本發(fā)明涉及納米鎳的制備領(lǐng)域，具體地說是一種錐形納米鎳及其制備方法。

背景技術(shù)：

金屬納米材料作為一種新型材料已備受關(guān)注，可根據(jù)其不同的微觀形貌（納米管、納米顆粒、納米線等），表現(xiàn)出優(yōu)異的電學(xué)、化學(xué)、力學(xué)、磁學(xué)、熱學(xué)以及光學(xué)性質(zhì)，廣泛應(yīng)用于電化學(xué)應(yīng)用、催化劑載體、傳感器等領(lǐng)域。目前金屬納米管主要通過aao模板法制備，但納米管管徑和長度的調(diào)控受到aao制備條件的限制，不能按照實(shí)際需要制備出不同的縱橫比；且在除去模板過程中需要用到酸和堿不利于環(huán)境友好發(fā)展。

公開號為us2016372438a1的美國專利，提出一種高導(dǎo)電的金屬納米線矩陣結(jié)構(gòu)，結(jié)合電導(dǎo)法和機(jī)械粘合的方法合成金屬納米線矩陣。通過浸漬，粘合，去除模板形成具有納米線結(jié)構(gòu)的金屬材料。由于此方法采用電導(dǎo)法和機(jī)械法統(tǒng)一結(jié)合，不易規(guī)?；a(chǎn)。

公開號為us2016345434a1的美國專利，提出一種金屬納米線薄膜，在基底上負(fù)載上第一金屬納米線束，其金屬線束要相互平行且隔開。此方法需要材料成本較高，金屬環(huán)境抗失活穩(wěn)定性低。

公開號為kr20160124468a的韓國專利，提出一種金屬納米電極的制備方法，使用金屬涂覆的方法涂覆在金屬基板上形成電極，通過熱處理的方法使其完成更好的熔合。此方法環(huán)境復(fù)雜，反應(yīng)條件不易控制。

公開號為cn102085575a的中國專利，提出一種快速連續(xù)的制備尺寸及形貌可控的金屬納米粒子的方法，通過控制連續(xù)流動的金屬絡(luò)合物溶液或金屬鹽溶液及還原劑溶液的相對流速，嚴(yán)格控制反應(yīng)還原法制備得到所需尺寸和形貌的金屬粒子溶膠，通過注入氮?dú)夂涂諝?，將反?yīng)器中的目標(biāo)溶液排出，避免已生成的金屬納米粒子溶膠對后續(xù)產(chǎn)品的影響，從而實(shí)現(xiàn)不同尺寸和形貌的金屬納米粒子的連續(xù)制備。此方法快速，且粒子連續(xù)，但方法負(fù)責(zé)，可控因素較多，有待于使用簡單的制備方法。

公開號為cn105921765a的中國專利，提出一種粒徑可控棒狀銀粉的制備方法，將球形納米銀粉分散在酯類溶劑中，在溫室下磁力攪拌，將得到的混合液離心，靜置，沉降物經(jīng)去離子水、乙醇清洗，烘干后得到棒狀銀粉，其納米粒子的粒徑為600-2000nm，形狀為規(guī)則的棒狀。此方法使用攪拌、離心、清洗等簡單步驟實(shí)現(xiàn)粒徑可控棒狀金屬材料的制備。有待于使用簡單的方法來制備形貌均一且特殊的金屬納米材料。

公開號為cn106041114a的中國專利，提出一種pt基合金納米線的制備方法，將帶有中空管狀結(jié)構(gòu)的胰島素纖維用鹽酸溶液調(diào)配成胰島素纖維懸液，將四氯化鉑和過渡金屬鹽配置成混合金屬鹽溶液，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，對其混合液水浴恒溫震蕩2-6h，加入硼氫化鈉溶液，低價，超聲，在反應(yīng)釜中高溫下反應(yīng)4-10h，得到pt基合金納米線。然而該方法反應(yīng)相對復(fù)雜，耗時較長，有待于開發(fā)簡單、省時、高效的制備金屬納米材料的方法。

公開號為cn103071808a的中國專利，提出一種金屬納米粒子的綠色合成方法，利用微生物培養(yǎng)液中已有的成分作為還原劑、穩(wěn)定劑和形貌控制劑，一步法合成金屬納米材料。本發(fā)明反應(yīng)條件溫和，合成時間短，生產(chǎn)成本低，得到的額金屬納米粒徑在1nm-100nm，納米材料粒徑相對均勻，并可控生成納米粒子的形貌。該方法過程無毒無害，與生物合成法相比，具有實(shí)驗(yàn)過程更簡單、高效和環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。然而，該方法得到的疏水材料形貌相對單一，有待于提供能夠制備特殊結(jié)構(gòu)特殊的金屬納米材料的方法。

聚合物模板可以通過刻蝕來調(diào)控模板孔的性質(zhì)和大小，而且在去除時又能作到簡單、環(huán)保，因此該模板具有很高的研究價值。目前為止，已有大量的研究表明可采用環(huán)保的聚合物為模板制備具有特殊形貌的金屬納米材料。

生物質(zhì)資源的高值轉(zhuǎn)化及高效利用研究近年來越來越受重視，同時選用高效的技術(shù)手段一步法制備形貌特殊的金屬納米材料具有一定的應(yīng)用前景。

綜上所述，如何利用生物質(zhì)資源作為模板，環(huán)保地制備金屬納米材料是需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對以上不足，提供一種錐形納米鎳及其制備方法，來解決如何通過生物質(zhì)資源環(huán)保地制備金屬納米材料的問題。

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是按以下方式實(shí)現(xiàn)的：

錐形納米鎳制備方法，包括如下步驟：

s1、以聚乳酸為模板，對模板依次進(jìn)行刻蝕、敏化和活化處理，得到表面活化的模板；

s2、在表面活化的模板上化學(xué)鍍鎳；

s3、去除模板，得到錐形納米鎳。

進(jìn)一步地，步驟s1中，對模板進(jìn)行刻蝕的方法包括如下步驟：將模板浸漬在強(qiáng)堿性溶液中進(jìn)行刻蝕，得到具有孔洞的模板。

進(jìn)一步地，所述強(qiáng)堿性溶液為濃度為2m～6m的氫氧化鈉溶液，模板在氫氧化鈉溶液中于40℃～60℃溫度條件下浸漬10min～30min；或者，所述強(qiáng)堿性溶液為濃度為2m～6m的氫氧化鉀溶液，模板在氫氧化鉀溶液中于40℃～60℃溫度條件下浸漬10min～30min。

進(jìn)一步地，步驟s1中，對模板進(jìn)行刻蝕后，對模板進(jìn)行敏化和活化的方法包括如下步驟：

s101、將具有孔洞的模板置于主要由60mg～80mg氯化亞錫、1ml～4ml乙醇、30ul～50ul三氟乙酸以及6ml～10ml去離子水（指除去了呈離子形式雜質(zhì)后的純水）混合組成的敏化溶液中浸漬3min～10min，得到附有錫離子的模板；

s102、將敏化后的模板置于主要由150mg～250mg氯化鈀、10ml～20ml去離子水以及40mg～60mg氯化鈉混合組成的活化溶液中浸漬2min～8min，得到附有鈀離子的模板；

s103、依次按照步驟s101和步驟s102操作，上述操作依次重復(fù)1～5次，得到表面活化的模板。

進(jìn)一步地，步驟s2中，在表面活化的模板上化學(xué)鍍鎳的方法包括如下步驟：將表面活化的模板置于主要由1g～3g硫酸鎳、1g～3g檸檬酸鈉、40ml～60ml蒸餾水以及0.5g～1.5g二甲基硼酸鈉混合組成的化學(xué)鍍?nèi)芤褐薪n1h～3h，得到鍍有鎳的模板。

進(jìn)一步地，步驟s3中，去除模板的方法包括如下步驟：將鍍有鎳的模板置于二氯甲烷溶液中浸漬5min～20min，得到錐形納米鎳。

錐形納米鎳，為通過上述任一項所述的錐形納米鎳的制備方法制備的呈錐形納米鎳。

本發(fā)明的錐形納米鎳及其制備方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明聚乳酸是以乳酸為主要原料聚合得到的聚合物，可以生物降解，是理想的綠色高分子材料，選用聚乳酸為模板，使得納米金屬鎳的制備過程環(huán)保，且制備過程簡單、易于操作；

2、本發(fā)明通過化學(xué)鍍的方式在模板上鍍鎳，化學(xué)鍍(又稱無電鍍)是指沒有在外加電流下通過合適的還原劑，將電鍍液中金屬離子還原并沉積到基體材料表面的一種鍍覆方法，其技術(shù)鍍層結(jié)構(gòu)均勻，設(shè)備簡單，結(jié)合力和防腐能力強(qiáng)和耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，同時可以通過改變氧化還原反應(yīng)的條件來調(diào)控鍍層金屬的結(jié)構(gòu)和形貌，此外，化學(xué)鍍存在廢液排放少，而且成本較低，效率很高，在很多應(yīng)用方面比電鍍表現(xiàn)出更優(yōu)異的性能；

3、本發(fā)明選用氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液等強(qiáng)堿性溶液對模板進(jìn)行刻蝕孔洞，刻蝕過程中用時少、所用溶液少，刻蝕工藝簡單，且氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液等堿性溶液可回收利用，減少了成本。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

附圖1為實(shí)施例1錐形納米鎳在電子顯微鏡下的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

參照說明書附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明的錐形納米鎳及其制備方法作以下詳細(xì)地說明。

實(shí)施例1：

本發(fā)明的錐形納米鎳制備方法，包括如下步驟：

（1）、以聚乳酸為模板，將模板置于濃度為4m的氫氧化鈉溶液中于50℃溫度條件下浸漬20min，通過氫氧化鈉溶液在模板上刻蝕孔洞，得到具有孔洞的模板；

（2）、將具有孔洞的模板置于主要由80m氯化亞錫、3.0ml乙醇、46ul三氟乙酸和8.0ml去離子水混合組成的敏化溶液中浸漬5min，對模板進(jìn)行敏化處理，得到吸附有二價錫離子的模板；

（3）、將吸附有二價錫離子的模板置于主要由250mg氯化鈀、10ml去離子水和60mg氯化鈉混合組成的活化溶液中浸漬5min，對模板進(jìn)行活化處理，進(jìn)而模板上還吸附有二價鈀離子，從而得到表面活化的模板；

（4）、依次操作步驟（2）和步驟（3），上述過程重復(fù)2次；

（5）、將表面活化的模板置于主要由1.685g硫酸鎳、1.764g檸檬酸鈉、60ml蒸餾水以及0.765g二甲基硼酸鈉混合組成的化學(xué)鍍?nèi)芤褐薪n2h，通過化學(xué)鍍工藝在模板上鍍鎳；

（6）、將鍍有鎳的模板置于二氯甲烷溶液中浸漬15min，去除模板，得到錐形納米鎳。

通過電子顯微鏡對金屬鎳進(jìn)行觀察，得到如附圖1所示的結(jié)構(gòu)圖，可見，該錐形納米鎳呈錐形。

實(shí)施例2：

（1）、以聚乳酸為模板，將模板置于濃度為4m的氫氧化鈉溶液中于50℃溫度條件下浸漬20min，通過氫氧化鈉溶液在模板上刻蝕孔洞，得到具有孔洞的模板；

（2）、將具有孔洞的模板置于主要由80m氯化亞錫、3.0ml乙醇、46ul三氟乙酸和8.0ml去離子水混合組成的敏化溶液中浸漬10min，對模板進(jìn)行敏化處理，得到吸附有二價錫離子的模板；

（3）、將吸附有二價錫離子的模板置于主要由250mg氯化鈀、10ml去離子水和60mg氯化鈉混合組成的活化溶液中浸漬10min，對模板進(jìn)行活化處理，進(jìn)而模板上還吸附有二價鈀離子，從而得到表面活化的模板；

（4）、依次操作步驟（2）和步驟（3），上述過程重復(fù)2次；

（5）、將表面活化的模板置于主要由1.685g硫酸鎳、1.764g檸檬酸鈉、60ml蒸餾水以及0.765g二甲基硼酸鈉混合組成的化學(xué)鍍?nèi)芤褐薪n1h，通過化學(xué)鍍工藝在模板上鍍鎳；

（6）、將鍍有鎳的模板置于二氯甲烷溶液中浸漬20min，去除模板，得到錐形納米鎳。

通過上述步驟制備錐形納米鎳，通過電子顯微鏡觀察，其形貌呈錐形。

實(shí)施例3：

（1）、以聚乳酸為模板，將模板置于濃度為6m的氫氧化鈉溶液中于40℃溫度條件下浸漬10min，通過氫氧化鈉溶液在模板上刻蝕孔洞，得到具有孔洞的模板；

（2）、將具有孔洞的模板置于主要由80m氯化亞錫、3.0ml乙醇、46ul三氟乙酸和8.0ml去離子水混合組成的敏化溶液中浸漬8min，對模板進(jìn)行敏化處理，得到吸附有二價錫離子的模板；

（3）、將吸附有二價錫離子的模板置于主要由250mg氯化鈀、10ml去離子水和60mg氯化鈉混合組成的活化溶液中浸漬8min，對模板進(jìn)行活化處理，進(jìn)而模板上還吸附有二價鈀離子，從而得到表面活化的模板；

（4）、依次操作步驟（2）和步驟（3），上述過程重復(fù)2次；

（5）、將表面活化的模板置于主要由1.685g硫酸鎳、1.764g檸檬酸鈉、60ml蒸餾水以及0.765g二甲基硼酸鈉混合組成的化學(xué)鍍?nèi)芤褐薪n1h，通過化學(xué)鍍工藝在模板上鍍鎳；

（6）、將鍍有鎳的模板置于二氯甲烷溶液中浸漬10min，去除模板，得到錐形納米鎳。

通過上述步驟制備錐形納米鎳，通過電子顯微鏡觀察，其形貌呈錐形。

實(shí)施例4：

（1）、以聚乳酸為模板，將模板置于濃度為5m的氫氧化鈉溶液中于60℃溫度條件下浸漬15min，通過氫氧化鈉溶液在模板上刻蝕孔洞，得到具有孔洞的模板；

（2）、將具有孔洞的模板置于主要由80m氯化亞錫、3.0ml乙醇、46ul三氟乙酸和8.0ml去離子水混合組成的敏化溶液中浸漬6min，對模板進(jìn)行敏化處理，得到吸附有二價錫離子的模板；

（3）、將吸附有二價錫離子的模板置于主要由250mg氯化鈀、10ml去離子水和60mg氯化鈉混合組成的活化溶液中浸漬6min，對模板進(jìn)行活化處理，進(jìn)而模板上還吸附有二價鈀離子，從而得到表面活化的模板；

（4）、依次操作步驟（2）和步驟（3），上述過程重復(fù)4次；

（5）、將表面活化的模板置于主要由1.685g硫酸鎳、1.764g檸檬酸鈉、60ml蒸餾水以及0.765g二甲基硼酸鈉混合組成的化學(xué)鍍?nèi)芤褐薪n3h，通過化學(xué)鍍工藝在模板上鍍鎳；

（6）、將鍍有鎳的模板置于二氯甲烷溶液中浸漬12min，去除模板，得到錐形納米鎳。

通過上述步驟制備錐形納米鎳，通過電子顯微鏡觀察，其形貌呈錐形。

實(shí)施例5：

（1）、以聚乳酸為模板，將模板置于濃度為3m的氫氧化鈉溶液中于45℃溫度條件下浸漬25min，通過氫氧化鈉溶液在模板上刻蝕孔洞，得到具有孔洞的模板；

（2）、將具有孔洞的模板置于主要由80m氯化亞錫、3.0ml乙醇、46ul三氟乙酸和8.0ml去離子水混合組成的敏化溶液中浸漬4min，對模板進(jìn)行敏化處理，得到吸附有二價錫離子的模板；

（3）、將吸附有二價錫離子的模板置于主要由250mg氯化鈀、10ml去離子水和60mg氯化鈉混合組成的活化溶液中浸漬4min，對模板進(jìn)行活化處理，進(jìn)而模板上還吸附有二價鈀離子，從而得到表面活化的模板；

（4）、依次操作步驟（2）和步驟（3），上述過程重復(fù)5次；

（5）、將表面活化的模板置于主要由1.685g硫酸鎳、1.764g檸檬酸鈉、60ml蒸餾水以及0.765g二甲基硼酸鈉混合組成的化學(xué)鍍?nèi)芤褐薪n3h，通過化學(xué)鍍工藝在模板上鍍鎳；

（6）、將鍍有鎳的模板置于二氯甲烷溶液中浸漬12min，去除模板，得到錐形納米鎳。

通過上述步驟制備錐形納米鎳，通過電子顯微鏡觀察，其形貌呈錐形。

實(shí)施例6：

（1）、以聚乳酸為模板，將模板置于濃度為2m的氫氧化鈉溶液中于55℃溫度條件下浸漬30min，通過氫氧化鈉溶液在模板上刻蝕孔洞，得到具有孔洞的模板；

（2）、將具有孔洞的模板置于主要由80m氯化亞錫、3.0ml乙醇、46ul三氟乙酸和8.0ml去離子水混合組成的敏化溶液中浸漬1min，對模板進(jìn)行敏化處理，得到吸附有二價錫離子的模板；

（3）、將吸附有二價錫離子的模板置于主要由250mg氯化鈀、10ml去離子水和60mg氯化鈉混合組成的活化溶液中浸漬1min，對模板進(jìn)行活化處理，進(jìn)而模板上還吸附有二價鈀離子，從而得到表面活化的模板；

（4）、依次操作步驟（2）和步驟（3），上述過程重復(fù)5次；

（5）、將表面活化的模板置于主要由1.685g硫酸鎳、1.764g檸檬酸鈉、60ml蒸餾水以及0.765g二甲基硼酸鈉混合組成的化學(xué)鍍?nèi)芤褐薪n2.5h，通過化學(xué)鍍工藝在模板上鍍鎳；

（6）、將鍍有鎳的模板置于二氯甲烷溶液中浸漬10min，去除模板，得到錐形納米鎳。

通過上述步驟制備錐形納米鎳，通過電子顯微鏡觀察，其形貌呈錐形。

實(shí)施例7：

（1）、以聚乳酸為模板，將模板置于濃度為6m的氫氧化鈉溶液中于60℃溫度條件下浸漬30min，通過氫氧化鈉溶液在模板上刻蝕孔洞，得到具有孔洞的模板；

（2）、將具有孔洞的模板置于主要由80m氯化亞錫、3.0ml乙醇、46ul三氟乙酸和8.0ml去離子水混合組成的敏化溶液中浸漬8min，對模板進(jìn)行敏化處理，得到吸附有二價錫離子的模板；

（3）、將吸附有二價錫離子的模板置于主要由250mg氯化鈀、10ml去離子水和60mg氯化鈉混合組成的活化溶液中浸漬8min，對模板進(jìn)行活化處理，進(jìn)而模板上還吸附有二價鈀離子，從而得到表面活化的模板；

（4）、依次操作步驟（2）和步驟（3），上述過程重復(fù)5次；

（5）、將表面活化的模板置于主要由1.685g硫酸鎳、1.764g檸檬酸鈉、60ml蒸餾水以及0.765g二甲基硼酸鈉混合組成的化學(xué)鍍?nèi)芤褐薪n3h，通過化學(xué)鍍工藝在模板上鍍鎳；

（6）、將鍍有鎳的模板置于二氯甲烷溶液中浸漬5min，去除模板，得到錐形納米鎳。

實(shí)施例8：

（1）、以聚乳酸為模板，將模板置于濃度為4m的氫氧化鉀溶液中于50℃溫度條件下浸漬20min，通過氫氧化鉀溶液在模板上刻蝕孔洞，得到具有孔洞的模板；

（2）、將具有孔洞的模板置于主要由80m氯化亞錫、3.0ml乙醇、46ul三氟乙酸和8.0ml去離子水混合組成的敏化溶液中浸漬5min，對模板進(jìn)行敏化處理，得到吸附有二價錫離子的模板；

（3）、將吸附有二價錫離子的模板置于主要由250mg氯化鈀、10ml去離子水和60mg氯化鈉混合組成的活化溶液中浸漬5min，對模板進(jìn)行活化處理，進(jìn)而模板上還吸附有二價鈀離子，從而得到表面活化的模板；

（4）、依次操作步驟（2）和步驟（3），上述過程重復(fù)2次；

（5）、將表面活化的模板置于主要由1.685g硫酸鎳、1.764g檸檬酸鈉、60ml蒸餾水以及0.765g二甲基硼酸鈉混合組成的化學(xué)鍍?nèi)芤褐薪n2h，通過化學(xué)鍍工藝在模板上鍍鎳；

（6）、將鍍有鎳的模板置于二氯甲烷溶液中浸漬15min，去除模板，得到錐形納米鎳。

通過上述步驟制備錐形納米鎳，通過電子顯微鏡觀察，其形貌呈錐形。

其中，氫氧化鈉溶液與氫氧化鉀溶液相比氫氧化鈉溶液更溫和，通過氫氧化鈉溶液刻蝕得到的孔洞效果比氫氧化鉀溶液刻蝕得到的孔洞效果更優(yōu)。在使用過程中，可優(yōu)選使用氫氧化鈉溶液對模板進(jìn)行刻蝕。

通過上面具體實(shí)施方式，所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于上述的具體實(shí)施方式。在公開的實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可任意組合不同的技術(shù)特征，從而實(shí)現(xiàn)不同的技術(shù)方案。除說明書所述的技術(shù)特征外，均為本專業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)。