一维纳米材料的制备方法技术

本发明专利技术提供一维纳米材料的制备方法，特别是一维磁性纳米材料简便、高效的制备方法。该方法是在磁场作用下，从溶液或熔液中在电解槽电极上直接电沉积制备出不同相貌比的一维纳米材料。该方法只使用了磁场和电场，过程简洁，无污染，不需其他媒介如模板、种子或前驱物，具有重大的工业应用价值。

【技术实现步骤摘要】
技术背景本专利技术涉及一维纳米材料，特别是一维磁性纳米材料的磁场引导电沉积直 接制备法，具有简便、高效性。
技术介绍
一维纳米材料具有形状各向异性，具有不同于各向同性材料的光学、电学、 磁学等性质。尤其是一维纳米磁性材料具有高度的磁各向异性，表现出比二维 纳米薄膜更优越的磁学性能。这使一维纳米材料广泛用于电磁、光学、医疗和 传感等领域。现今制备一维纳米材料的方法主要有前驱物还原法、种子引导法 和模板沉积法等，制备过程较复杂，使其工业化应用受到限制。磁场是一种无接触、新型的物理场，粒子受到这种物理场的作用会发生取 向形成有序结构，从而赋予材料新颖的光、电、磁等特性。文献查阅后，目前 尚未发现利用磁场引导电沉积直接制备一维纳米材料的相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的，提供一种一维纳米材料简便、高效的制备方法。该制备方 法不使用前驱物、引导种子或模板及其他辅助手段与媒介。实现本专利技术目的的一种一维纳米材料制备方法，其特征是，所述的制备方 法为磁场引导电沉积直接制备法，不需其他媒介和手段如前驱物、引导种子或 模板。本专利技术的步骤如下第l、电极的表面处理，包括除油，除氧化物，抛光；第2、电解液配制，把用于电解的物质配制成溶液或熔液，电解液中金属 离子浓度为0.1~2.0mol/L;第3、 一维纳米材料的电沉积，在磁场作用下，将步骤2配制的电解液， 注入电解槽内在电极上直接沉积，制得一维纳米材料。电沉积条件以所要制备的一维纳米材料相同的金属做阳极，以惰性材料作阴极，电流密度为0.1~0.2A/cm2，电极间距为10 20mm，磁场强度为500~4000Gs。本专利技术中使用的电解的物质是指能在电解槽内发生沉积的物质，如金属盐 类，金属络合物；电解液是指电解的物质的水系溶液、非水系溶液和熔液；磁 场是指动态磁场与静态磁场；电沉积的电场是指动态电场与静态电场。本专利技术方法的优点1、 利用磁场和电场的共同作用，在电解槽电极的表面直接沉积得到一 维纳米材料。2、 制备过程不需前驱物、模板或种子，过程简单，操作方便。3、 通过改变沉积参数，可以控制一维纳米材料的直径和长径比。4、 可以连续、批量生产，无环境污染。 附图说明图1是实施例1制备的直径为400-1000nm，长径比为5-10的一维纳米铁 材料的扫描电镜图。图2是实施例2制备的直径为40-60nm，长径比为8-10的一维纳米镍材 料的扫描电镜图。图3是实施例3制备的直径为80-110nm，长径比为5-8的一维纳米钴材 料的扫描电镜图。图4是实施例4制备的直径为110-140nm，长径比为50-60的一维纳米铁 镍合金材料的扫描电镜图。图5是实施例5制备的直径为100-120nm，长径比为10-15的一维纳米银 材料的扫描电镜图。图6是实施例6制备的直径为40-70nm，长径比为10-20的一维纳米铜材 料的扫描电镜图。具体实施方式实施例1一维纳米铁材料的电沉积制备用铁板作阳极，惰性材料作阴极，电流密度为0.1A/cm2， Ff浓度为 1.Omol/L (氯化亚铁)，磁场强度为500Gs，电极间距为10mm时可以制得直页径为400-1000nm，长径比为5-10的一维纳米铁材料。实施例2:- -维纳米镍材料的电沉积制备用镍板作阳极，惰性材料作阴极，电流密度为0.2A/cm2， N产浓度均为 l.Omol/L (硫酸镍)，磁场强度为lOOOGs，电极间距为10mm时可以制得直径 为40-60nm，长径比为8-10的一维纳米镍材料。实施例3:一维纳米钴材料的电沉积制备用钴板作阳极，惰性材料作阴极，电流密度为0.2A/cm2， Co"浓度为 l.Omol/L (氯化钴)，磁场强度为500Gs，电极间距为20mm时可以制得直径 为80-1 lOnm，长径比为5-8的一维纳米钴材料。实施例4:一维纳米铁镍材料的电沉积制备用铁和镍板作阳极，惰性材料作阴极，电流密度为0.1A/cm2， Fe^与N产 浓度均为0.5mol/L (硫酸亚铁和硫酸镍)，磁场强度为3000Gs，电极间距为 20mm时可以制得直径为110-140nm，长径比为50-60的一维纳米铁镍材料。实施例5:一维纳米银材料的电沉积制备用银薄板作阳极，惰性材料作阴极，电流密度为0.1A/cm2， Ag+浓度为 l.Omol/L (银铵溶液)，磁场强度为4000Gs，电极间距为20mm时可以制得直 径为100-120nm，长径比为10-15的一维纳米银材料。实施例6一维纳米铜材料的电沉积制备用铜板作阳极，惰性材料作阴极，电流密度为0.2A/cm2， 012+浓度为 l.Omol/L (硫酸铜)，磁场强度为4000Gs，电极间距为20mm时可以制得直径 为40-70nm，长径比为10-20的一维纳米铜材料。权利要求1、一种一维纳米材料制备方法，其特征是，所述的制备方法为电解液电沉积直接制备法，沉积过程在磁场作用下进行，不需使用其他媒介和手段如前驱物、引导种子或模板。2、 如权利要求1所述的一维纳米材料制备方法，其特征是，按下述的步骤 进行第l、电极的表面处理，包括除油，除氧化物，抛光；第2、电解液配制，把用于电解的物质配制成溶液或熔液，电解液中金属 离子浓度为0.1 2.0mol/L;第3、 一维纳米材料的电沉积，在磁场作用下，将步骤2配制的电解液， 注入电解槽内在电极上直接沉积，制得一维纳米材料。3、 如权利要求2所述的一维纳米材料制备方法，其特征是，所述的步骤2 中电解的物质是指能在电解槽内发生沉积的物质。4、 如权利要求2所述的一维纳米材料制备方法，其特征是，所述步骤2中 的电解液是指电解的物质的水系溶液、非水系溶液和熔液。5、 如权利要求2所述的一维纳米材料制备方法，其特征是，所述步骤3中 的磁场是指动态磁场与静态磁场。6、 如权利要求2所述的一维纳米材料制备方法，其特征是，所述步骤3中 电沉积的电场是指动态电场与静态电场。7、 如权利要求2所述的一维纳米材料制备方法，其特征是，所述步骤3的 电沉积条件以所要制备的一维纳米材料相同的金属作阳极，以惰性材料作阴 极，电极间距为10 20mrn，电流密度为0.1~0.2A/cm2,，磁场强度为500 4000Gs。全文摘要本专利技术提供，特别是一维磁性纳米材料简便、高效的制备方法。该方法是在磁场作用下，从溶液或熔液中在电解槽电极上直接电沉积制备出不同相貌比的一维纳米材料。该方法只使用了磁场和电场，过程简洁，无污染，不需其他媒介如模板、种子或前驱物，具有重大的工业应用价值。文档编号C30B30/00GK101126165SQ20071005248公开日2008年2月20日 申请日期2007年6月15日 优先权日2007年6月15日专利技术者张佳明, 章桥新 申请人:武汉理工大学 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一维纳米材料制备方法，其特征是，所述的制备方法为电解液电沉积直接制备法，沉积过程在磁场作用下进行，不需使用其他媒介和手段如前驱物、引导种子或模板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：章桥新，张佳明，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]