【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米结构制备，具体涉及一种金纳米片阵列及其化学生长方法和应用。
技术介绍
1、太阳能驱动的海水淡化是解决能源危机和淡水危机的一种简单、绿色、低成本的策略。然而，现有的太阳能蒸发装置存在制造工艺复杂、可重复使用性差、效率低、以及无法扩大规模等问题。这些缺点严重阻碍了其大面积的实际应用。为了克服上述缺点，可从材料本身的性质与结构入手，开发一种能够将光能高效的转换为热能的具有特殊纳米结构的材料可以有效促进光热水蒸发的发展。
2、目前的金属纳米结构对于光热水蒸发的应用或多或少都存在着一些问题，例如具有代表性的金属铜同样具有等离子体共振效应，也能较好吸收太阳光进行水蒸发，但是铜非常容易被氧化，进而影响了对太阳能的吸收利用，大大限制了其实际应用。铁，钴，镍等金属并不能很好得吸收太阳光，且自身也极易被氧化，很难应用于光热水蒸发。
3、当前生产金属纳米结构的方法主要有溶液法，电沉积法，化学气相沉积法和物理气相沉积法等。溶液法与电沉积法的主要问题是生长出的金属纳米结构较为杂乱，形貌不均匀。化学气相沉积法和物理气相沉积法在有模板辅助的情况下可以生成均匀的纳米结构，但是其设备昂贵，工艺复杂，材料制作不易。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种金纳米片阵列及其化学生长方法和应用，以解决化学生长方法(溶液法)导致的金属纳米结构形貌不均一，且在光热水蒸发过程中对太阳光的吸收率和光热转换效率低，金属本身容易被氧化而失效的技术难题。>
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、本专利技术公开了一种化学生长金纳米片阵列的制备方法，包括以下步骤：
4、1)制备十八烷基三甲基溴化铵(stab)溶液和haucl4溶液的混合溶液，作为金纳米片阵列的生长溶液；
5、2)将基底放入生长溶液中，反应一定时间，取出样品，清洗干燥后得到镍片上生长的金纳米片阵列。
6、优选地，所述基底选择镍片或者泡沫镍。
7、优选地，在步骤1)之前，还包括通过在不同溶剂中超声清洗得到干净的镍片的操作。
8、进一步优选地，在不同溶剂中超声清洗得到干净的镍片，具体操作如下：
9、步骤1：将厚度为0.5mm的镍片裁剪成1×2cm2；
10、步骤2：将上述得到的镍片分别放入20ml的丙酮，无水乙醇，盐酸溶液，去离子水中超声清洗。
11、进一步优选地，步骤2，具体操作参数如下：
12、盐酸的浓度为3mol l-1，超声的时间为10min。
13、优选地，步骤1)中，制备十八烷基三甲基溴化铵(stab)溶液和haucl4溶液的混合溶液，作为金纳米片阵列的生长溶液的具体操作如下：
14、步骤1：将十八烷基三甲基溴化铵加入去离子水中，搅拌后超声。配置haucl4溶液。
15、步骤2：先将stab溶液加入离心管中，再加入haucl4溶液，剧烈摇晃后超声。
16、进一步优选地，步骤1，具体操作为，将100mg十八烷基三甲基溴化铵加入4ml去离子水中，搅拌10min，然后超声10min。haucl4溶液浓度为50-100mmol l-1，体积为1ml。
17、进一步优选地，步骤2，具体操作为，先将4ml stab溶液加入15ml规格的离心管中，再加入1ml haucl4溶液，剧烈摇晃后超声3min。
18、优选地，步骤2)中，将镍片放入生长溶液中，反应一定时间，取出样品，清洗干燥后得到镍片上生长的金纳米片阵列的步骤如下：
19、将清洗好的镍片放入离心管中，超声10s。然后将离心管垂直摆放，静置24-30h。最后取出样品，用无水乙醇和去离子水冲洗，真空干燥后即可得到au纳米片阵列。
20、本专利技术还公开了上述的化学生长在ni片上的金纳米片阵列在光热水蒸发中的应用。
21、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
22、本专利技术公开的化学生长金纳片阵列的方法，制备十八烷基三甲基溴化铵(stab)溶液和haucl4溶液的混合溶液，作为金纳米片阵列的生长溶液，将基底放入生长溶液中，反应一定时间，取出样品，清洗干燥后得到基底上生长的金纳米片阵列。此过程为au原位生长在基底上，金纳米片与基底具有较好结合力，在stab的引导下，可以长成形貌良好的金纳米片阵列结构。金作为等离子体金属可以通过表面等离子体共振效应有效得将光能转化为热能；此外，纳米片结构具有很大的表面积，能够充分吸收太阳光；纳米片阵列交错排布构成许多微通道结构，光线可被多次反射，进一步提升其利用率；且微通道结构也有利于水的传热传质，进而增强水蒸发过程。而且金也是一种惰性的金属，换而言之，金的化学稳定性优异，在长期光热水蒸发下也能保持良好的性能。因此，能够有效解决现有的化学生长方法(溶液法)导致的金属纳米结构形貌不均一、杂乱无序，且在光热水蒸发过程中对太阳光的吸收率和光热转换效率低，金属本身容易被氧化而失效的技术难题。
23、进一步地，本专利技术通过在不同溶剂中超声清洗得到干净的镍片，此过程是为了用丙酮和乙醇先除去镍片表面的灰尘和油污，并且用盐酸除去镍片表面的一层氧化物，为后续在表面活性剂(stab)的存在下，haucl4被ni还原为au提供先决条件。
24、经本专利技术制得的金纳米片阵列结构，具有良好的微观形貌，优异的光热性能，在模拟太阳光下可显著提升光热水蒸发的性能。
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1.一种化学生长金纳米片阵列的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的化学生长金纳米片阵列的方法，其特征在于，所述基底选择镍片或者泡沫镍。
3.根据权利要求1所述的化学生长金纳米片阵列的方法，其特征在于，所述基底在放入生长溶液之前还经过清洁处理，包括：
4.根据权利要求3所述的化学生长金纳米片阵列的方法，其特征在于，基底在不同溶剂中超声清洗具体操作如下：
5.根据权利要求1所述的化学生长金纳米片阵列的方法，其特征在于，步骤1)中，制备十八烷基三甲基溴化铵溶液和HAuCl4溶液的混合溶液，具体包括：
6.根据权利要求5所述的化学生长金纳米片阵列的方法，其特征在于，步骤1中，按照100mg：4mL的料液比，将十八烷基三甲基溴化铵加入去离子水中，搅拌10min，然后超声10min，制得十八烷基三甲基溴化铵溶液。
7.根据权利要求5所述的化学生长金纳米片阵列的方法，其特征在于，步骤2中，所述HAuCl4溶液的浓度为50-100mmol/L；
8.根据权利要求1所述的化学生长金纳米片阵列的
9.采用权利要求1～8中任意一项所述的化学生长金纳米片阵列的方法制得的金纳米片阵列，其特征在于，该金纳米片阵列密集且均匀，表面积大，纳米片与片之间构成微通道。
10.权利要求9所述的金纳米片阵列在光热水蒸发中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种化学生长金纳米片阵列的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的化学生长金纳米片阵列的方法，其特征在于，所述基底选择镍片或者泡沫镍。
3.根据权利要求1所述的化学生长金纳米片阵列的方法，其特征在于，所述基底在放入生长溶液之前还经过清洁处理，包括：
4.根据权利要求3所述的化学生长金纳米片阵列的方法，其特征在于，基底在不同溶剂中超声清洗具体操作如下：
5.根据权利要求1所述的化学生长金纳米片阵列的方法，其特征在于，步骤1)中，制备十八烷基三甲基溴化铵溶液和haucl4溶液的混合溶液，具体包括：
6.根据权利要求5所述的化学生长金纳米片阵列的方法，其特征在于，步骤1中，按照100mg：4ml的料液比，...
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