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一種復(fù)合結(jié)構(gòu)金屬納米線及其制備方法與流程

文檔序號(hào):11900817閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種復(fù)合結(jié)構(gòu)金屬納米線,其特征在于,通過(guò)使用石墨烯或石墨烯復(fù)合層來(lái)使多孔氧化鋁的一端導(dǎo)電,增強(qiáng)金屬層和金屬納米線或金屬層和氧化鋁模板之間的結(jié)合能力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)金屬納米線,其特征在于,在石墨烯層(1)或石墨烯復(fù)合層(2)的一側(cè)電沉積一層金屬納米線層(3)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)金屬納米線,其特征在于,在石墨烯層(1)或石墨烯復(fù)合層(2)的不同于電沉積金屬納米線層(3)的一側(cè)還電沉積一層金屬層(4)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)金屬納米線,其特征在于,所述金屬層及石墨烯復(fù)合層的厚度為0.01-25微米;所述金屬納米線的直徑為10-500納米,長(zhǎng)度為0.1-80微米。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)金屬納米線,其特征在于,所述石墨烯層為單層、兩層或多層的石墨烯;所述石墨烯復(fù)合層為石墨烯復(fù)相層的復(fù)合,或石墨烯復(fù)相層/石墨烯層的復(fù)合,或石墨烯層/石墨烯復(fù)相層/石墨烯層的復(fù)合;所述金屬層為鎳(Ni)或/和銅(Cu)或/和銀(Ag)或/和金(Au)或/和鉑(Pt)中的一種或一種以上;所述金屬納米線層為鎳(Ni)或/和銅(Cu)或/和銀(Ag)或/和金(Au)或/和鉑(Pt)中的一種或一種以上。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)金屬納米線,其特征在于,所述石墨烯復(fù)相層為金屬鎳(Ni)或/和銅(Cu)或/和銀(Ag)或/和金(Au)或/和鉑(Pt)與石墨烯的復(fù)相。

7.一種復(fù)合結(jié)構(gòu)金屬納米線的制備方法,其特征在于,按順序包括如下步驟:

(1)在鋁片的一側(cè)上轉(zhuǎn)移石墨烯層或電鍍金屬與石墨烯的石墨烯復(fù)相層;

(2)對(duì)所述鋁片進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理及去氧化處理,在石墨烯或石墨烯復(fù)相層上獲得通孔的多孔陽(yáng)極氧化鋁(AAO)模板;

(3)在金屬鍍液中以沉積有導(dǎo)電層的多孔AAO模板為陰極電沉積填充所述多孔的AAO模板,在所述石墨烯或石墨烯復(fù)相層上制得金屬納米線;

(4)去除AAO模板,得所述復(fù)合結(jié)構(gòu)金屬納米線。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,在步驟(2)之前還可以步驟(1)的石墨烯或石墨烯復(fù)相層為陰極,在其上電鍍金屬層,自上而下形成金屬層/石墨烯或石墨烯復(fù)相層/鋁片多層膜;步驟(1)中的鋁片為多孔的AAO模板,可將石墨烯直接轉(zhuǎn)移至該模板的一側(cè),對(duì)模板進(jìn)行金屬化,并電沉積金屬納米線。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)金屬納米線的制備方法,其特征在于,所述復(fù)合結(jié)構(gòu)金屬納米線為石墨烯層/金屬納米線的復(fù)合結(jié)構(gòu);或石墨烯復(fù)相層/金屬納米線的復(fù)合結(jié)構(gòu);或金屬層/石墨烯層/金屬納米線的復(fù)合結(jié)構(gòu);或金屬層/石墨烯復(fù)相層/金屬納米線的復(fù)合結(jié)構(gòu);所述鋁片為鋁箔或鋁板或鋁薄膜;所述的金屬納米線為單晶或多晶;

所述石墨烯的轉(zhuǎn)移采用PMMA作為支撐層的方式或采用熱釋膠帶轉(zhuǎn)移的方式;

所述陽(yáng)極氧化處理工藝為直流或者交流;所述直流以及所述交流所使用的電解液為硫酸、和/或磷酸、和/或草酸;

所述電解液的濃度為0.1-6mol/L;電解時(shí)間為0.1-24h,溫度為0-25℃,電壓為1-90V;電解時(shí),陽(yáng)極為鋁片,陰極為石墨或不銹鋼或鉑片;

去氧化使用質(zhì)量濃度為5-25%的磷酸為溶液,溶液溫度為15-30℃,浸泡時(shí)間為0.1-1h;去除AAO模板使用質(zhì)量濃度為5-25%的磷酸為溶液,浸泡時(shí)間為0.1-5h。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)金屬納米線的制備方法,其特征在于,金屬層、石墨烯復(fù)相層及金屬納米線使用直流電沉積的方法制備,其中,金屬層及金屬納米線層沉積所用鍍液為鎳(Ni)鍍液或/和銅(Cu)鍍液或/和銀(Ag)鍍液或/和金(Au)鍍液或/和鉑(Pt)鍍液,石墨烯復(fù)相層沉積所用鍍液為在鎳(Ni)鍍液或/和銅(Cu)鍍液或/和銀(Ag)鍍液或/和金(Au)鍍液或/和鉑(Pt)鍍液中加入石墨烯納米片形成的含有石墨烯納米片的金屬鍍液。所述直流電沉積所用電流密度為0.1-8A/dm2,溫度為10-60℃,沉積時(shí)間為0.01-5h;

所述石墨烯納米片為單層或兩層或多層,濃度為0.01-5g/L;

所述石墨烯納米片使用金屬鍍液潤(rùn)濕,再超聲分散,在表面活性劑的幫助下分散在金屬鍍液中;所述表面活性劑為十二烷基磺酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉;所述金屬及石墨烯復(fù)相所用的鍍液使用空氣攪拌法或者磁力攪拌器攪拌的方法攪拌。

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