[發明專利]一種有序金屬納米線陣列的制備方法

在審

• 申請號: 202011270270.6
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112481660A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 劉敏;梁艷清;陳國柱
• 申請（專利權）人: 中南大學深圳研究院
• 主分類號: C25D1/00
• 分類號: C25D1/00;B82Y40/00
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發明屬于一維納米材料的制備技術領域，特別涉及一種有序金屬納米線陣列的制備方法。首先，對基底進行清潔；其次，使多孔陽極氧化鋁膜與基底進行緊密接觸；再次，通過電化學沉積的方法使金屬納米線陣列生長在多孔陽極氧化鋁模板內；最后，去除模板。本發明方法具有以下優點：一、成本低，反應時間短，操作簡單并有效；二、不需要對模板進行化學修飾；三、制備的金屬納米線具有高度取向性，有序性，長度均一，并且線徑與長度可以通過模板的尺寸和電沉積的時間來進行調節。四、該方法具有普適性，可以推廣到多種金屬納米線陣列的制備，在電催化、光電催化及納米材料合成等領域具有良好的應用。

技術領域

本發明屬于一維納米材料的制備技術領域，特別涉及一種有序金屬納米線陣列的制備方法。

背景技術

一維(1D)金屬納米材料，如納米棒、納米線和納米管，具有獨特的光學、磁性和磁光學特性。由于其在納米器件微型化方面的巨大潛力，近年來引起了廣泛關注。

模板法是制備金屬納米線或納米管的一種通用而簡單的方法。自Martin小組的開創性工作以來，多孔陽極氧化鋁(PAA)膜中高度有序的納米通道被廣泛用于限制導線和/或管的生長[1-3]。電化學沉積技術輔助模板合成金屬納米線，這種技術主要是以具有可控的孔深、孔徑和孔密度的多孔陽極氧化鋁膜作為模板，是一種低成本、可控的金屬納米線生產技術，并廣泛應用于納米制造領域。

但是，精確控制制造單晶金屬納米線是極具挑戰性的工作。因為影響電沉積金屬納米線結構的因素很多，如：應用電位、金屬離子濃度和所用溶液的pH值等。中國專利文獻CN 105603469 B公開了一種CuO/Ni核殼納米線及其制備方法，該方法先以陽極氧化鋁(AAO)模板為陰極，碳棒為陽極，采用電化學沉積方法在陽極氧化鋁模板中沉積銅納米線陣列，然后將其浸入磷酸溶液中進行擴孔并進行熱處理，接著對上述處理后的模板沉積鎳納米線陣列，得到含有鎳納米線陣列且含有CuO納米線陣列的陽極氧化鋁模板，最后將其浸入到氫氧化鈉溶液中，除去氧化鋁模板，用乙醇清洗并經紅外烘干，從而得到CuO/Ni核殼納米線陣列。但是，該制備過程步驟繁瑣，所得納米線陣列的長度和質量受到前處理過程的限制。

參考文獻:

[1]Brumlik C J,Martin C R.Template synthesis of metal microtubules[J].Journal of the American Chemical Society,1991,113(8):3174-3175.

[2]BrumlikC J,Martin C R,MenonV P.Template synthesis of metalmicrotubule ensembles utilizing chemical,electrochemical,and vacuumdeposition techniques[R].COLORADO STATE UNIV FORT COLLINS DEPT OF CHEMISTRY,1994.

[3]Lakshmi B B,Patrissi C J,Martin C R.Sol-gel template synthesis ofsemiconductor oxide micro-and nanostructures[J].Chemistry of Materials,1997,9(11):2544-2550.

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的主要目的在于提供一種有序金屬納米線陣列的制備方法，解決現有技術中存在的制備過程步驟繁瑣，所得納米線陣列的長度和質量受到前處理過程的限制等問題。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種有序金屬納米線陣列的制備方法，包括以下步驟：

(1)對基底表面進行清潔；