新晶体结构酞菁铁纳米线及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明的实施例设及一种新晶体结构献菁铁纳米线及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 献菁环是一个具有18个31电子的大共辆环，结构与天然化嘟、叶绿素W及血红素 很相似。献菁环中间的氨原子被金属元素替代后形成献菁化合物；铁作为地球上含量较多 的金属元素可取代献菁环的两个氨原子形成献菁铁。献菁铁是一种优良的功能材料，由于 其独特的催化活性、光敏性、光电导性、光稳定性和非线性等性质，已经被应用于催化剂、燃 料电池、光导材料W及光盘等领域。
[0003] 一般情况下，制备条件和方法的不同会得到不同晶体结构和不同尺寸的献菁铁晶 体，而不同结构和尺寸的晶体在性质和功能上会有本质的区别。通常，制备献菁铁的方法有 浓硫酸溶液重结晶法、物理气相沉积法、电化学沉积法、氧化侣模板法、溶液梯度降溫法献 菁铁的微波法和在密封体系中固态热裂解法等。运些制备方法通常可W得到晶型为a、0 型的献菁铁晶体，运些晶体在形貌上主要为针状、棒状等。
[0004] 由于运些形貌的献菁铁晶体由于尺寸粗大，溶剂溶解性低等缺点，且不能有效地 在纳米量级控制其尺寸和结构等而限制了献菁铁的运用。W此，基于有机气相沉积法在有 机半导体纳米材料方面的研究，用有机气相沉积法通过对溫度，载流气体的流速等条件的 调控可大量制备但不同于已有献菁铁结构，直径在纳米量级，纳米线束长度达毫米量级的 高纯度献菁铁纳米线。进而，可将新型献菁铁应用在非线性光学，电化学，光动力疗法、光电 导材料等不同领域。
【发明内容】
[0005] 本发明的实施例设及一种献菁铁纳米线，所述献菁铁纳米线的X-射线衍射谱 (测试条件：叫<。1，入二1.540f；6A，0.02° /step/2s)在下列的2 0 ±0. 10。处具有特征 峰：6.92°、8. 70°、9. 88°、15. 67°、24. 11。、26. 06° ;且对应于上述 2 目，半峰宽分别 为0. 562、0. 515、0. 324、0. 502、0. 336、0. 306 ;分别对应于上述2 0，相对衍射强度分别为 100%、6. 5%、4. 7%、18. 2%、4. 4%、8. 7%。
[0006] 可选的，所述献菁铁纳米线具有下列的傅氏转换红外线光谱（FTIR)特征峰： 725cm1、752cm1、775cm1、1080cm1、1118cm1、1165cm1、1288cm1、1330cm1、1419cm1、 1493cm1、1512cm1、1612cm1。
[0007] 可选的，所述献菁铁纳米线的平均直径为约70nm。
[0008] 本发明的实施例还提供一种制备献菁铁纳米线的方法，包括下列步骤：
[0009] a)将献菁铁原料置于管式炉中的加热区域；
[0010] b)在载气氛围下，加热献菁铁原料至最高500°C，得到升华的气态献菁铁；
[0011]C)通过该载气，引导该升华的气态献菁铁离开该加热区域，至溫度较该加热区域 低的生长区域；
[0012] d)在该生长区域，得到献菁铁纳米线。
[0013] 可选的，在所述步骤b)中，加热献菁铁原料至最高490°C，优选最高460°C。
[0014] 可选的，所述生长区域的溫度在150°CW下，优选在100°CW下，更优选在50°CW 下，最优选为室溫。
[0015] 可选的，在所述步骤b)中，W阶梯升溫的方式加热，先预热至400°C，然后再阶梯 式升溫至最高溫度，所述阶梯式升溫的升溫间隔为rC-30°C、且升溫速率为rC-5°C/min。
[0016] 可选的，所述载气在入口处的流速为0.化/min-0. 6L/min，所述载气在通过所述献 菁铁原料时的流速为0.化/min-0. 6L/min。
[0017] 可选的，在所述加热区域和所述生长区域之间设置60-90mm的间隙；其中在间隙 中设置隔溫材料，且隔溫材料中设置通气孔。
[0018] 可选的，所述载气在所述通气孔内的流速为lL/min-9L/min。
【附图说明】
[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介 绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅设及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
[0020] 图1为本发明一实施例提供的献菁铁纳米线XRD图谱；
[0021] 图2为曰-献菁铁和0 -献菁铁邸D图谱
[0022] 图3为本发明一实施方式提供的献菁铁原料和献菁铁纳米线的FTIR图谱；
[002引图4为本发明一实施例提供的献菁铁纳米线SEM图谱。
【具体实施方式】
[0024] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发 明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术 人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025] 除非另作定义，本公开所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内 具有一般技能的人±所理解的通常意义。本发明专利申请说明书W及权利要求书中使用的 "第一""第二"W及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同 的组成部分。同样，"一个"或者"一"等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一 个。"连接"或者"相连"等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可W包括电 性的连接，不管是直接的还是间接的。
[0026] 在本发明的一个实施方案中，献菁铁纳米线的X-射线衍射谱（测试条件：化Kal, 人二:1.54〇56,^^，〇.〇2°/3扣口/23)在下列的2 0±〇.1〇。处具有特征峰：6.92°、8.7〇°、 9. 88°、15. 67°、24. 11。、26. 06;且对应于上述 2 目，半峰宽分别为 0. 562、0. 515、0. 324、 0. 502、0. 336/0. 306 ;分别对应于上述2目，相对衍射强度分别为100%、6. 5%、4. 7%、 18. 2%、4. 4%、8. 7%。
[0027]在本发明的一个实施方案中，献菁铁纳米线具有下列的傅氏转换红外线光谱 (FTIR)特征峰：725cmi、752cmi、775cm1、1080cm1、1118cm1、1165cm1、1288cm1、1330cm1、 1419cm1、1493cm1、1512cm1、1612cm1。
[0028] 图I显示了本发明一实施例提供的献菁铁纳米线的X-射线衍射谱图。本发明一 实施例得到的献菁铁纳米线的SEM如图4所示。
[0029] 本发明的实施例还提供了一种制备献菁铁纳米线的气相沉积法，包括下列步骤：
[0030] a)将献菁铁原料置于管式炉中的加热区域；
[0031] b)在载气氛围下，加热献菁铁原料至最高500°C，得到升华的气态献菁铁；
[0032]C)通过该载气，引导该升华的气态献菁铁离开该加热区域，至溫度较该加热区域 低的生长区域；
[0033] d)在该生长区域，得到献菁铁纳米线。
[0034] 在制备过程中，在上述步骤a),首先将献菁铁引入到管式炉中的加热区域。可选 的，献菁铁置于位于管式炉中的密封管中。该密封管可W是石英管，也可W是不影响献菁铁 结晶性的任何其它材料制成的管，包括，但不限于，不诱钢、娃、氧化侣、陶瓷、玻璃等材质形 成的管中。运些材料也可WW基底的形式置于密封管，例如石英管中。
[0035] 加入献菁铁后，往加热区域通入载气。该载气例如可W为氮气佈)、氣气（Ar)或 氮气化e)。在该载气的存在下，加热献菁铁至预定目标溫度。溫度的选择只要能使得献菁 铁原料升华为气体、但是又不至于生成其它晶型的献菁铁。为有效防止加热溫度过高而导 致生成其它晶型的献菁铁，例如，上述步骤b)中，加热献菁铁原料至最高50(TC，优选最高 490°C，进一步优选最高470°C，进一步优选最高460°C。
[0036] 在所述步骤b)中，例如可WW阶梯升溫的方式加热。例如，先预热至400°C，然后 再阶梯式升溫至目标溫度，保持在该溫度一定时间。所述阶梯式升溫的升溫间隔例如可W 设置为rC-30°C，优选W1°(：、2°(：、