专利名称：一种金属镍纳米管有序结构的电化学合成方法
技术领域：
本发明涉及一种金属纳米材料的制备，特别是涉及一种镍纳米管有序结构的电化学合成方法。
背景技术：
镍的一维纳米结构材料属于一种金属导电及兼具有较大矫顽力的磁性材料，无论在学术研究还是在应用方面，均具有重要的意义。目前尚未有镍纳米管阵列的合成专利报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简便制备合成镍纳米管有序结构的方法。本发明是通过如下技术方案实现的一种镍纳米管阵列的合成方法，其特征是该方法按如下的步骤进行a.以硫酸镍(NiSO4·6H2O)、氯化镍(NiCl2·6H2O)、硼酸(H3BO3)为原料，在室温下，配制含有硫酸镍、氯化镍、硼酸的水溶液作为电解液，硫酸镍(NiSO4·6H2O)浓度可在27-30克/100毫升范围，氯化镍(NiCl2·6H2O)浓度可在4-5克/100毫升范围，硼酸(H3BO3)浓度可在4-5克/100毫升范围。
b.将多孔氧化铝膜一面用喷金方式或涂银浆方式制备金导电膜或银导电膜作为电化学沉积反应的阴极；c.将上述经上述处理后的多孔氧化铝膜置于电解槽内，将电解液置于膜的另一面上，并将一镍丝插入电解液中作为电化学反应的阳极；d.在室温下，接通电源并控制电流为(范围可在10-15毫安)，一定时间(范围可在50-180分钟)，可得到镍纳米管有序结构。
本发明合成方法中所用原料易得，工艺简便，可合成出外径约80-100纳米，内径约30-50纳米，最大长度可达60微米的镍纳米管。
图1为实施例1的镍纳米管有序结构扫描电子显微镜照片a——放大倍数为20千倍，即2万倍；；
b——放大倍数为10千倍，即1万倍；c——放大倍数为5千倍，即2万倍；d——放大倍数为1千倍。
图2为实施例2的镍纳米管有序结构扫描电子显微镜照片a——放大倍数为10千倍，即1万倍；；b——放大倍数为8千倍；c——放大倍数为4千倍。
图3为实施例2的镍纳米管有序结构X射线衍射图。
具体实施例方式
以下通过具体实施例对本发明进一步加以说明。
实施例1——以硫酸镍(NiSO4·6H2O)(27g/100ml)、氯化镍(NiCl2·6H2O)(4g/100ml)、硼酸(H3BO3)(4g/100ml)为原料，在室温下，配制含硫酸镍、氯化镍、硼酸的水溶液作为电解液。
——将多孔氧化铝膜涂银浆方式烘干制备银导电膜作为电化学沉积反应的阴极；——将上述经上述处理后的多孔氧化铝膜置于电解槽内，将电解液置于膜的另一面上，并将一镍丝插入电解液中作为电化学反应的阳极；——在室温下，接通电源并控制电流为10毫安，时间为约180分钟，可得到镍纳米管阵列。
由图1a-c可见该纳米管外径约为80-100纳米，内径约为30-50纳米，由图1d可见该纳米管最大长度可达60微米，由图1可见该纳米管呈现出有序结构。
实施例2——以硫酸镍(NiSO4·6H2O)(27g/100ml)、氯化镍(NiCl2·6H2O)(4g/100ml)、硼酸(H3BO3)(4g/100ml)为原料，在室温下，配制含硫酸镍、氯化镍、硼酸的水溶液作为电解液。
——将多孔氧化铝膜喷金方式制备金导电膜作为电化学沉积反应的阴极；——将上述经上述处理后的多孔氧化铝膜置于电解槽内，将电解液置于膜的另一面上，并将一镍丝插入电解液中作为电化学反应的阳极；——在室温下，接通电源并控制电流为10毫安，时间为约50分钟，可得到镍纳米管阵列。
由图2可见该纳米管呈现出有序结构。
由图3可见该纳米管的结构属于镍(氧化铝的XRD衍射峰来自于模板氧化铝材料本身)。
实施例3——以硫酸镍(NiSO4·6H2O)(30g/100ml)、氯化镍(NiCl2·6H2O)(5g/100ml)、硼酸(H3BO3)(5g/100ml)为原料，在室温下，配制含硫酸镍、氯化镍、硼酸的水溶液作为电解液。
——将多孔氧化铝膜涂银浆方式烘干制备银导电膜作为电化学沉积反应的阴极；——将上述经上述处理后的多孔氧化铝膜置于电解槽内，将电解液置于膜的另一面上，并将一镍丝插入电解液中作为电化学反应的阳极；——在室温下，接通电源并控制电流为15毫安，时间为约100分钟，可得到镍纳米管阵列。
权利要求
1.一种金属镍纳米管有序结构的电化学合成方法，该方法按如下步骤进行(1)以硫酸镍、氯化镍、硼酸为原料，在室温下，配制含有硫酸镍、氯化镍、硼酸的水溶液作为电解液，硫酸镍浓度可在27-30克/100毫升范围，氯化镍浓度可在4-5克/100毫升范围，硼酸浓度可在4-5克/100毫升范围；(2)将多孔氧化铝膜一面用喷金方式或涂银浆方式制备金导电膜或银导电膜，作为电化学沉积反应的阴极；(3)将上述经处理后的多孔氧化铝膜置于电解槽内，将电解液置于膜的另一面上，并将一镍丝插入电解液中作为电化学反应的阳极；(4)在室温下，接通电源并控制电流，所述电流强度为10-15毫安，所述时间为50-180分钟，可生长出镍纳米管。
全文摘要
一种金属镍纳米管有序结构的电化学合成方法，涉及一种纳米金属材料的制备工艺。该方法属于电化学沉积摸板合成法，以硫酸镍、氯化镍、硼酸为原料，在室温下，配制由硫酸镍、氯化镍、硼酸的水溶液组成的电解液。将多孔氧化铝膜一面采用喷金方式或涂银浆方式制备金导电膜或银导电膜作为电化学反应的阴极，与电源的负极相连，另一面与电解液接触，再将金属镍丝作为电化学沉积反应的阳极一端插入电解液中，镍丝的另一端与电源的正极相连，接通电源，即可得到金属镍纳米管有序结构。该方法工艺简便，原料易得，可合成外径约为80－100纳米，内径约为30－50纳米，最大长度可达到60微米的镍纳米管。本发明可望在纳米电子器件等领域中作为导电材料而得到应用。
文档编号B82B3/00GK1676671SQ20051001123
公开日2005年10月5日 申请日期2005年1月21日 优先权日2005年1月21日
发明者曹化强 申请人:清华大学