[发明专利]碳纳米管阵列的电镀修饰方法

说明书

技术领域

本发明涉及电镀技术领域，特别是涉及一种碳纳米管阵列的电镀修饰方法。

背景技术

碳纳米管阵列是由垂直于生长基底的碳纳米管通过自组织方式构成的有序结构，其具有排列整齐、取向单一、纯度高、质量好的特点。在应用于光学器件、显示领域、传感器领域、场发射器件等的过程中，碳纳米管阵列更能发挥碳纳米管自身的优良性能。尽管具有许多优势，单纯的碳纳米管阵列仍然难以满足对微纳器件多功能、高性能的要求。

具体地，在能量存储的应用中，虽然碳纳米管可作为电极材料应用在电池、电容中，但金属氧化物在电极/电解液界面反应产生的赝电容远远大于碳材料的双电层电容。因此，对碳纳米管阵列进行功能化修饰，可大大拓展其应用范围，提高器件的性能。

目前对碳纳米管薄膜进行修饰的研究较多，但对直接生长的碳纳米管阵列进行功能化修饰的方法还不是很成熟。最简单修饰方法是直接进行物理修饰，如蒸镀、溅射，但其中溅射方法只能修饰到表面以下几微米的厚度，效率底下；此外，虽然低压化学气相沉积（LPCVD）方法修饰的均一性好，但受到沉积对象的限制，一般仅适用于多晶硅。

基于液相的电化学沉积/电镀方法也是常用的沉积方法，由该方法所获得的纳米材料性能优越，是进行碳纳米管有序阵列功能化修饰的理想方法。但由于碳纳米管自身的疏水性，传统的电镀工艺仅能在碳纳米管阵列表面沉积一层薄膜，无法在碳纳米管阵列内部沉积。从而其仅能对纳米材料的表面进行修饰，无法充分提升纳米材料的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种碳纳米管阵列的电镀修饰方法，以克服现有的针对纳米材料的电镀方法的不足。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种碳纳米管阵列的电镀修饰方法，其包括如下步骤，

提供碳纳米管阵列，将其置于真空腔内，密闭真空腔，对真空腔进行抽气以降低真空腔内的压力，再向真空腔内注入去离子水，使碳纳米管阵列完全浸入去离子水中；

继续抽气，当碳纳米管阵列的表面停止析出气泡时，停止抽气；

向真空腔内注入空气，使内外压力平衡，然后将碳纳米管阵列取出；

经过真空预处理的碳纳米管阵列置于电镀液中浸泡后进行电镀。

作为本发明的进一步改进，所述电镀修饰方法还包括：电镀停止后，将经过电镀的碳纳米管阵列从电镀液中取出，利用去离子水对其进行清洗。

作为本发明的进一步改进，所述对真空腔进行抽气以降低真空腔内的压力时，降低真空腔内的压力至45～55Pa。

作为本发明的进一步改进，所述继续抽气持续的时间为0.5～2h。

作为本发明的进一步改进，所述经过真空预处理的碳纳米管阵列置于电镀液中浸泡的时间为0.5h。

作为本发明的进一步改进，所述电镀液的pH值范围为：3.5～4.5。

作为本发明的进一步改进，所述电镀时碳纳米管阵列的电流密度为40～60mA/cm²，电镀温度控制在40～45℃，电镀时间为20s～5min。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的碳纳米管阵列的电镀修饰方法采用了真空预处理工艺，使电镀液能够进入碳纳米管的内部，从而使碳纳米管的底部到顶部都均匀沉积一层金属纳米粒子，如此充分发挥了碳纳米管阵列的三维优势，大大提高了碳纳米管阵列的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的碳纳米管阵列的电镀修饰方法一具体实施方式的方法流程示意图；

图2为本发明的碳纳米管阵列的电镀修饰方法的实施例1中经过电镀修饰的碳纳米管阵列的内部电子显微镜照片，其中，该照片的放大倍率为10万倍；

图3为本发明的碳纳米管阵列的电镀修饰方法的实施例2中经过电镀修饰的碳纳米管阵列的内部电子显微镜照片，其中，该照片的放大倍率为5万倍。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开一种碳纳米管阵列的电镀修饰方法，其包括如下步骤，