一種CuO/Ni核殼納米線及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[000? ]本發(fā)明屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種CuO/Ni核殼納米線及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]核殼納米線由于獨(dú)特的物理化學(xué)性能，在太陽能電池、光催化、納米電子器件、磁性存儲設(shè)備等方面有廣泛的應(yīng)用前景，如何制備核殼納米線成為人們的研究熱點(diǎn)。
[0003]目前制備核殼納米線的方法有水熱合成法、電子束外延生產(chǎn)法、物理濺射法、氣相沉積法等。這些方法被用來廣泛制備金屬/金屬、半導(dǎo)體/金屬等核殼納米線，而氧化物/金屬核殼納米線很少見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種CuO/Ni核殼納米線及其制備方法，該制備方法具有工藝簡單、成本低、可大量生產(chǎn)，制備得到的CuO/Ni核殼納米線的長度可達(dá)到25μηι。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn):
[0006]一種CuO/Ni核殼納米線的制備方法，包括以下步驟:
[0007](I)以陽極氧化鋁(A00)模板為陰極、碳棒為陽極，采用電化學(xué)沉積方法在陽極氧化鋁模板中沉積銅納米線陣列；
[0008](2)將步驟(I)得到的含有銅納米線陣列的陽極氧化鋁模板浸入磷酸溶液中進(jìn)行擴(kuò)孔10-40min，擴(kuò)孔后的模板放置于60-150°C的熱處理爐中處理l_2h，得到含有CuO納米線陣列的陽極氧化鋁模板；
[0009](3)利用電化學(xué)沉積方法，在含有CuO納米線陣列的陽極氧化鋁模板中沉積鎳納米線陣列，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；
[0010](4)把步驟(3)得到的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浸入氫氧化鈉溶液中，除去氧化鋁模板，在乙醇中進(jìn)行清洗，利用紅外燈烘干，從而得到CuO/Ni核殼納米線。
[0011]上述制備方法中，優(yōu)選地，所述步驟(I)中，在進(jìn)行沉積之前，先對陽極氧化鋁模板進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理為利用磁控濺射的方法在其背面濺射一層200nm厚度的Ag層作為導(dǎo)電電極。
[0012]上述制備方法中，優(yōu)選地，在步驟(I)中，所述陽極氧化鋁模板的孔徑大小為20-80nm。
[0013]上述制備方法中，優(yōu)選地，在所述步驟(I)中，沉積銅納米線陣列的每升電解液中含有90g的CuSO4.5H20、45g的H2SO4;優(yōu)選地，沉積電壓為2V。
[0014]上述制備方法中，優(yōu)選地，在所述步驟(2)中，沉積鎳納米線陣列的每升電解液中含有10g的NiSO4.6H20、30g的NiCl2、40g的H3BO3;優(yōu)選地，沉積電壓為3V。
[0015]上述制備方法中，優(yōu)選地，在步驟(2)中，所述磷酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%。
[0016]上述制備方法中，優(yōu)選地，在步驟(4)中，所述氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為6mol/L。
[0017]本發(fā)明還提供了上述制備方法制備得到的CuO/Ni核殼納米線，該CuO/Ni核殼納米線的直徑為50-120nm，長度為5_25μπι。
[0018]本發(fā)明的有益效果:
[0019]本發(fā)明的制備方法具有工藝簡單、成本低、可大量生產(chǎn)，制備得到的CuO/Ni核殼納米線的長度可達(dá)到25μηι。
【附圖說明】
[0020]圖1為實(shí)施例1的CuO/Ni核殼納米線的SEM掃描電鏡圖；
[0021 ]圖2為實(shí)施例1的CuO/Ni核殼納米線的TEM透射電鏡圖；
[0022]圖3為實(shí)施例1的CuO/Ni核殼納米線的掃描電鏡能譜分析圖；
[0023]圖4為實(shí)施例2的CuO/Ni核殼納米線的SEM掃描電鏡圖；
[0024]圖5為實(shí)施例2的CuO/Ni核殼納米線的TEM透射電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實(shí)施范圍的限定。
[0026]實(shí)施例1
[0027]本實(shí)施例提供了一種CuO/Ni核殼納米線的制備方法，包括以下步驟:
[0028](I)以孔徑為80nm陽極氧化鋁模板為陰極、碳棒為陽極，采用電化學(xué)沉積方法在陽極氧化鋁模板中沉積銅納米線陣列；其中在進(jìn)行沉積之前，先對陽極氧化鋁模板進(jìn)行預(yù)處理，利用磁控濺射的方法在其背面濺射一層200nm厚度的Ag層作為導(dǎo)電電極;沉積銅納米線陣列的每升電解液中含有90g的CuSO4.5H20、45g的H2SO4;沉積電壓為2V。
[0029](2)將步驟(I)得到的含有銅納米線陣列的陽極氧化鋁模板浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的磷酸溶液中進(jìn)行擴(kuò)孔，擴(kuò)孔1min后的模板放置于80°C的熱處理爐中處理1.5h，得到含有CuO納米線陣列的陽極氧化鋁模板。
[0030](3)利用電化學(xué)沉積方法，在含有CuO納米線陣列的陽極氧化鋁模板中沉積鎳納米線陣列，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;其中沉積鎳納米線陣列的每升電解液中含有NiSO4.6H20為100g、NiCl2為30g、H3B03為40g;沉積電壓為3V。
[0031](4)把步驟(3)得到的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浸入物質(zhì)的量濃度為6mol/L的氫氧化鈉溶液中侵蝕30min，除去氧化鋁模板，在乙醇中進(jìn)行清洗，利用紅外燈烘干，從而得到直徑約為10nm的CuO/Ni核殼納米線。
[0032]如圖1和圖2所示，圖1為本實(shí)施例的CuO/Ni核殼納米線的SEM掃描電鏡圖，圖2為本實(shí)施例的CuO/Ni核殼納米線的TEM透射電鏡圖。由圖1和圖2可以看出:本實(shí)施例成功制備得到了CuO/Ni核殼納米線陣列，該納米線直徑為100nm。
[0033]圖3為本實(shí)施例的CuO/Ni核殼納米線掃描電鏡能譜分析圖。由圖3可以看出:納米線的成分為Cu、0、Ni，進(jìn)一步證明制備的為CuO/Ni核殼納米線。
[0034]實(shí)施例2
[0035]本實(shí)施例提供了一種CuO/Ni核殼納米線的制備方法，包括以下步驟:
[0036](I)以孔徑為30nm陽極氧化鋁模板為陰極、碳棒為陽極，采用電化學(xué)沉積方法在陽極氧化鋁模板中沉積銅納米線陣列；其中在進(jìn)行沉積之前，先對陽極氧化鋁模板進(jìn)行預(yù)處理，利用磁控濺射的方法在其背面濺射一層200nm厚度的Ag層作為導(dǎo)電電極;沉積銅納米線陣列的每升電解液中含有90g的CuSO4.5H20、45g的H2SO4;沉積電壓為2V。
[0037](2)將步驟(I)得到的含有銅納米線陣列的陽極氧化鋁模板浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的磷酸溶液中進(jìn)行擴(kuò)孔，擴(kuò)孔15min后的模板放置于80°C的熱處理爐中處理1.5h，得到含有CuO納米線陣列的陽極氧化鋁模板。
[0038](3)利用電化學(xué)沉積方法，在含有CuO納米線陣列的陽極氧化鋁模板中沉積鎳納米線陣列，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;其中沉積鎳納米線陣列的每升電解液中含有10g的NiSO4.6H20、30g的NiCl2、40g的H3BO3;沉積電壓為3V。
[0039](4)把步驟(3)得到的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浸入物質(zhì)的量濃度為6mol/L的氫氧化鈉溶液中侵蝕50min，除去氧化鋁模板，在乙醇中進(jìn)行清洗，利用紅外燈烘干，從而得到直徑約為50nm的CuO/Ni核殼納米線。
[0040]如圖4和圖5所示，圖4為本實(shí)施例的CuO/Ni核殼納米線的SEM掃描電鏡圖，圖5為本實(shí)施例的CuO/Ni核殼納米線的TEM透射電鏡圖。由圖4和圖5可知本實(shí)施例成功制備得到了CuO/Ni核殼納米線陣列，該納米線直徑為50nm。
[0041]綜上所述，本發(fā)明提供的一種CuO/Ni核殼納米線的制備方法，具有工藝簡單、成本低、可大量生產(chǎn)CuO/Ni核殼納米線，制備得到的CuO/Ni核殼納米線的長度可達(dá)到25μηι。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種CuO/Ni核殼納米線的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)以陽極氧化鋁模板為陰極、碳棒為陽極，采用電化學(xué)沉積方法在陽極氧化鋁模板中沉積銅納米線陣列； (2)將步驟(I)得到的含有銅納米線陣列的陽極氧化鋁模板浸入磷酸溶液中進(jìn)行擴(kuò)孔10-40min，擴(kuò)孔后的模板放置于60-150°C的熱處理爐中處理l_2h，得到含有CuO納米線陣列的陽極氧化鋁模板； (3)利用電化學(xué)沉積方法，在含有CuO納米線陣列的陽極氧化鋁模板中沉積鎳納米線陣列，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； (4)把步驟(3)得到的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浸入氫氧化鈉溶液中，除去氧化鋁模板，在乙醇中進(jìn)行清洗，利用紅外燈烘干，從而得到CuO/Ni核殼納米線。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中，在進(jìn)行沉積之前，先對陽極氧化鋁模板進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理為利用磁控濺射的方法在其背面濺射一層200nm厚度的Ag層作為導(dǎo)電電極。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:在步驟(I)中，所述陽極氧化鋁模板的孔徑大小為20-80nm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:在所述步驟(I)中，沉積銅納米線陣列的每升電解液中含有90g的CuSO4.5H20、45g的H2S04。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:在所述步驟(I)中，在進(jìn)行沉積時(shí)，沉積電壓為2V。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:在所述步驟(2)中，沉積鎳納米線陣列的每升電解液中含有10g的NiSO4.6H20、30g的NiCl2、40g的H3BO3;沉積電壓為3V。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:在步驟(2)中，所述磷酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 %。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:在步驟(4)中，所述氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為6mol/L。9.一種權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的CuO/Ni核殼納米線。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的CuO/Ni核殼納米線，其特征在于:該CuO/Ni核殼納米線的直徑為 50-120nm，長度為 5-25μπι。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種CuO/Ni核殼納米線及其制備方法。該制備方法為：首先以陽極氧化鋁(AOO)模板為陰極，碳棒為陽極，采用電化學(xué)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(jìn)行擴(kuò)孔并進(jìn)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(jīng)紅外烘干從而得到CuO/Ni核殼納米線。本發(fā)明的制備方法具有工藝簡單、成本低、可大量生產(chǎn)，制備得到的CuO/Ni核殼納米線的長度可達(dá)到25μm。
【IPC分類】B82Y40/00, C25D1/04
【公開號】CN105603469
【申請?zhí)枴緾N201510977753
【發(fā)明人】楊峰, 陳雷, 崔立山
【申請人】中國石油大學(xué)(北京)
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月23日