納米晶鎳線尺寸精確調(diào)控的大規(guī)模制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種納米晶鎳線直徑和晶粒精確調(diào)控的大規(guī)模制備方法。該方法采用簡(jiǎn)單快速的微波輔助還原技術(shù)，以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為形貌控制劑、水合肼(N2H4)為還原劑，通過(guò)改變前驅(qū)體的濃度實(shí)現(xiàn)尺寸的精確調(diào)控。當(dāng)Ni2+濃度增加時(shí)，PVP和N2H4濃度要保證成比例增加。所得納米線是由尺寸均一的納米晶粒所構(gòu)成，線直徑在70-380nm范圍內(nèi)可控。尤其是，線直徑和晶粒尺寸均隨前驅(qū)體濃度呈線性遞變。磁矯頑力隨線直徑的增加而降低，飽和磁化強(qiáng)度則相應(yīng)增加。本發(fā)明提出的納米晶鎳線尺寸精確調(diào)控的方法高效、經(jīng)濟(jì)，制備過(guò)程僅需幾分鐘，且無(wú)需任何硬模版和外加磁場(chǎng)，裝置簡(jiǎn)單、容易操作、可控性好、易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。
【專利說(shuō)明】納米晶鎳線尺寸精確調(diào)控的大規(guī)模制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種納米晶鎳線直徑和晶粒精確調(diào)控的大規(guī)模制備方法，特別是，納米線的直徑在70-380nm的大范圍內(nèi)可調(diào)，平均晶粒尺寸可在15_25nm范圍內(nèi)精確調(diào)控。
【背景技術(shù)】
[0002]磁性納米材料因?yàn)槠洫?dú)特的性能而在醫(yī)學(xué)成像、磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)、DNA分離和微機(jī)械傳感器等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，低維(如一維和二維)磁性納米材料的性質(zhì)，尤其是一維納米結(jié)構(gòu)的磁輸運(yùn)特性受到了人們的極大關(guān)注。與納米粒子相比，這些一維小尺寸材料往往表現(xiàn)出增強(qiáng)的磁矯頑力和飽和磁化強(qiáng)度。例如，由磁性納米粒子組裝構(gòu)成的納米鏈，其磁矯頑力比粒子本身高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。大量實(shí)驗(yàn)和理論研究表明，磁性納米線可作為高度敏感的磁共振各向異性功能單元；由于表面和界面處的磁矩誘導(dǎo)效應(yīng)，沿磁性薄膜表面法向的單軸各向異性增強(qiáng)。因此，通過(guò)表面和晶粒界面的誘導(dǎo)作用能夠引發(fā)磁性各向異性。當(dāng)材料外觀長(zhǎng)度比內(nèi)部晶粒大很多時(shí)，表面誘導(dǎo)各向異性會(huì)超過(guò)內(nèi)在磁晶各向異性。對(duì)Fe、Co、Ni基材料而言，磁晶各向異性相對(duì)較低，而形貌各向異性在磁性上占據(jù)優(yōu)勢(shì)。單晶納米線被認(rèn)為是形貌各向異性主導(dǎo)磁性的單疇磁鐵；多晶納米線則更為復(fù)雜，線的直徑、長(zhǎng)徑比、晶粒大小、晶間作用以及表面粗糙度等因素都會(huì)影響其磁性。因此，發(fā)展簡(jiǎn)單、有效的制備方法，實(shí)現(xiàn)納米晶鎳線直徑和晶粒精確調(diào)控，對(duì)實(shí)現(xiàn)所需的性能及納米結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有非常重要的意義。
[0003]鎳是一種重要的鐵磁材料，它的納米結(jié)構(gòu)在磁學(xué)、催化和微波吸收等方面具有潛在應(yīng)用。目前，針對(duì)一維Ni納米材料的制備方法，主要是基于模板輔助和納米粒子的磁誘導(dǎo)自組裝。這些方法往往產(chǎn)率低、形貌不均一，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差。在無(wú)模板、無(wú)磁場(chǎng)條件下大規(guī)模制備形貌均一的納米晶Ni線仍是一個(gè)挑戰(zhàn)。微波加熱正日益成為一種簡(jiǎn)單、有效的制備方法，一些新穎的納米結(jié)構(gòu)只能在微波輔助下獲得。與傳統(tǒng)加熱相比，其內(nèi)部加熱會(huì)產(chǎn)生更高的效率，大大縮短反應(yīng)時(shí)間，且反應(yīng)條件可通過(guò)微波功率、溫度和時(shí)間等進(jìn)行程序設(shè)定。由于尺寸(包括直徑和晶粒)、結(jié)晶度和取向等對(duì)磁性、催化活性以及納米線的機(jī)械可靠性等具有影響，納米線的微結(jié)構(gòu)和尺寸控制對(duì)其性能調(diào)控具有重要的影響。盡管許多Ni納米材料已通過(guò)微波輔助法被成功制得，但均勻納米晶鎳線的大規(guī)模制備及其直徑、晶粒尺寸精確調(diào)控尚未有報(bào)道。
[0004]本發(fā)明提出一種納米晶鎳線直徑和晶粒精確調(diào)控的大規(guī)模制備方法。該方法采用簡(jiǎn)單快速的微波輔助還原技術(shù)，通過(guò)改變前驅(qū)體的濃度實(shí)現(xiàn)尺寸的精確調(diào)控。為避免其它形貌產(chǎn)物的生成，當(dāng)Ni2+濃度增加時(shí)，形貌控制劑和還原劑濃度要保證成比例增加。所得納米線是由尺寸均一的納米晶粒所構(gòu)成。尤其是，本發(fā)明所得納米晶鎳線的直徑和晶粒尺寸均隨前驅(qū)體濃度的變化呈線性變化。本發(fā)明提出的制備過(guò)程僅需幾分鐘，且無(wú)需任何硬模版和催化劑，裝置簡(jiǎn)單、容易操作、可控性好、易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的:提供一種低成低廉、易操作的納米晶鎳線直徑和晶粒精確調(diào)控的大規(guī)模制備方法。該方法克服了傳統(tǒng)方法成本高、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、能量損失大，不能很好控制鎳納米線直徑和內(nèi)部晶粒尺寸的技術(shù)難題。本發(fā)明所得納米晶鎳線的直徑和晶粒尺寸均隨前驅(qū)體濃度的變化呈線性變化，對(duì)實(shí)現(xiàn)性能調(diào)控具有非常重要的意義。該方法還可用于其它磁性一維納米材料尺寸可控的制備。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案:本發(fā)明的納米晶鎳線直徑和晶粒精確調(diào)控的大規(guī)模制備方案是:采用簡(jiǎn)單快速的微波輔助還原技術(shù)，以聚乙烯吡咯烷酮(PVP，K30，MW = 30，000)為形貌控制劑、N2H4為還原劑，通過(guò)改變前驅(qū)體的濃度實(shí)現(xiàn)尺寸的精確調(diào)控。為避免其它形貌產(chǎn)物的生成，當(dāng)Ni2+濃度增加時(shí)，PVP和N2H4濃度要保證成比例增加。將0.02-0.1g的NiCl2.6Η20和0.05-0.15g的PVP溶解于20mL的乙二醇中，劇烈攪拌15min以上。然后，將一定體積的N2H4 (85wt% )加入到攪拌的混合液中。在400W功率下微波反應(yīng)2min，再在150W微波反應(yīng)4min，得到黑色懸濁液。將容器冷卻至室溫，收集沉淀，用去離子水和酒精反復(fù)洗滌，在真空烘箱或氣流保護(hù)下40°C干燥8h。
[0007]由于反應(yīng)試劑在乙二醇中溶解度低，攪拌為(磁力)強(qiáng)力攪拌，時(shí)間15min以上。
[0008]所述反應(yīng)在微波功率、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間均可程序控制的微波反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)行。
[0009]先采用大功率400W的微波加熱使溫度快速升到130_190°C，又在小功率150W進(jìn)行微波加熱溫度保持在130-190°C，時(shí)間分別為2min和4min。
[0010]微波反應(yīng)系統(tǒng)中為防止溶液沸騰，采用一根直徑2毫米、長(zhǎng)度15厘米的玻璃管附在反應(yīng)瓶的頂部用作冷凝器。
[0011]Ni2+與N2H4的摩爾比在I: 3-1: 5之間，PVP與Ni2+的摩爾比至少大于0.5。
[0012]真空或氣流保護(hù)干燥的溫度為40°C，干燥時(shí)間為6小時(shí)以上。
[0013]為避免其它形貌產(chǎn)物的生成，當(dāng)Ni2+濃度增加時(shí)，形貌控制劑和還原劑濃度要保證成比例增加。
[0014]本發(fā)明的特點(diǎn)就是采用簡(jiǎn)單快速的微波輔助還原技術(shù)，反應(yīng)速率快，產(chǎn)物產(chǎn)率高。通過(guò)改變前驅(qū)體的濃度實(shí)現(xiàn)納米線直徑和晶粒尺寸的精確調(diào)控。制備方法簡(jiǎn)單，成本較低，易于實(shí)現(xiàn)，具有一定的工業(yè)應(yīng)用前景。
[0015]本發(fā)明的有益效果:
[0016](I)提出了一種成本低廉、易操作的納米晶鎳線直徑和晶粒精確調(diào)控的大規(guī)模制備方法。成功制備出直徑在70-380nm、晶粒在15_25nm范圍內(nèi)可控的多晶鎳納米線。
[0017](2)該方法克服了傳統(tǒng)方法成本高、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、能量損失大，不能很好控制鎳納米線直徑和內(nèi)部晶粒尺寸的技術(shù)難題。
[0018](3)納米晶鎳線的直徑和晶粒尺寸均隨前驅(qū)體濃度的變化呈線性變化，這對(duì)實(shí)現(xiàn)其性能調(diào)控具有非常重要的意義。
[0019](3)微波加熱法與現(xiàn)有的制備技術(shù)相比，具有以下獨(dú)特優(yōu)點(diǎn):
[0020]①實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)條件和制備過(guò)程非常簡(jiǎn)單，容易操作，材料制備效率高；
[0021]②產(chǎn)率高。產(chǎn)物為尺寸、形貌均一的納米晶鎳線，Ni2+的轉(zhuǎn)化率接近100% ；
[0022]③可控性好，通過(guò)調(diào)節(jié)前驅(qū)體濃度、熱處理溫度及時(shí)間可控制產(chǎn)物的外觀尺寸內(nèi)部結(jié)構(gòu)；[0023]④成本低廉，易實(shí)現(xiàn)，具有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為其它反應(yīng)條件不變，采用不同Ni2+濃度(PVP和N2H4的濃度相應(yīng)等比例變化)所制備鎳納米線的掃描電子顯微(SEM)圖片。Ni2+濃度分別為:(a-b)5mM，(c-d) IOmM,(e-f)20mM和(g_h)50mM。插圖為放大的SEM圖。
[0025]圖2納米晶鎳線的平均直徑(黑色線)和平均晶粒尺寸(藍(lán)色線)隨Ni2+濃度的變化。
[0026]圖3(a_b)為代表性鎳納米線(見(jiàn)圖1c)的透射電子顯微(TEM)圖片，(c)選區(qū)電子衍射譜和⑷高分辨率透射電子顯微(HRTEM)圖。
[0027]圖4不同Ni2+濃度(PVP和N2H4濃度相應(yīng)等比例變化)得到的鎳納米線的TEM圖。Ni2+濃度分別為:(a-b)5mM，(c) 20mM和(d)40mM。插圖為所選區(qū)域?qū)?yīng)的SAED圖譜。
[0028]圖5無(wú)PVP條件下獲得的Ni顆粒的TEM和SAED圖。
[0029]圖6圖la、lc、Ie和Ig所示鎳納米線的XRD圖譜，插圖為放大的(111)特征衍射峰。
[0030]圖7不同直徑、晶粒尺寸的納米晶鎳線在5K時(shí)測(cè)得的磁滯回線，插圖為中心區(qū)域的放大。
[0031]圖8不同直徑、晶粒尺寸鎳納米線的M(T)曲線，圖b是加場(chǎng)冷卻曲線在低溫區(qū)的放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]本發(fā)明中，采用微波輔助法大規(guī)模制備尺寸可控納米晶鎳線的【具體實(shí)施方式】如下:
[0033]實(shí)施例1
[0034]將0.05g的NiCl2.6Η20和0.1g的PVP溶解于20mL的乙二醇中，劇烈磁力攪拌(最強(qiáng)轉(zhuǎn)速的磁力攪拌，工業(yè)生產(chǎn)中提高攪拌轉(zhuǎn)速)20分鐘。然后，將0.2mL水合肼(85wt%)滴加到劇烈攪拌(磁力攪拌的強(qiáng)檔)的混合溶液中。最初的透明亮綠色溶液立刻轉(zhuǎn)變成淡藍(lán)色，因?yàn)樾纬闪朔€(wěn)定的絡(luò)合物[Ni (N2H4)3]Cl2，此時(shí)Ni2+濃度為lOmM，PVP濃度為150mM。當(dāng)溶液中Ni2+濃度增加，PVP和N2H4要保證成比例增加。將盛有反應(yīng)混合溶液的錐形瓶放入微波反應(yīng)器中，為防止溶液沸騰，采用一根直徑2毫米、長(zhǎng)度15厘米的玻璃管附在反應(yīng)瓶的頂部用作冷凝器。在400W功率下微波反應(yīng)2min，再在150W微波反應(yīng)4min，得到黑色懸濁液。將容器冷卻至室溫，收集沉淀，用去離子水和酒精反復(fù)洗滌，在真空烘箱或氣流保護(hù)下40°C干燥8h。
[0035]采用不同的表征方法，包括掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、高分辨率透射電子顯微鏡(HRTEM)、選區(qū)電子衍射(SAED)、熱重分析(TG)以及X射線衍射(XRD)等對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了詳細(xì)表征。對(duì)其磁性(包括磁滯回線、矯頑力、飽和磁化強(qiáng)度)進(jìn)行了測(cè)量。
[0036]實(shí)施例2
[0037]改變Ni2+濃度為0.1mM7PVP濃度為1.5mM，添加水合肼(85wt% )體積為0.0lmL,其余同實(shí)施例1 ;[0038]實(shí)施例3
[0039]改變Ni2+濃度為2.5mM, PVP濃度為37.5mM,添加水合肼體積為0.05mL,其余同上；
[0040]實(shí)施例4
[0041]改變Ni2+濃度為5mM，PVP濃度為75mM，添加水合肼體積為0.1OmL,其余同上；
[0042]實(shí)施例5
[0043]改變Ni2+濃度為20mM，PVP濃度為300mM，添加水合肼體積為0.40mL,其余同上；
[0044]實(shí)施例6
[0045]改變Ni2+濃度為30mM，PVP濃度為450mM，添加水合肼體積為0.60mL,其余同上；
[0046]實(shí)施例7
[0047]改變Ni2+濃度為40mM，PVP濃度為600mM，添加水合肼體積為0.80mL,其余同上；
[0048]實(shí)施例8
[0049]改變Ni2+濃度為50mM，PVP濃度為750mM，添加水合肼為lmL，其余同上；
[0050]圖1為其它反應(yīng)條件(微波功率、溫度和反應(yīng)時(shí)間等)不變，采用不同Ni2+濃度(PVP和N2H4的濃度相應(yīng)等比例變化)所制備鎳納米線的掃描電子顯微(SEM)圖片。當(dāng)Ni2+濃度較低(5mM，實(shí)施例4)時(shí)，產(chǎn)物為大量均勻的納米線，長(zhǎng)度可達(dá)到數(shù)十微米，直徑約為70±12nm(如圖1a所示)。從進(jìn)一步放大的SEM圖(圖1b)可以看到，沒(méi)有其它形貌的產(chǎn)物生成。這些納米線表面粗糙，并非直線，而是彎曲的形態(tài)并隨意分布。當(dāng)Ni2+濃度翻倍(10mM，實(shí)施例1)時(shí)，納米線的直徑增加到100±18nm(見(jiàn)圖1c和d)。此時(shí)納米線表面和形貌并沒(méi)有明顯變化。Ni2+濃度進(jìn)一步增加到20mM(實(shí)施例5)，鎳納米線的直徑增加到180±21nm(圖1e和f)。當(dāng)Ni2+濃度增大到50mM時(shí)，鎳納米線的直徑增加到380±20nm。納米線的平均直徑和均方偏差值是由30根納米線統(tǒng)計(jì)而來(lái)的。當(dāng)濃度減小時(shí)，所得納米線的直徑相應(yīng)減小，但濃度小于一定值時(shí)(如2.5mM)，產(chǎn)物為鎳納米顆粒和線的混合物。可以得到，當(dāng)Ni2+濃度(PVP和N2H4的濃度相應(yīng)等比例變化)分別為0.1mM (實(shí)施例2) ,2.5mM(實(shí)施例3)，5mM (實(shí)施例4)，IOmM (實(shí)施例1)，20mM (實(shí)施例5)，30mM (實(shí)施例6)，40mM (實(shí)施例7)和50mM(實(shí)施例8)時(shí)，所得納米線的直徑依次為4±2nm，45±6nm，70±12nm，100±18nm，180±21nm，260±23nm，320±19nm和380±20nm。此外，從插圖放大的SEM圖可看到，低濃度時(shí)，線表面粗糙，隨著Ni2+濃度增加表面趨于光滑(如圖1f插圖)。
[0051]圖2為納米晶鎳線的平均直徑(黑色線)和平均晶粒尺寸(藍(lán)色線)隨Ni2+濃度的變化曲線?？梢钥吹剑诋?dāng)Ni2+濃度小于2.5mM時(shí)，線直徑隨濃度的增加快速遞增；當(dāng)Ni2+濃度高于2.5mM時(shí)，線的直徑隨Ni2+濃度呈線性變化(如圖2所示)。由于磁性納米材料的性能具有強(qiáng)烈的尺寸依賴性，因而這對(duì)實(shí)現(xiàn)性能調(diào)控具有非常重要的意義。
[0052]圖3為實(shí)施例1制得納米線的TEM圖片?？梢钥吹剑{米線的直徑約為lOOnm，這與SEM觀察得到結(jié)果(見(jiàn)圖1c) 一致。高放大倍數(shù)的TEM圖片(圖3b)顯示，納米線是由大量尺寸均勻的納米晶粒所構(gòu)成，晶粒尺寸為17±3nm。SAED圖譜(圖3c)進(jìn)一步證實(shí)了其多晶結(jié)構(gòu)特征。在納米線的HRTEM圖(圖3d)中，連續(xù)清晰的晶格條紋，局部位置條紋的任意取向證實(shí)了單根納米線是由許多隨機(jī)分布晶粒組成。
[0053]圖4為不同Ni2+濃度(PVP和N2H4濃度相應(yīng)等比例變化)得到的鎳納米線的TEM圖。Ni2+濃度為5mM(圖4a，實(shí)施例4)時(shí)，納米線的直徑約為70nm，其表面粗糙，這SEM的觀察結(jié)果一致。約Inm厚的納米片包覆層在納米線的周?chē)?圖4b)。當(dāng)Ni2+濃度高于IOmM,這些納米片不再出現(xiàn)(如圖4c，實(shí)施例4)。當(dāng)Ni2+濃度為40mM時(shí)(實(shí)施例7)，納米線的直徑約為320nm，如圖4d所示。相應(yīng)的SAED圖(圖4a，4c和4(!插圖)表明，不同濃度下所制得的納米線均為多晶。衍射強(qiáng)度隨Ni2+濃度增大而增強(qiáng)，表明晶粒逐漸增大。
[0054]實(shí)施例9
[0055]改變Ni2+濃度為50mM，PVP濃度為OmM，添加水合肼為lmL，其余同上；
[0056]形貌控制劑PVP對(duì)納米晶鎳線的形成至關(guān)重要。不加PVP(實(shí)施例9)時(shí)，產(chǎn)物為類球形的顆粒，其平均直徑約為580±20nm，如圖5a所示。SAED結(jié)果(圖5b)表明，這些顆粒仍為多晶，是由許多小尺寸的晶粒所構(gòu)成。
[0057]圖6是圖la, lc, Ie和Ig所示的鎳納米線以及鎳顆粒(圖5a)的XRD圖譜?？梢钥吹剑?Θ = 43.8、51.8和76.4°的三個(gè)衍射峰分別對(duì)應(yīng)于面心立方結(jié)構(gòu)鎳的(111)、(200)和(220)的特征峰。(111)和(200)峰的強(qiáng)度比從2.32 (黑色曲線)增加到3.13 (紅色曲線)，產(chǎn)物形貌從顆粒向線變化，表明Ni晶粒在納米線中的擇優(yōu)取向。對(duì)于鎳納米線，隨著Ni2+濃度的增加，強(qiáng)度比分別為2.98、3.08和3.46 (紅色到黑色曲線)。可以推斷，Ni晶粒在納米線中存在擇優(yōu)取向。根據(jù)(111)衍射峰的半高寬法計(jì)算，Ni2+濃度分別為5mM (實(shí)施例4)、20mM(實(shí)施例5)、40mM(實(shí)施例7)和50mM(實(shí)施例8)時(shí)制得鎳納米線的平均晶粒尺寸依次為15nm、19nm、24nm和25nm。這些值與TEM所得結(jié)果一致。
[0058]圖7為不同直徑Ni納米線在5K下測(cè)得的磁滯回線。納米晶鎳線表現(xiàn)出金屬鎳典型的鐵磁行為。隨著鎳納米線的直徑從70nm增加到260nm，磁矯頑力從3820e (藍(lán)線)減小到1580e (綠線)。這些納米線的磁矯頑力高達(dá)Ni納米粒子(19.40e)的20倍，且顯著高于鎳體材的磁矯頑力(0.70e)。尤其是，本發(fā)明獲得的70nm鎳納米線在5K時(shí)的矯頑力高于相同直徑鎳納米鏈的最高值(3050e )，甚至比磁場(chǎng)輔助制備的多晶鎳納米線的矯頑力還要高。這歸因于納米線的形狀各向異性和小晶粒尺寸造成的。
[0059]不同直徑納米晶鎳線的M-T曲線如圖8所示?？梢钥吹?零場(chǎng)冷卻(ZFC)和加場(chǎng)冷卻(FC)曲線完全分離，即使在395K也是分開(kāi)的。這主要是由一維材料的形貌各向異性所造成的。Mzrc隨著溫度增加而升高，Mrc隨著溫度增加而降低。在低溫區(qū)域，Mzrc(T)曲線在16K左右表現(xiàn)出Tf峰值(圖8a插圖)。峰的位置并不依賴于納米線的直徑，但峰的高度隨著直徑的增加而不斷降低。
【權(quán)利要求】
1.一種納米晶鎳線尺寸精確調(diào)控的大規(guī)模制備方法，其特征在于，采用簡(jiǎn)單快速的微波輔助還原技術(shù)，以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為形貌控制劑、水合肼(N2H4)為還原劑，通過(guò)改變前驅(qū)體的濃度實(shí)現(xiàn)尺寸的精確調(diào)控。為避免其它形貌產(chǎn)物的生成，當(dāng)Ni2+濃度增加時(shí)，PVP和N2H4濃度要保證成比例增加。具體步驟如下:將0.02-0.1g的NiCl2.6H20和0.05-0.15g的PVP溶解于20mL的乙二醇中，劇烈攪拌15min以上。然后，將一定體積的N2H4(85wt% )加入到攪拌的混合液中。當(dāng)溶液中Ni2+濃度增加，PVP和N2H4要保證成比例增加。在400W功率下微波反應(yīng)2min，再在150W微波反應(yīng)4min，得到黑色懸濁液。將容器冷卻至室溫，收集沉淀，用去離子水和酒精反復(fù)洗滌，在真空烘箱或氣流保護(hù)下干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的納米晶鎳線尺寸精確調(diào)控的大規(guī)模制備方法，其特征在于，反應(yīng)在微波功率、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間均可程序控制的微波反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的制備方法，其特征在于，先采用大功率400W的微波加熱使溫度快速升到130-190°C，又在小功率150W進(jìn)行微波加熱溫度保持在130_190°C，時(shí)間分別為2min和4min,最后冷卻至室溫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的制備方法，其特征在于，為保證高純度鎳納米線的大規(guī)模制備，Ni2+與N2H4的摩爾比在I: 3-1: 5之間，PVP與Ni2+的摩爾比至少大于0.5。
5.真空或氣流保護(hù)干燥的溫度為40°C，干燥時(shí)間為6小時(shí)以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的制備方法，其特征在于，為避免其它形貌產(chǎn)物的生成，當(dāng)Ni2+濃度增加時(shí)，PVP和N2H4濃度要保證成比例增加。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的制備方法，其特征在于，PVP為形貌控制劑，對(duì)均一的納米晶鎳線的形成至關(guān)重要，N2H4為還原劑，通過(guò)改變前驅(qū)體的濃度可實(shí)現(xiàn)尺寸的精確調(diào)控。
8.所得納米線的直徑在70-380nm范圍內(nèi)可控，是由尺寸均一的納米晶粒所構(gòu)成。低濃度時(shí)，線表面粗糙，隨著Ni2+濃度增加表面趨于光滑。尤其是，本發(fā)明所得納米晶鎳線的直徑和晶粒尺寸均隨前驅(qū)體濃度的變化呈線性變化。
【文檔編號(hào)】B82Y40/00GK103586479SQ201210298515
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2012年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月14日
【發(fā)明者】唐少春, 孟祥康, 王翔宇, 高文華 申請(qǐng)人:南京大學(xué), 南京先歐儀器制造有限公司