[发明专利]金微纳米阵列及其制备方法

说明书

本发明提供一种金微纳米阵列制备方法，所述微纳阵列的表面设置有金微纳米结构修饰层。该微纳阵列以金微纳米结构为表面修饰层，修饰层与基底的结合力强，不容易脱落导致电极失效，并且修饰后的基质表面积极大地增加，其化学活性显著增加，其在催化、光学以及电学方面显著提高，使其在微电子、新能源、化工等领域具有广阔的应用前景。所述方法包括：提供或制备化学沉积溶液，所述化学沉积溶液中含有金盐溶液和弱还原剂；和将基质置于所述化学沉积溶液中，在基质表面形成金微纳米阵列。

技术领域

本发明大致涉及纳米技术领域，尤其涉及一种金微纳米阵列及其制备方法。

背景技术

微纳米阵列材料，由于其特殊的表面微纳米结构、高化学活性等，决定了它在催化、光学、磁学、电子学等方面表现出良好的功能特性，在微电子、新能源、医疗器械、化工、军事等领域具有广阔的应用前景，已成为当今研究的热点之一。

目前制备微纳米阵列结构材料的方法，主要有以下几种：1、光刻法，主要是通过牺牲层技术来实现，首先在衬底上淀积一层牺牲层材料，并利用光刻、刻蚀形成一定的图形；然后沉积一层作为机械结构的材料并光刻出所需要的图形；最后再将起支撑作用的牺牲层材料腐蚀掉，这样就把所形成的微机械结构释放出来，形成微机械结构部件（Inter.Sympos. Micromechatro. Human Sci., 2003, 239-244）。该方法可以制造高的深宽比的结构，宽度可小到 1 微米，深度可达数百微米，甚至毫米级，但这种方法所需的工艺设备往往十分昂贵，而且无法实现纳米级的精度。2、模板法，通过制备多孔膜，然后在多孔膜模板上沉积金属晶体，从而获得一维纳米阵列材料。如公开号为 CN106917076A的中国专利，则是以聚乳酸为模板，制备锥形纳米镍的方法。但这种方法中模板的润湿性较差，孔底金属导电层的不平整会导致纳米阵列的生长速度不一致、填孔率较低，而且其制备工艺繁琐、条件要求苛刻。3、电化学沉积法，如Hang等人（J. Electrochem. Soc., 2010, 157, 12, 624-627）提出了一种无模板制备表面微纳米阵列材料的新方法，通过定向电结晶法制备了镍微纳米针锥阵列材料，但这种方法需要用到相应的电化学设备，对环境要求较高，也相对耗时、花费昂贵。

背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

针对现有技术存在问题中的一个或多个，本发明提供一种制备金微纳米阵列的方法，包括：提供或制备化学沉积溶液，所述化学沉积溶液中含有金盐溶液和弱还原剂；和将基质置于所述化学沉积溶液中，在基质表面形成金微纳米阵列。

根据本发明的一个方面，该方法还包括：对形成有所述金微纳米阵列的基质进行超声处理，去除部分金微纳针锥。

根据本发明的一个方面，提供或制备化学沉积溶液包括：提供金盐溶液，在所述金盐溶液中加入适量的弱还原剂，混合混匀，得到所述化学沉积溶液。

根据本发明的一个方面，所述超声处理是在水中进行的，优选进行10 min – 50min，所述超声处理的功率优选为600W，频率优选为40KHz。

根据本发明的一个方面，所述将基质置于所述化学沉积溶液中在基质表面形成金微纳米阵列的步骤包括：将所述基质置于所述化学沉积溶液中，在室温环境中保存 12-48小时。

根据本发明的一个方面，所述金盐溶液为四水合氯金酸、氯化金、氯化亚金、氯酸基金、溴化金、氯金酸钾、氯 ( 二甲基硫化 ) 金、二甲基苯基膦氯化金、甲基 ( 三苯基膦 )金、氯代三叔丁基磷化金、氯金酸和氯金酸钠中的一种或多种。

根据本发明的一个方面，所述弱还原剂为甲酸、盐酸羟胺、柠檬酸、柠檬酸盐、抗坏血酸、抗坏血酸盐、对苯二酚、邻苯三酚及1,2,4苯三酚中的一种或多种。

根据本发明的一个方面，所述化学沉积溶液中，金盐的浓度为1 mmol/L~20 mmol/L，弱还原剂的浓度为1 mmol/L~20 mmol/L。