[发明专利]一种CuO/Ni核壳纳米线及其制备方法

说明书

本发明提供了一种CuO/Ni核壳纳米线及其制备方法。该制备方法为：首先以阳极氧化铝(AOO)模板为阴极，碳棒为阳极，采用电化学沉积方法在阳极氧化铝模板中沉积铜纳米线阵列，然后将其浸入磷酸溶液中进行扩孔并进行热处理，接着对上述处理后的模板沉积镍纳米线阵列，得到含有镍纳米线阵列且含有CuO纳米线阵列的阳极氧化铝模板，最后将其浸入到氢氧化钠溶液中，除去氧化铝模板，用乙醇清洗并经红外烘干从而得到CuO/Ni核壳纳米线。本发明的制备方法具有工艺简单、成本低、可大量生产，制备得到的CuO/Ni核壳纳米线的长度可达到25μm。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种CuO/Ni核壳纳米线及其制备方法。

背景技术

核壳纳米线由于独特的物理化学性能，在太阳能电池、光催化、纳米电子器件、磁性存储设备等方面有广泛的应用前景，如何制备核壳纳米线成为人们的研究热点。

目前制备核壳纳米线的方法有水热合成法、电子束外延生产法、物理溅射法、气相沉积法等。这些方法被用来广泛制备金属/金属、半导体/金属等核壳纳米线，而氧化物/金属核壳纳米线很少见报道。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种CuO/Ni核壳纳米线及其制备方法，该制备方法具有工艺简单、成本低、可大量生产，制备得到的CuO/Ni核壳纳米线的长度可达到25μm。

本发明的目的通过以下技术方案得以实现：

一种CuO/Ni核壳纳米线的制备方法，包括以下步骤：

(1)以阳极氧化铝(AOO)模板为阴极、碳棒为阳极，采用电化学沉积方法在阳极氧化铝模板中沉积铜纳米线阵列；

(2)将步骤(1)得到的含有铜纳米线阵列的阳极氧化铝模板浸入磷酸溶液中进行扩孔10-40min，扩孔后的模板放置于60-150℃的热处理炉中处理1-2h，得到含有CuO纳米线阵列的阳极氧化铝模板；

(3)利用电化学沉积方法，在含有CuO纳米线阵列的阳极氧化铝模板中沉积镍纳米线阵列，得到含有镍纳米线阵列且含有CuO纳米线阵列的阳极氧化铝模板；

(4)把步骤(3)得到的含有镍纳米线阵列且含有CuO纳米线阵列的阳极氧化铝模板浸入氢氧化钠溶液中，除去氧化铝模板，在乙醇中进行清洗，利用红外灯烘干，从而得到CuO/Ni核壳纳米线。

上述制备方法中，优选地，所述步骤(1)中，在进行沉积之前，先对阳极氧化铝模板进行预处理，所述预处理为利用磁控溅射的方法在其背面溅射一层200nm厚度的Ag层作为导电电极。

上述制备方法中，优选地，在步骤(1)中，所述阳极氧化铝模板的孔径大小为20-80nm。

上述制备方法中，优选地，在所述步骤(1)中，沉积铜纳米线阵列的每升电解液中含有90g的CuSO₄·5H₂O、45g的H₂SO₄；优选地，沉积电压为2V。

上述制备方法中，优选地，在所述步骤(2)中，沉积镍纳米线阵列的每升电解液中含有100g的NiSO₄·6H₂O、30g的NiCl₂、40g的H₃BO₃；优选地，沉积电压为3V。

上述制备方法中，优选地，在步骤(2)中，所述磷酸溶液的质量分数为5％。

上述制备方法中，优选地，在步骤(4)中，所述氢氧化钠溶液的物质的量浓度为6mol/L。

本发明还提供了上述制备方法制备得到的CuO/Ni核壳纳米线，该CuO/Ni核壳纳米线的直径为50-120nm，长度为5-25μm。