[发明专利]一种无损测量纳米线阵列比表面积和密集度的装置及方法

权利要求书

1.一种无损测量纳米线阵列比表面积和密集度的装置，所述纳米线阵列垂直设于导电基底层顶面，其特征在于，该装置包括电解池，设于所述导电基底层底面的背电极，设于所述纳米线阵列对应侧的对电极，以及覆盖于所述导电基底层顶面未生长纳米线区域的绝缘层；所述纳米线阵列和所述对电极浸入所述电解池中的电解液内，同时所述导电基底层和所述背电极与所述电解液绝缘设置，最后在所述背电极和所述对电极之间加上偏压U形成电解池回路结构。

2.根据权利要求1所述的无损测量纳米线阵列比表面积和密集度的装置，其特征在于，在所述导电基底层的侧面、所述背电极的侧面及其下表面均设有绝缘密封层。

3.根据权利要求1所述的无损测量纳米线阵列比表面积和密集度的装置，其特征在于，在所述电解池底部或侧壁上设有用于放置导电基底层的基底安装孔，且在所述基底安装孔和所述导电基底层之间设有绝缘密封圈。

4.根据权利要求1所述的无损测量纳米线阵列比表面积和密集度的装置，其特征在于，所述绝缘层选自氧化硅无机绝缘膜、氮化硅无机绝缘膜、氧化铝无机绝缘膜、氮化铝无机绝缘膜、聚酰亚胺有机绝缘膜、聚乙烯有机绝缘膜、聚偏二氟乙烯有机绝缘膜、聚四氟乙烯有机绝缘膜中的一种。

5.一种无损测量纳米线阵列比表面积和密集度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)采用导电基底层作为纳米线阵列的基底，并在该导电基底层的底面制作背电极；

2)在上述导电基底层顶面未生长纳米线区域沉积一层绝缘层，将所述纳米线阵列和其对应侧的对电极依次浸入电解池中的电解液内，且保证纳米线阵列与对电极不直接接触，同时所述导电基底层和所述背电极与所述电解液绝缘设置，然后在背电极和对电极之间加上偏压U形成电解池回路结构，并测量通过所述电解池回路的电流I；

3)基于上述偏压U及电流I，并结合下述公式：

Aspecific=IρL∫0Rrf(r)drΔm·U[∫0Rrln(L+L2+r2)f(r)dr-∫0Rrlnrf(r)dr]]]>  和

S=IρAgemo·2πU[∫0Rrln(L+L2+r2)f(r)dr-∫0Rrlnrf(r)dr]]]>计算得到纳米线阵列的比表面积A_specific及密集度S；

其中U为偏压，I为电流值，ρ为纳米线材料所对应的电阻率，L为纳米线阵列的高度，R为纳米线的最大半径，f(r)为纳米线的半径分布函数，Δm为纳米线阵列的质量，A_gemo为纳米线阵列所占空间面积。