[发明专利]高比表面中空管状微米马达、制备方法及应用

权利要求书

1.一种高比表面中空管状微米马达，其特征在于，该高比表面中空管状微米马达包括聚乙撑二氧噻吩作为中空微米管的支撑外层和Fe掺杂的MnO₂内层，Fe掺杂的MnO₂内层由Fe掺杂的中间层经MnO₂电解液电化学沉积后形成，其表面结构为颗粒状、纳米鱼鳞插层结构和负载纳米针的坑状结构中的一种。

2.根据权利要求1所述的高比表面中空管状微米马达，其特征在于，所述微米马达中，PEDOT支撑外层、Fe中间层以及MnO₂内层均为电化学沉积制备形成，其中PEDOT支撑外层的沉积电荷量为0.2～0.4C，Fe中间层的沉积电荷量为0.3～0.6C，MnO₂内层的沉积电荷量为0.1～0.5 C。

3.根据权利要求1所述的高比表面中空管状微米马达，其特征在于，所述Fe中间层的沉积电荷量为0.4C。

4.根据权利要求3所述的高比表面中空管状微米马达，其特征在于，所述微米马达中，各元素的质量百分比为：

C：30.11％；

O：49.48％；

S：3.30％；

Mn：13.66％

Fe：3.45％。

5.一种高比表面中空管状微米马达的制备工艺，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1、以Au溅射处理后的聚碳酸酯薄膜为工作电极，铂丝为辅助电极，Ag/AgCl电极作为参比电极，在电解池中倒入PEDOT层的电解液，在CHI 660E型电化学工作站中进行聚乙撑二氧噻吩PEDOT支撑外层的电化学沉积；

步骤2、以Au溅射处理后的聚碳酸酯薄膜为工作电极，不锈钢片为辅助电极，Ag/AgCl电极作为参比电极，在步骤1制备的PEDOT支撑外层的基础上，进行Fe中间层的电化学沉积；

步骤3、以Au溅射处理后的聚碳酸酯薄膜为工作电极，不锈钢片为辅助电极，Ag/AgCl电极作为参比电极，在步骤2得到的PEDOT支撑外层和Fe中间层的基础上进行MnO₂内层的电化学沉积；

步骤4、将步骤3得到的含有PEDOT外层、Fe中间层和MnO₂内层的聚碳酸酯薄膜进行抛光溶解处理，最后得到中空管状微米马达。

6.根据权利要求5所述的高比表面中空管状微米马达的制备工艺，其特征在于，所述步骤1-3中，电化学沉积的三电极体系包括：

在聚碳酸酯膜的一侧溅射厚度为30～45纳米厚度的Au金属层，作为工作电极；

选用CHI 115型铂丝以及面积为10～16平方厘米的不锈钢片作为不同电解液的辅助电极；

选用CHI 111型Ag/AgCl电极作为参比电极。

7.根据权利要求6所述的高比表面中空管状微米马达的制备工艺，其特征在于，所述步骤1-3中，电化学沉积过程使用的电解液包括：

PEDOT层的电解液：配比含有288g/L的十二烷基硫酸钠和7.6g/L的硝酸钾的溶液，溶液混匀后滴入3，4-乙烯二氧噻吩使其浓度为15mM/L，然后晃动溶液直至3，4-乙烯二氧噻吩全部溶解并静置10分钟，将此混合液作为PEDOT外层的电解液；

Fe中间层电解液：配比含有260g/L的七水合硫酸亚铁和20g/L的硼酸的溶液，溶质全部溶解后滴加98％的浓硫酸调整溶液pH到2.50，将此混合液作为铁中间层的电解液；

MnO₂内层电解液：配置含有24.5g/L的四水合醋酸锰溶液，此混合液为二氧化锰内层的电解液。