7 (e)分别为从薄膜中心依次向外a、b、c、d和e不同颜色区域对应的电镜截面照片。薄膜各处总厚度为:488nm，薄膜中心依次向外不同颜色区域对应Co纳米线长度依次为248nm、242nm、220nm、203nm和117nm，说明制备得到的Co纳米线位于氧化铝薄膜的孔洞中，且其长度从薄膜的中心处向四周依次递减。
[0088]如图8所示，为本发明实施例4制得的Co纳米线/氧化铝薄膜的反射光谱图。反射光谱中波峰波长为416nm和596nm，所对应的颜色为紫色和黄色。
[0089]如图9所示，为本发明实施例4制得的Co纳米线/氧化铝薄膜的不同区域、单位体积内的磁滞回线。磁滞回线a、b、c、d和e分别是图7 (a)、7 (b)、7 (C)、7 (d)和7 (e)位置处的磁滞回线，从薄膜中心依次向外不同颜色区域的矫顽力大小相同，饱和磁化强度从0.51emu/cm3减到0.24emu/cm3。这是由于Co纳米线长度从薄膜的中心处向四周对称性递减所致。
[0090]如图10所示，为本发明实施例2和实施例4制备Co纳米线/氧化铝薄膜的示意图。其中，图10(a)和10(c)分别为实施例2制备得到的氧化铝薄膜和Co纳米线/氧化铝薄膜；图10(b)和10(d)分别为实施例4制备得到的氧化铝薄膜和Co纳米线/氧化铝薄膜。从图中可以看出，氧化时间不同致使氧化铝薄膜的厚度不同，氧化时间越长，氧化铝薄膜越厚；交流电沉积条件相同致使Co纳米线长度及长度梯度的分布规律相同。
[0091]如图11所示，为本发明实施例5和实施例6制备Co纳米线/氧化铝薄膜的示意图。其中，图11 (a)和11 (C)分别为实施例5制备得到的氧化铝薄膜和Co纳米线/氧化铝薄膜；图11(b)和11(d)分别为实施例6制备得到的氧化铝薄膜和Co纳米线/氧化铝薄膜。从图中可以看出，电化学氧化时间相同制备得到的氧化铝薄膜厚度相同；交流电沉积过程中，沉积电压增加使得Co纳米线长度及长度梯度变化更加明显。
[0092]如图12所示，为本发明实施例7和实施例9制备Co纳米线/氧化铝薄膜的示意图。其中，图12(a)和12(c)分别为实施例7制备得到的氧化铝薄膜和Co纳米线/氧化铝薄膜；图12(b)和12(d)分别为实施例9制备得到的氧化铝薄膜和Co纳米线/氧化铝薄膜。从图中可以看出，氧化时间相同制得的多孔氧化铝厚度相同；交流电沉积过程中沉积时间增加使得Co纳米线长度及长度梯度增加。
[0093]如图13所示，为本发明实施例2、3和4制得的Co纳米线/氧化铝薄膜照片。图中，a、b和c分别为实施例2、3和4制得的Co纳米线/氧化铝薄膜照片。其中，实施例2、3和4中销箔的电化学氧化时间分别为llmin、12min和13min。从图中可以看出，在相同氧化电压及相同交流电沉积条件下，随着氧化时间的增加，Co纳米线/氧化铝薄膜的环形虹彩结构色呈现深紫-蓝环、深紫-绿环、紫-黄环的变化，但彩环数量没有明显变化。
[0094]如图14所示，为本发明实施例4、5和6制得的Co纳米线/氧化铝薄膜照片。图中，a、b和c分别为实施例5、4和6制得的Co纳米线/氧化铝薄膜照片。其中，实施例5、4和6中交流电沉积电压分别为26V、27V和28V。从图中可以看出，在相同电化学氧化条件及相同交流电沉积时间条件下，交流电沉积电压不同，得到的Co纳米线/氧化铝薄膜形成的环形虹彩结构色呈现暗绿-蓝环、紫-黄环、紫-绿-蓝环的变化，彩环数量有增加的趋势。
[0095]如图15所示，为本发明实施例6、7、8和9制得的Co纳米线/氧化铝薄膜照片。图中，a、b、c和d分别为实施例7、8、6和9制得的Co纳米线/氧化铝薄膜照片。其中，实施例7、8、6和9的交流电沉积时间分别为10s、20s、30s和40s。此图说明，相同氧化条件下制备的氧化铝薄膜，在相同交流电压下沉积不同时间后，形成的Co纳米线/氧化铝薄膜的环形虹彩结构色呈现紫-橙环、红-蓝环、紫-绿-蓝环、紫-红-蓝的变化，环数量有明显变化。
[0096]本发明提供的Co纳米线/氧化铝薄膜利用本发明提供的环形碳电极制备得到。所述Co纳米线/氧化铝薄膜具有高饱和度、磁性渐变的性质，在防伪、绘画、装饰、化妆品、显像技术、染料敏化及太阳能电池方面呈现出巨大的应用前景，而且对开辟氧化铝薄膜在其他新领域应用也具有重要意义。
[0097]申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
【主权项】
1.一种环形碳电极，其特征在于，包括碳片及包裹所述碳片的不导电薄膜，所述碳片上有一环形裸露区。
2.根据权利要求1所述的环形碳电极，其特征在于，所述环形裸露区的外直径为33mm?37_，内直径为31?35_，且外直径比内直径大2_。
3.根据权利要求1或2所述的环形碳电极，其特征在于，所述不导电薄膜为硝化纤维素膜。
4.一种如权利要求1-3之一所述的环形碳电极的制备方法，其特征在于，所述方法为:在碳片上确定环形裸露区的大小及位置，之后在碳片上环形裸露区以外的区域包裹不导电薄膜，即得到所述的环形碳电极。
5.一种Co纳米线/氧化铝薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法为将权利要求1-3之一所述的环形碳电极与经过电化学氧化的铝箔作为对电极平行置入含Co离子溶液中进行交流电沉积，制备得到Co纳米线/氧化铝薄膜。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述Co纳米线/氧化铝薄膜中Co纳米线位于氧化铝薄膜的孔洞中，并且Co纳米线的长度沿氧化铝薄膜的中心向四周对称性递减。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述交流电沉积的电压为26?28V，所述交流电沉积的时间为10?40s ; 优选地，所述对电极之间的间距为4?6cm ; 优选地，所述环形碳电极中心与铝箔中心的连线垂直于所述环形碳电极； 优选地，所述含Co离子溶液为0.10mol/L?0.14mol/L的CoSO4.7Η20和0.37mol/L?0.41mol/L硼酸混合液。
8.根据权利要求5-7之一所述的制备方法，其特征在于，所述铝箔进行电化学氧化的电压为15?25V，电化学氧化的时间为11?13min ； 优选地，所述电化学氧化的电解液为4.75?5.25被％的磷酸。
9.根据权利要求5-8之一所述的制备方法，其特征在于，所述铝箔在进行电化学氧化前进行预处理； 优选地，所述预处理依次包括剪裁、清洗、退火和电化学抛光。
10.一种由权利要求5-9之一所述的制备方法制备得到的Co纳米线/氧化铝薄膜。
【专利摘要】本发明提供了一种环形碳电极及使用其制备Co纳米线/氧化铝薄膜的方法，所述环形碳电极包括碳片及包裹所述碳片的不导电薄膜，并且所述碳片上有一环形裸露区。所述环形碳电极的制备方法包括以下步骤：在碳片上确定环形裸露区的大小及位置；在环形裸露区以外的碳片上包裹上不导电薄膜，即得环形碳电极。所述环形碳电极制备简单、实用，只需一次交流沉积工艺即可制备出Co纳米线/氧化铝薄膜，制备得到的Co纳米线/氧化铝薄膜具有渐变的磁性，并且能够显现出高饱和度环形虹彩结构色。
【IPC分类】C25D3-12, C25D11-04, C25D5-44, C25D7-06, H01F10-20
【公开号】CN104805474
【申请号】CN201510114508
【发明人】岂云开, 杨淑敏, 顾建军
【申请人】河北民族师范学院
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年3月16日