专利名称：竹节状三维分叉纳米线的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种分叉纳米线的制备方法，尤其是一种竹节状三维分叉纳米线的制
备方法。
背景技术：
利用电化学沉积、溶胶_凝胶和化学气相沉积等方法在氧化铝模板中已经能够成 功地制备出各种金属以及化合物的纳米线阵列，如在2008年9月3日公开的中国发明专利 申请公布说明书CN 101254947A中提及的"一种二氧化钛纳米线阵列的制备方法"。它采 用电泳沉积法在氧化铝模板中制备二氧化钛纳米线阵列，由于氧化铝模板中的孔为直孔， 故制得的只能是具有直线形状的二氧化钛纳米线阵列。这种直线形状的二氧化钛纳米线阵 列在随后的形貌表征、性质测量中，尤其是将其付诸于实际应用中时，却有着难以克服的缺 陷，首先，如果不去掉氧化铝模板，将难以充分地发挥材料的纳米效应、优化性能，比如贵金 属的表面增强拉曼散射效应，具有催化性质的纳米材料的催化效果以及半导体材料的发光 性能等；其次，如果去除具有支撑作用的氧化铝模板，当纳米线的长度和直径的比值，即长 径比超过一定的限度，一般为IO : l时，纳米线阵列将会因为缺乏支撑而坍塌，纳米线之间 会相互倚靠在一起，导致有效表面积的大幅度降低，既不利于对其的性能进行客观、有效的 测试，更不利于其纳米效应的发挥和性能的优化。
发明内容
本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种在去除氧化铝 模板后，纳米线阵列仍能自支撑的竹节状三维分叉纳米线的制备方法。 为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为竹节状三维分叉纳米线的制备 方法包括阳极氧化法、电子束蒸发法和电化学沉积法或溶胶_凝胶法，特别是完成步骤如 下 步骤l，将铝片置于浓度为0. 2 0. 4M的酸溶液中，于弧齿波电压下阳极氧化的 时间为至少5min，其中，弧齿波电压的波幅为22 50V、波前沿为45度、波周期为2. 5 3. 5min，得到分叉孔的孔径为20 40nm、分叉孔的孔长为40 60nm、分叉孔周期性层的厚 度为180 220nm、通孔的孔径为40 80nm的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板；
步骤2，先用浓度为3 7wt^的磷酸溶液去除位于带有分叉孔的直线型通孔氧化 铝模板的孔底部的氧化铝障碍层，再用电子束蒸发法于带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模 板的一面蒸镀180 220nm厚的金膜，之后，对蒸镀有金膜的带有分叉孔的直线型通孔氧化 铝模板使用电化学沉积法于其的孔中电化学沉积金属， 或者，使用溶胶-凝胶法于带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板的孔中生成金属 氧化物； 步骤3，将其孔中置有金属或金属氧化物的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板 置于浓度为3 7wt^的强碱溶液中进行腐蚀，制得竹节状三维分叉金属或金属氧化物的纳米线。 作为竹节状三维分叉纳米线的制备方法的进一步改进，所述的铝片的纯度为
> 99. 9% ;所述的酸溶液为草酸溶液或磷酸溶液或硫酸溶液或其两种以上的混合溶液；所
述的于弧齿波电压下阳极氧化的时间为14 20h ;所述的电化学沉积金属为电化学沉积金
属金或电化学沉积金属银或电化学沉积金属铜或电化学沉积金属镍；所述的电化学沉积金
属镍的条件为，金属镍电镀液为将浓度为90 110g/L的硫酸镍、浓度为5 7g/L的氯化
钠、浓度为5 7g/L的硼酸和浓度为110 130g/L的柠檬酸三钠相混合后，用硫酸调节
pH为2. 5，沉积为阴极沉积，沉积的电流为0. 3 0. 7mA/cm2的恒电流，沉积的时间为2
4h ;所述的生成金属氧化物为生成氧化锌或生成二氧化钛或生成二氧化锡；所述的生成二
氧化钛的条件为，先将浓度为98wt^的钛酸四丁酯、浓度为99. 7wt^的无水乙醇和浓度为
99wt^的醋酸相混合均匀得到混合液，再用硝酸调节混合液的pH为1. 5 2. 5而得到溶
胶，将溶胶搅拌至少6h以上后得到凝胶，再将带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板置于凝
胶中至少5min，之后，将浸有凝胶的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板置于400 500°C
下退火至少5h ;所述的强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液或氢氧化锂溶液；所述的
将其孔中置有金属或金属氧化物的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板置于浓度为3
7wt^的强碱溶液中进行腐蚀后，再用去离子水或蒸馏水洗涤1 5次。 相对于现有技术的有益效果是，其一，分别对得到的氧化铝模板的截面和制得的
产物使用场发射扫描电子显微镜来进行形态的表征，从其结果可知，氧化铝模板为分叉孔
的孔径为20 40nm、分叉孔的孔长为40 60nm、分叉孔周期性层的厚度为180 220nm、
通孔的孔径为40 80nm的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板。产物为由竹节状的三
维分叉金属或金属氧化物纳米线构成的阵列，其分别为竹节状三维分叉金纳米线构成的阵
列、竹节状三维分叉银纳米线构成的阵列、竹节状三维分叉铜纳米线构成的阵列、竹节状三
维分叉镍纳米线构成的阵列、竹节状三维分叉氧化锌纳米线构成的阵列、竹节状三维分叉
二氧化钛纳米线构成的阵列、竹节状三维分叉二氧化锡纳米线构成的阵列；其二，采用本方
法可以制备出具有竹节状的三维分叉纳米线阵列，这种具有竹节状的三维分叉纳米线阵列
在较大的长径比情况下，即使去除了具有支撑作用的氧化铝模板，阵列仍然保持着很好的
站立性，自支撑效果极佳。这是因为竹节部分的三维分叉纳米线与相邻的三维分叉纳米线
或主干纳米线相互抵靠，使其相互之间可以很好的互相支撑，从而使相邻纳米线之间有很
大的空隙，不会出现纳米线的主干倚靠在一起的情况，确保了阵列整体的站立效果，并且在
较大长径比的情况下，仍然能够保持这种自支撑的效果，保证了纳米线阵列中的每根纳米
线均能够很好地与外界环境接触，使其能够最大限度地发挥材料的纳米效应和优化性能。
如用本方法制备的镍、钯等纳米线阵列，比普通直线型纳米线阵列更易于自支撑，从而对有
机物会具有更好的电催化效果。在测量如金，银，铜等贵金属纳米线阵列的表面增强拉曼散
射效应等性能时，阵列的有序站立和有效表面积对结果影响很大，本方法对此也有所帮助；
其三，本方法具有普适性，不仅可以采用电化学沉积的方法来制备金属纳米线阵列，还可以
采用溶胶-凝胶方法来制备金属氧化物纳米线，故其应用前景极为广阔。 作为有益效果的进一步体现， 一是铝片的纯度优选为> 99. 9 % ，利于带有分叉孔
的直线型通孔氧化铝模板的形成；二是酸溶液优选为草酸溶液或磷酸溶液或硫酸溶液或其
两种以上的混合溶液，使原料的选择有着较大的余地，不仅灵活便捷，还利于工业化生产；三是于弧齿波电压下阳极氧化的时间优选为14 20h，使其能于较短的时间内制得所需 分叉孔层数的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板；四是电化学沉积金属优选为电化学沉 积金属金或电化学沉积金属银或电化学沉积金属铜或电化学沉积金属镍，生成金属氧化物 优选为生成氧化锌或生成二氧化钛或生成二氧化锡，基本上能满足目前对纳米金属或金属 氧化物材料的应用需求；五是强碱溶液优选为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液或氢氧化锂溶 液，不仅使得原料的来源较为丰富，还使制备工艺更易实施且灵活。
下面结合附图对本发明的优选方式作进一步详细的描述。 图1为得到带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板时，所使用的周期性电压波形示 意图； 图2为对得到的氧化铝模板的截面使用Sirion 200型场发射扫描电子显微镜 (SEM)进行观察后摄得的SEM照片。由该SEM照片可知，氧化铝模板是由带有分叉孔的直线 型通孔构成； 图3为对在本方法的步骤2中使用电化学沉积法电化学沉积金属镍而制得的产物 使用Sirion 200型扫描电子显微镜(SEM)进行观察后摄得的SEM照片，其中，图3a为低倍 SEM照片，图3b为高倍SEM照片。由这两张SEM照片可知，纳米线阵列由众多的竹节状三维 分叉纳米线构成； 图4为对在本方法的步骤2中使用溶胶_凝胶法生成二氧化钛而制得的产物使用 Sir ion 200型扫描电子显微镜(SEM)进行观察后摄得的SEM照片，其中，图4a为低倍SEM 照片，图4b为高倍SEM照片。由这两张SEM照片可知，纳米线阵列由众多的竹节状三维分 叉纳米线构成。
具体实施例方式
首先用常规方法制得或从市场购得纯度>99.9%的铝片，作为酸溶液的草酸溶 液或磷酸溶液或硫酸溶液或其两种以上的混合溶液，作为电化学沉积金属金或电化学沉积 金属银或电化学沉积金属铜或电化学沉积金属镍时所使用的相应的电镀液，作为使用溶 胶_凝胶法生成氧化锌或生成二氧化钛或生成二氧化锡时所需的溶胶和凝胶，以及作为强 碱溶液的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液或氢氧化锂溶液。接着，
实施例1 制备的具体步骤为步骤l，将铝片置于浓度为0. 2M的酸溶液中，于弧齿波电压下 阳极氧化的时间为5min ;其中，铝片的纯度为99. 9%，酸溶液为草酸溶液，弧齿波电压的波 幅为22V、波前沿为45度、波周期为2. 5min ;得到如图2所示的分叉孔的孔径为20nm、分叉 孔的孔长为40nm、分叉孔周期性层的厚度为180nm、通孔的孔径为40nm的带有分叉孔的直 线型通孔氧化铝模板。 步骤2，先用浓度为3wt^的磷酸溶液去除位于带有分叉孔的直线型通孔氧化铝 模板的孔底部的氧化铝障碍层，再用电子束蒸发法于带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板 的一面蒸镀180nm厚的金膜，之后，对蒸镀有金膜的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板 使用电化学沉积法于其的孔中电化学沉积金属；其中，电化学沉积金属为电化学沉积金属
6镍，电化学沉积金属镍的条件为，金属镍电镀液为将浓度为90g/L的硫酸镍、浓度为7g/L 的氯化钠、浓度为5g/L的硼酸和浓度为110g/L的柠檬酸三钠相混合后，用硫酸调节pH为 2. 5，沉积为阴极沉积，沉积的电流为0. 3mA/cm2的恒电流，沉积的时间为4h。
或者，使用溶胶-凝胶法于带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板的孔中生成金 属氧化物；其中，生成金属氧化物为生成二氧化钛，生成二氧化钛的条件为，先将浓度为 98wt^的钛酸四丁酯、浓度为99. 7wt^的无水乙醇和浓度为99wt%的醋酸相混合均匀得 到混合液，再用硝酸调节混合液的pH为1. 5而得到溶胶，将溶胶搅拌6h后得到凝胶，再将 带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板置于凝胶中5min，之后，将浸有凝胶的带有分叉孔的 直线型通孔氧化铝模板置于40(TC下退火10h。 步骤3，将其孔中置有金属或金属氧化物的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板 置于浓度为3wt^的强碱溶液中进行腐蚀，之后，再用去离子水洗涤1次；其中，强碱溶液为 氢氧化钠溶液。制得近似于图3和图4所示的竹节状三维分叉金属或金属氧化物的纳米线。
实施例2 制备的具体步骤为步骤l，将铝片置于浓度为0. 25M的酸溶液中，于弧齿波电压 下阳极氧化的时间为3h;其中，铝片的纯度为99. 99%，酸溶液为草酸溶液，弧齿波电压的 波幅为29V、波前沿为45度、波周期为2. 8min ;得到如图2所示的分叉孔的孔径为25nm、分 叉孔的孔长为45nm、分叉孔周期性层的厚度为190nm、通孔的孔径为50nm的带有分叉孔的 直线型通孔氧化铝模板。 步骤2，先用浓度为4wt^的磷酸溶液去除位于带有分叉孔的直线型通孔氧化铝 模板的孔底部的氧化铝障碍层，再用电子束蒸发法于带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板 的一面蒸镀190nm厚的金膜，之后，对蒸镀有金膜的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板 使用电化学沉积法于其的孔中电化学沉积金属；其中，电化学沉积金属为电化学沉积金属 镍，电化学沉积金属镍的条件为，金属镍电镀液为将浓度为95g/L的硫酸镍、浓度为6g/L 的氯化钠、浓度为5g/L的硼酸和浓度为115g/L的柠檬酸三钠相混合后，用硫酸调节pH为 2. 5，沉积为阴极沉积，沉积的电流为0. 4mA/cm2的恒电流，沉积的时间为3. 5h。
或者，使用溶胶-凝胶法于带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板的孔中生成金 属氧化物；其中，生成金属氧化物为生成二氧化钛，生成二氧化钛的条件为，先将浓度为 98wt^的钛酸四丁酯、浓度为99. 7wt^的无水乙醇和浓度为99wt%的醋酸相混合均匀得 到混合液，再用硝酸调节混合液的pH为1. 8而得到溶胶，将溶胶搅拌7h后得到凝胶，再将 带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板置于凝胶中6min，之后，将浸有凝胶的带有分叉孔的 直线型通孔氧化铝模板置于43(TC下退火9h。 步骤3，将其孔中置有金属或金属氧化物的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板 置于浓度为4wt %的强碱溶液中进行腐蚀，之后，再用蒸馏水洗涤2次；其中，强碱溶液为氢 氧化钠溶液。制得近似于图3和图4所示的竹节状三维分叉金属或金属氧化物的纳米线。
实施例3 制备的具体步骤为步骤l，将铝片置于浓度为0. 3M的酸溶液中，于弧齿波电压下 阳极氧化的时间为10h;其中，铝片的纯度为99.9X，酸溶液为草酸溶液，弧齿波电压的波 幅为36V、波前沿为45度、波周期为3min ;得到如图2所示的分叉孔的孔径为30nm、分叉孔 的孔长为50nm、分叉孔周期性层的厚度为200nm、通孔的孔径为60nm的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板。 步骤2，先用浓度为5wt^的磷酸溶液去除位于带有分叉孔的直线型通孔氧化铝 模板的孔底部的氧化铝障碍层，再用电子束蒸发法于带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板 的一面蒸镀200nm厚的金膜，之后，对蒸镀有金膜的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板 使用电化学沉积法于其的孔中电化学沉积金属；其中，电化学沉积金属为电化学沉积金属 镍，电化学沉积金属镍的条件为，金属镍电镀液为将浓度为100g/L的硫酸镍、浓度为6g/L 的氯化钠、浓度为6g/L的硼酸和浓度为120g/L的柠檬酸三钠相混合后，用硫酸调节pH为 2. 5，沉积为阴极沉积，沉积的电流为0. 5mA/cm2的恒电流，沉积的时间为3h。
或者，使用溶胶-凝胶法于带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板的孔中生成金 属氧化物；其中，生成金属氧化物为生成二氧化钛，生成二氧化钛的条件为，先将浓度为 98wt^的钛酸四丁酯、浓度为99. 7wt^的无水乙醇和浓度为99wt%的醋酸相混合均匀得 到混合液，再用硝酸调节混合液的PH为2而得到溶胶，将溶胶搅拌8h后得到凝胶，再将带 有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板置于凝胶中8min，之后，将浸有凝胶的带有分叉孔的直 线型通孔氧化铝模板置于45(TC下退火8h。 步骤3，将其孔中置有金属或金属氧化物的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板 置于浓度为5wt %的强碱溶液中进行腐蚀，之后，再用去离子水洗涤3次；其中，强碱溶液为 氢氧化钠溶液。制得如图3和图4所示的竹节状三维分叉金属或金属氧化物的纳米线。
实施例4 制备的具体步骤为步骤l，将铝片置于浓度为0. 35M的酸溶液中，于弧齿波电压 下阳极氧化的时间为15h;其中，铝片的纯度为99. 99%，酸溶液为草酸溶液，弧齿波电压的 波幅为43V、波前沿为45度、波周期为3. 3min ;得到如图2所示的分叉孔的孔径为35nm、分 叉孔的孔长为55nm、分叉孔周期性层的厚度为210nm、通孔的孔径为70nm的带有分叉孔的 直线型通孔氧化铝模板。 步骤2，先用浓度为6wt^的磷酸溶液去除位于带有分叉孔的直线型通孔氧化铝 模板的孔底部的氧化铝障碍层，再用电子束蒸发法于带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板 的一面蒸镀210nm厚的金膜，之后，对蒸镀有金膜的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板 使用电化学沉积法于其的孔中电化学沉积金属；其中，电化学沉积金属为电化学沉积金属 镍，电化学沉积金属镍的条件为，金属镍电镀液为将浓度为105g/L的硫酸镍、浓度为5g/L 的氯化钠、浓度为6g/L的硼酸和浓度为125g/L的柠檬酸三钠相混合后，用硫酸调节pH为 2. 5，沉积为阴极沉积，沉积的电流为0. 6mA/cm2的恒电流，沉积的时间为2. 5h。
或者，使用溶胶-凝胶法于带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板的孔中生成金 属氧化物；其中，生成金属氧化物为生成二氧化钛，生成二氧化钛的条件为，先将浓度为 98wt^的钛酸四丁酯、浓度为99. 7wt^的无水乙醇和浓度为99wt%的醋酸相混合均匀得 到混合液，再用硝酸调节混合液的pH为2. 3而得到溶胶，将溶胶搅拌9h后得到凝胶，再将 带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板置于凝胶中9min，之后，将浸有凝胶的带有分叉孔的 直线型通孔氧化铝模板置于48(TC下退火6h。 步骤3，将其孔中置有金属或金属氧化物的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板 置于浓度为6wt %的强碱溶液中进行腐蚀，之后，再用蒸馏水洗涤4次；其中，强碱溶液为氢 氧化钠溶液。制得近似于图3和图4所示的竹节状三维分叉金属或金属氧化物的纳米线。
8
实施例5 制备的具体步骤为步骤l，将铝片置于浓度为0. 4M的酸溶液中，于弧齿波电压下 阳极氧化的时间为20h;其中，铝片的纯度为99.9X，酸溶液为草酸溶液，弧齿波电压的波 幅为50V、波前沿为45度、波周期为3. 5min ;得到如图2所示的分叉孔的孔径为40nm、分叉 孔的孔长为60nm、分叉孔周期性层的厚度为220nm、通孔的孔径为80nm的带有分叉孔的直 线型通孔氧化铝模板。 步骤2，先用浓度为7wt^的磷酸溶液去除位于带有分叉孔的直线型通孔氧化铝 模板的孔底部的氧化铝障碍层，再用电子束蒸发法于带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板 的一面蒸镀220nm厚的金膜，之后，对蒸镀有金膜的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板 使用电化学沉积法于其的孔中电化学沉积金属；其中，电化学沉积金属为电化学沉积金属 镍，电化学沉积金属镍的条件为，金属镍电镀液为将浓度为110g/L的硫酸镍、浓度为5g/L 的氯化钠、浓度为7g/L的硼酸和浓度为130g/L的柠檬酸三钠相混合后，用硫酸调节pH为 2. 5，沉积为阴极沉积，沉积的电流为0. 7mA/cm2的恒电流，沉积的时间为2h。
或者，使用溶胶-凝胶法于带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板的孔中生成金 属氧化物；其中，生成金属氧化物为生成二氧化钛，生成二氧化钛的条件为，先将浓度为 98wt^的钛酸四丁酯、浓度为99. 7wt^的无水乙醇和浓度为99wt%的醋酸相混合均匀得 到混合液，再用硝酸调节混合液的pH为2. 5而得到溶胶，将溶胶搅拌10h后得到凝胶，再将 带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板置于凝胶中10min，之后，将浸有凝胶的带有分叉孔的 直线型通孔氧化铝模板置于50(TC下退火5h。 步骤3，将其孔中置有金属或金属氧化物的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板 置于浓度为7wt %的强碱溶液中进行腐蚀，之后，再用去离子水洗涤5次；其中，强碱溶液为 氢氧化钠溶液。制得近似于图3和图4所示的竹节状三维分叉金属或金属氧化物的纳米线。
再分别选用作为酸溶液的磷酸溶液或硫酸溶液或其两种以上的混合溶液，作为电 化学沉积金属金或电化学沉积金属银或电化学沉积金属铜时所使用的相应的电镀液，作为 使用溶胶_凝胶法生成氧化锌或生成二氧化锡时所需的溶胶和凝胶，以及作为强碱溶液的 氢氧化钾溶液或氢氧化锂溶液，重复上述实施例1 5，同样得到如图2所示的带有分叉孔 的直线型通孔氧化铝模板和制得如或近似于图3和图4所示的竹节状三维分叉金属或金属 氧化物的纳米线。 显然，本领域的技术人员可以对本发明的竹节状三维分叉纳米线的制备方法进行 各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属 于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
一种竹节状三维分叉纳米线的制备方法，包括阳极氧化法、电子束蒸发法和电化学沉积法或溶胶-凝胶法，其特征在于完成步骤如下步骤1，将铝片置于浓度为0.2～0.4M的酸溶液中，于弧齿波电压下阳极氧化的时间为至少5min，其中，弧齿波电压的波幅为22～50V、波前沿为45度、波周期为2.5～3.5min，得到分叉孔的孔径为20～40nm、分叉孔的孔长为40～60nm、分叉孔周期性层的厚度为180～220nm、通孔的孔径为40～80nm的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板；步骤2，先用浓度为3～7wt％的磷酸溶液去除位于带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板的孔底部的氧化铝障碍层，再用电子束蒸发法于带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板的一面蒸镀180～220nm厚的金膜，之后，对蒸镀有金膜的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板使用电化学沉积法于其的孔中电化学沉积金属，或者，使用溶胶-凝胶法于带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板的孔中生成金属氧化物；步骤3，将其孔中置有金属或金属氧化物的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板置于浓度为3～7wt％的强碱溶液中进行腐蚀，制得竹节状三维分叉金属或金属氧化物的纳米线。
2. 根据权利要求1所述的竹节状三维分叉纳米线的制备方法，其特征是铝片的纯度为 > 99. 9%。
3. 根据权利要求1所述的竹节状三维分叉纳米线的制备方法，其特征是酸溶液为草酸 溶液，或磷酸溶液，或硫酸溶液，或其两种以上的混合溶液。
4. 根据权利要求1所述的竹节状三维分叉纳米线的制备方法，其特征是于弧齿波电压 下阳极氧化的时间为14 20h。
5. 根据权利要求1所述的竹节状三维分叉纳米线的制备方法，其特征是电化学沉积 金属为电化学沉积金属金，或电化学沉积金属银，或电化学沉积金属铜，或电化学沉积金属 镍。
6. 根据权利要求5所述的竹节状三维分叉纳米线的制备方法，其特征是电化学沉积金 属镍的条件为，金属镍电镀液为将浓度为90 110g/L的硫酸镍、浓度为5 7g/L的氯化 钠、浓度为5 7g/L的硼酸和浓度为110 130g/L的柠檬酸三钠相混合后，用硫酸调节pH 为2. 5，沉积为阴极沉积，沉积的电流为0. 3 0. 7mA/cm2的恒电流，沉积的时间为2 4h。
7. 根据权利要求1所述的竹节状三维分叉纳米线的制备方法，其特征是生成金属氧化 物为生成氧化锌，或生成二氧化钛，或生成二氧化锡。
8. 根据权利要求7所述的竹节状三维分叉纳米线的制备方法，其特征是生成二氧化钛 的条件为，先将浓度为98wt^的钛酸四丁酯、浓度为99. 7wt^的无水乙醇和浓度为99wt% 的醋酸相混合均匀得到混合液，再用硝酸调节混合液的pH为1. 5 2. 5而得到溶胶，将溶 胶搅拌至少6h以上后得到凝胶，再将带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板置于凝胶中至 少5min，之后，将浸有凝胶的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板置于400 50(TC下退火 至少5h。
9. 根据权利要求1所述的竹节状三维分叉纳米线的制备方法，其特征是强碱溶液为氢 氧化钠溶液，或氢氧化钾溶液，或氢氧化锂溶液。
10. 根据权利要求1所述的竹节状三维分叉纳米线的制备方法，其特征是将其孔中置有金属或金属氧化物的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板置于浓度为3 7wt^的强碱 溶液中进行腐蚀后，再用去离子水或蒸馏水洗涤1 5次。
全文摘要
本发明公开了一种竹节状三维分叉纳米线的制备方法。其过程为步骤1，将铝片置于浓度为0.2～0.4M的酸溶液中，于弧齿波电压下阳极氧化至少5min，得到分叉孔的孔径为20～40nm、孔长为40～60nm、孔周期性层的厚度为180～220nm、通孔的孔径为40～80nm的带有分叉孔的直线型通孔氧化铝模板；步骤2，先用浓度为3～7wt％的磷酸溶液去除孔底部的氧化铝障碍层，再用电子束蒸发法于氧化铝模板的一面蒸镀金膜，之后，于其的孔中电化学沉积金属，或者，使用溶胶-凝胶法于氧化铝模板的孔中生成金属氧化物；步骤3，将其孔中置有金属或金属氧化物的氧化铝模板置于浓度为3～7wt％的强碱溶液中进行腐蚀，制得竹节状三维分叉金属或金属氧化物的纳米线。它制得的纳米线阵列为自支撑。
文档编号C30B29/00GK101736402SQ20081023595
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月19日 优先权日2008年11月19日
发明者吴兵, 王彪, 费广涛, 郑文俊, 金震 申请人:中国科学院合肥物质科学研究院