[發明專利]一種核殼異質結構磁性納米線及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110796989.1
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113426999B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 楊平安;屈正微;李銳;黃宇軒;黃鑫;壽夢杰;吳德成;周志浩
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: B22F1/054
• 分類號: B22F1/054;B22F1/17;B82Y30/00;B82Y40/00;C23C18/44;H05K9/00;G01N21/65
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明公開的是一種核殼異質結構磁性納米線及其制備方法與應用，屬于納米線材料技術領域。核殼異質結構磁性納米線中以鐵納米線為核、銀為殼，采用磁場輔助誘導液相還原法，結合層?島生長模式制備，具有優良的導電性、抗氧化性耐腐蝕性和吸波性能。核殼異質結構磁性納米線中鐵磁性納米線中Fe和Ag的摩爾比為1:0.3?1.1，最小反射損耗達到?58.69dB，小于等于?10dB反射率的有效吸收帶寬5.78?13.10GHz。本發明具有條件溫和、設備簡單、重復性好、周期短、可規模化生產等優點，在微波吸收、電催化、柔性透明導電薄膜、表面增強拉曼光譜等方面有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及納米線材料技術領域，具體涉及一種核殼異質結構磁性納米線及其制備方法與應用。

背景技術

鐵磁性納米線是納米級別的鐵原子按照一定的方向堆疊生長的一堆納米材料。納米級別的尺寸與獨特的結構，使得鐵磁性納米線表現出許多體相材料不具有的獨特物理效應，主要包括小尺寸效應、表面界面效應、量子尺寸效應等。現有納米線的制備方法中，以氣相沉積法、模板合成法、原位還原法等。現有制備方法涉及合成形貌穩定、結構均勻的鐵磁性納米線。鐵價格低廉，同時單分散鐵磁性納米線具有較好的導電、導熱和機械性能和突出的電磁特性。但是鐵磁性納米線金屬材料具有非常活潑的化學性質，在自然條件下容易被氧化，這就會破壞材料原有的電磁吸收性能。中國專利文獻(CN201810949570.3)公開了一種雙金屬鈷基核殼材料的制備方法，采用原位金屬置換法，制得了以Co為核，Ag或Cu為殼的復合型雙金屬鈷基殼材料。上述材料的制備存在高溫能耗大、對設備要求嚴格、條件苛刻、微波吸收性能不好、易氧化等缺點，因此開發簡易的、吸波性能優良的復合材料成為科研人員研究的新方向。

為了克服上述方法存在的問題，本發明采用磁場輔助誘導液相還原法制備核殼異質結構磁性納米線材料，并且可以通過反應時間、鐵磁性納米線與金屬銀鹽的摩爾比等參數調控核殼異質結構磁性納米線的結構。本方法制備過程更加簡單易行，所用原料均為廉價常見原料，制備成本較低。所制備的核殼異質結構磁性納米線具有優異的抗氧化性、耐腐蝕性和吸波性能，在微波吸收與屏蔽、電催化，汽車尾氣凈化、柔性透明導電薄膜、超大規模集成電路、表面增強拉曼光譜等領域將有廣泛的應用前景。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的之一在于提供一種核殼異質結構磁性納米線的制備方法；本發明的目的之二在于提供一種核殼異質結構磁性納米線；本發明的目的之三在于提供一種核殼異質結構磁性納米線在制備同軸環吸收微波中的應用。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

1、一種核殼異質結構磁性納米線，所述核殼異質結構磁性納米線中以鐵磁性納米線為核、銀為殼；其中所述鐵磁性納米線中Fe和Ag的摩爾比為1:0.3-1.1；所述核殼異質結構磁性納米線的直徑為80-140nm，長度為5-30um，長徑比為35-375。

2.上述核殼異質結構磁性納米線的制備方法，所述方法為液相還原法結合層-島生長模式，具體包括如下步驟：

將鐵磁性納米線加入去離子水中，超聲使鐵磁性納米線分散均勻后，向鐵磁性納米線水溶液中加入分散劑進行分散，施加平行磁場，繼續加入6-22mmol/L的硝酸銀溶液，攪拌使其混合均勻，加入1.6-2.4mol/L還原劑，反應20-35min后靜置5-10min，離心、清洗后，用釹鐵硼磁鐵進行收集，即可得到所述核殼異質結構磁性納米線。

優選的，所述鐵磁性納米線水溶液中，鐵磁性納米線的濃度為18-21mmol/L、分散劑的溶度為2-5g/L；所述鐵磁性納米線水溶液、分散劑和還原劑的體積質量比為1:2-5:1，L:g:L。

優選的，所述分散劑包括聚乙烯吡咯烷酮、甘油、乙二胺四乙酸鹽、氨三乙酸鈉、焦磷酸鈉、乙二胺四甲叉磷酸鈉、焦磷酸鉀、二乙烯三胺五羧酸鹽或氯化銨中的任意一種或幾種。

優選的，所述還原劑為水合肼、硫酸肼、甲醛或二甲基氨硼烷中的任意一種或幾種。