[发明专利]利用原子层沉积制备碳洋葱/氧化钒纳米复合材料的方法

权利要求书

1.一种利用原子层沉积制备碳洋葱/氧化钒纳米复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、采用电弧放电法制备平均粒径为10nm的碳洋葱，置于马弗炉中于350℃灼烧2h，然后用稀盐酸浸泡5h，加入去离子水反复离心至上清液接近中性后干燥得到纯化碳洋葱；

步骤二、将导电玻璃基片分别用无水乙醇和去离子水超声清洗各15min后用氮气吹干，采用刮刀法将步骤一所述的纯化碳洋葱和含聚四氟乙烯的有机粘结剂刮压涂覆在导电玻璃上，制成厚约15μm的碳洋葱薄膜；

步骤三、采用定制手套箱保护的原子层沉积系统实现在步骤二所述碳洋葱薄膜表面沉积氧化钒，沉积前氧等离子体处理薄膜表面5min，之后分别采用三异丙醇氧钒作为金属有机前驱体，水作为反应气，氮气作为冲洗气，沉积温度为190℃。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中电弧放电法按以下步骤进行：

1)清理放电室和阴极，安装阳极石墨棒令其与阴极石墨块接触；

2)打开真空泵抽真空0.5h，然后打开电焊机预热石墨棒继续抽真空，并同时打开冷凝水进行冷却，约0.5h之后关闭真空泵充入少量氦气，再次抽真空并如此重复三次。然后关闭真空泵充入一定量的氦气；

3)打开电焊机，调节电流值并调节步进器使短接的阴阳级缓慢断开，接触点立刻红热并气化产生离子体，随即产生电弧；

4)在阳极石墨棒蒸发过程中，随时调整步进器使阳极石墨棒匀速向阴极移动，并保持固定的放电距离，直到阳极石墨棒完全蒸发后停止放电过程，关闭电焊机后充分冷却，收集真空室内的烟炱。

3.根据权利要求1或2中所述的电弧放电法，其特征在于，其工艺参数为：通入200～450Torr氦气，放电电压为20～35V、电流为85～120A，阴阳极放电间距为15～20mm，电弧放电自持续时间约为1h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中稀盐酸浓度为0.1～2mol/L。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二中碳洋葱和聚四氟乙烯质量比为9:1。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三中氧等离子体处理的目的在于在碳洋葱表面引入含氧官能团，使得所述的三异丙醇氧钒吸附更加均匀。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三中沉积工艺为：三异丙醇氧钒吸附时间为1，氮气吸附时间为10，水吸附时间为1，氮气吸附时间为10。