰胺燈溶劑中進行輻照，制備出具有低紅外發射率的金屬納米粒子/石墨烯/碳納米管納米復合材料的工藝方法，其能夠制備具有一定特殊性能的復合納米管材料，但其與常規方法一樣存在無法對納米管的長度和直徑進行控制，無法對制備優質磁性金屬納米管進行制備并且成本過高和單一方法只能制備特定種類納米管等問題。

發明內容

為解決現有技術中無法對納米管的長度和直徑進行控制，無法對制備優質磁性金屬納米管進行制備并且成本過高和單一方法只能制備特定種類納米管等問題，提供了一種能夠對納米管長度和直徑進行控制、成本較低、工藝簡單、適用范圍廣的脈沖電沉積制備磁性金屬納米管的方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種脈沖電沉積制備磁性金屬納米管的方法，所述脈沖電沉積制備磁性金屬納米管的方法包括以下步驟：

（a）模板制備

（a-1）一次氧化：將經過退火、超聲洗滌預處理的鋁片置于0.3～0.5mol/L草酸水溶液中，在電壓40～60V、溫度0～3℃條件下電化學腐蝕4～6h，得到一次氧化鋁片；

（a-2）去除一次氧化膜：取步驟（a-1）制得的一次氧化鋁片，置于50～70℃的磷酸和鉻酸混合水溶液中浸泡12～16h，之后用去離子水清洗干凈，得到去除一次氧化膜的鋁片；

（a-3）二次氧化：將步驟（a-2）得到的去除一次氧化膜的鋁片置于0.3～0.5mol/L草酸水溶液中，在電壓80～90V、溫度0～3℃條件下電化學腐蝕6～8h，取出用去離子水清洗，再置于1～3mol/LCuCl₂水溶液中浸泡10～60min，之后用去離子水清洗干凈，得到含有雙通納米孔的氧化鋁模板；

（a-4）擴孔：30～35℃下，將步驟（a-3）得到的含有雙通納米孔的氧化鋁模板置于3～5wt%H₃PO₄水溶液中擴孔20～45min，得到陽極氧化鋁模板；

（b）脈沖電沉積納米管