[发明专利]尺寸可控的金属纳米线的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米线的制备方法，尤其是一种尺寸可控的金属纳米线的制备方法。

背景技术

金属纳米线具有良好的导电性能，在各种电子设备中有着广泛的应用前景。长期以来，人们都在不懈地研究它的制备方法，如在2006年10月11日公开的中国发明专利申请公开说明书CN 1843671A中披露的“一种铁纳米线及制备方法”。它意欲提供一种湿法化学工艺来制造铁纳米线。具体步骤为将可溶性二价铁盐或三价铁盐溶于蒸馏水后，先用硝酸或硫酸或盐酸及氨水调节pH值为1～3，再依次向其中加入表面活性剂和络合剂，然后，在搅拌的条件下向其中再加入含有还原剂的溶液，利用化学还原的方法将铁原子还原成单质铁，产物经过滤和洗涤后在氮气保护下常温干燥，得到铁纳米线。但是，这种制备方法存在着不足之处，首先，不具有普适性，只能制造铁纳米线，而不能制造其它的金属纳米线；其次，制造过程繁杂，所需的原料较多，需使用表面活性剂和络合剂，还对环境有一定的污染。虽也有使用模板电化学沉积或无电化学沉积法来制备金属纳米线的，然而，这两种方法都有缺陷：用电化学沉积法虽然可以制备出尺寸可控的金属纳米线，但在制备过程中必须使用直流或交流电源；而用无电化学沉积法时，难以对金属纳米线的长度进行有效的控制，并且在无电沉积前通常还需对模板的孔壁进行复杂的修饰。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服上述各种技术方案的局限性，提供一种具有普适性、工艺过程简便的尺寸可控的金属纳米线的制备方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：尺寸可控的金属纳米线的制备方法包括二次阳极氧化法和化学沉积法，特别是它是按以下步骤完成的：第一步，使用二次阳极氧化法获得周围带铝的孔径为30～70nm的通孔氧化铝模板；第二步，使用离子溅射法于通孔氧化铝模板的一面蒸镀90～130nm厚的金膜后，先将通孔氧化铝模板的未镀金膜面朝上放置，再用金属的氯化物水溶液滴加入到通孔氧化铝模板上浸泡1～3h，接着，对其用水进行清洗后干燥；第三步，将其孔中置有金属纳米线的通孔氧化铝模板置于强碱溶液中腐蚀掉氧化铝模板，制得尺寸可控的金属纳米线。

作为尺寸可控的金属纳米线的制备方法的进一步改进，所述的二次阳极氧化法为先将周边密闭的铝片置于浓度为0.2～0.4M的酸溶液中，于直流电压为20～60V下阳极氧化3～7h，再将其于温度为50～70℃的4～8wt％磷酸和1.6～2wt％铬酸的混和溶液中浸泡6～10h，接着，将其再次于同样的工艺条件下进行第二次阳极氧化10～14h后，先用氯化铜溶液或氯化锡溶液去除背面未氧化的铝，再用3～7wt％的磷酸溶液腐蚀掉位于孔底部的氧化铝障碍层；所述的铝片的纯度为≥99.9％；所述的酸溶液为草酸溶液或硫酸溶液；所述的金属的氯化物水溶液的浓度为0.25～10mM；所述的金属的氯化物水溶液为氯金酸(HAuCl₄·4H₂O)水溶液，或氯铂酸(H₂PtCl₆·6H₂O)水溶液，或氯亚钯酸铵((NH₄)₂PdCl₄)水溶液，或氯化铜(CuCl₂·2H₂O)水溶液，或氯化镍(NiCl₂·6H₂O)水溶液，或氯化钴(CoCl₂·6H₂O)水溶液；所述的干燥为常温下于空气中干燥；所述的强碱溶液为氢氧化钠溶液，或氢氧化钾溶液，或氢氧化锂溶液。