[发明专利]一种三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种三维Cu/Co₃O₄多级纳米线阵列的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

(1)将泡沫铜冲压成圆片后，依次置于丙酮和无水乙醇中超声清洗以除去泡沫铜表面的油污，然后用去离子水将其表面冲洗干净；

(2)将步骤(1)所得的泡沫铜圆片置于浓盐酸中进行表面腐蚀处理后取出，然后用5％的稀盐酸溶液超声清洗以去除表面颗粒，再用去离子水冲洗干净；

(3)将Co(NO₃)₂水溶液、尿素水溶液、NH₄F水溶液混合搅拌后得到混合溶液；

(4)将步骤(3)所得的混合溶液倒入聚四氟乙烯内衬中，将步骤(2)所得的泡沫铜圆片的上端面固定在聚四氟乙烯的内衬上、泡沫铜圆片的下端面与混合溶液的顶部接触，然后将聚四氟乙烯内衬放入不锈钢水热釜中在100-130℃的温度下进行7-9h水热反应；

(5)将步骤(4)所得中间产物取出置于烧舟中，在空气气氛下升温至340-360℃后，热处理1.8-2.2h。

2.根据权利要求1所述的三维Cu/Co₃O₄多级纳米线阵列的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的泡沫铜冲压成圆片的厚度为8mm，半径为6cm，先置于丙酮中超声清洗的时间为10-20min，然后置于无水乙醇中超声清洗的时间为10-20min。

3.根据权利要求1所述的三维Cu/Co₃O₄多级纳米线阵列的制备方法，其特征在于：步骤(2)中泡沫铜圆片置于浓盐酸中腐蚀时间为1.5-2.5h，5％稀盐酸超声清洗的次数为2次，每次超声时间为10-20min。

4.根据权利要求1所述的三维Cu/Co₃O₄多级纳米线阵列的制备方法，其特征在于：步骤(3)的具体过程如下：分别配置浓度为0.6-1.2mol/L的Co(NO₃)₂水溶液，浓度为0.8-1mol/L的尿素水溶液和浓度为0.4-2mol/L的NH₄F水溶液，然后将这三种溶液混合后搅拌0.8-1.2h得到混合溶液，其中，混合溶液中Co(NO₃)₂水溶液、尿素水溶液、NH₄F水溶液的体积比为2：1：1。

5.根据权利要求1所述的三维Cu/Co₃O₄多级纳米线阵列的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述的泡沫铜圆片的上端面通过聚四氟乙烯胶带固定在聚四氟乙烯内衬上。

6.根据权利要求1所述的三维Cu/Co₃O₄多级纳米线阵列的制备方法，其特征在于：步骤(5)中升温速度为2℃/min。

7.根据权利要求1所述的三维Cu/Co₃O₄多级纳米线阵列的制备方法，其特征在于：制备得到的三维Cu/Co₃O₄多级纳米线阵列中Co₃O₄纳米线直接生长于泡沫铜基底之上形成多级结构，长在泡沫铜基底上的Co₃O₄纳米线直径<50nm。

8.根据权利要求7所述的三维Cu/Co₃O₄多级纳米线阵列的制备方法，其特征在于：所述的Co₃O₄纳米线尺寸均一、分布均匀。

9.根据权利要求1所述的三维Cu/Co₃O₄多级纳米线阵列的制备方法，其特征在于：制备得到的三维Cu/Co₃O₄多级纳米线阵列能够用于储能器件以及能量转化器件的电极材料。