[发明专利]一种铁纳米带及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁纳米带及其制备方法，属于纳米材料制备技术领域。

背景技术

金属纳米材料由于其独特的物理化学性能，引起人们的广泛关注，低维纳米材料逐渐成为研究的热点问题。美国佐治亚理工学院的王中林教授等在世界上首次发现并合成了纳米带状结构的半导体氧化物，被认为是纳米材料合成领域的重大突破。目前，纳米带的制备方式主要有：真空蒸发-冷凝法，微乳技术，模板合成法，分子自组装法等。

Fe纳米材料由于具备优异的电磁性能，广泛应用于存储材料、吸波隐身材料等。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种铁纳米带，其长度可达微米级甚至厘米级。

本发明的目的还在于提供上述铁纳米带的制备方法，通过对铜铁复合材料的侵蚀，得到铁纳米带，具有成本低、能耗低、工艺简单、产量大等特点。

为达到上述目的，本发明提供了一种铁纳米带，其厚度约为20-40纳米，长度为5微米-1厘米，宽度为100-500nm。

根据本发明的具体铁纳米带，其是通过以下步骤制备的：将铜铁复合材料丝材放入侵蚀液中浸泡2-20个小时，溶解掉铜，捞取剩下的固体，在乙醇中进行超声清洗，利用红外灯烘干，得到所述铁纳米带；

其中，所述侵蚀液由去离子水和浓度为25wt.％的氨水按1∶9-1∶5的体积比混合而成。

本发明还提供了上述铁纳米带的制备方法，其包括以下步骤：

将铜铁复合材料丝材放入侵蚀液中浸泡2-20个小时，溶解掉铜，捞取剩下的固体，在乙醇中进行超声清洗，利用红外灯烘干，得到铁纳米带；

其中，侵蚀液由去离子水和浓度为25wt.％的氨水按1∶9-1∶5的体积比混合而成。

在上述制备方法中，优选的，在铜铁复合材料中，铜和铁的质量比为10∶1-6∶1。

在上述制备方法中，优选的，其还包括以下制备铜铁复合材料丝材的步骤：

按铜铁复合材料的成分配比选取纯度为99.0wt.％-99.9wt.％的单质铜和纯度为99.0wt.％-99.9wt.％的单质铁；

将单质铜和单质铁放入真空度高于10^-1Pa或惰性气体保护的熔炼炉中，在1600℃熔炼得到铜铁复合材料，浇铸成铸锭；

将铸锭在500℃热锻为棒状材料，对所述棒状材料进行多道次的拔丝处理得到所述铜铁复合材料丝材。

在上述制备方法中，具体的拔丝处理方式可以根据实际需要安装常规方式进行，优选地，在拔丝过程中进行2-3次退火处理，退火处理的温度为500℃，时间为5-10分钟。

本发明所提供的铁纳米带的厚度为纳米级，而长度可以达到微米级，甚至厘米级，在多个领域都有广阔的前景。本发明提供的铁纳米带的制备方法具有成本低、能耗低、工艺简单等特点，可大规模生产不同长度的纳米带。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1和图2为实施例1制备的铁纳米带的SEM照片；

图3为实施例1制备的铁纳米带的能谱成分分析结果；

图4和图5为实施例2制备的铁纳米带的SEM照片。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现参照说明书附图对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例提供了一种铁纳米带，其是通过以下步骤制备的：

1、制备铜铁复合材料(Fe的含量为10.7wt％)丝材

(1)按铜铁复合材料成分配比选取纯度为99.5wt.％的单质铜以及纯度为99.5wt.％的单质铁；

(2)将上述单质铜、单质铁放入真空度高于10^-1Pa或惰性气体保护的熔炼炉中熔炼得到铜铁复合材料，浇铸成铸锭；

(3)将铸锭在500℃热锻为棒状材料，经过多道次拔丝，在拔丝的过程中进行500℃、5分钟的退火处理，最终分别得到直径为0.5mm、0.2mmm的铜铁复合材料丝材。

2、对直径为0.5mm的铜铁复合材料丝材进行侵蚀制备铁纳米带