[发明专利]一种SiC/Co异质复合纳米线的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合纳米线的制备方法。

背景技术

纳米复合材料在生物医学、微波吸收及催化剂等方面展现出了单组分纳米材料无可比拟的优势。碳化硅（SiC）是一种介电材料，具有宽带隙、高载流子饱和漂移速度、高强度、高抗氧化性、高耐腐蚀性和低热膨胀系数等特点，在高性能吸波剂、高温器件、高速电路器件和高功率器件中有着巨大的潜在应用价值。钴（Co）纳米粒子是一种重要的磁性材料，尤其是其高居里温度的优异磁学特性，使其在单电子器件、超高密度信息存储、生物抗癌药物和微波吸收等方面有着广泛的应用前景。碳化硅与钴的复合能够实现两种材料功能的互补，将大大拓宽两种材料的应用领域方面。

对于SiC/Co复合材料，传统的方法主要是通过化学镀的方式实现，这种方法要经过SiC粉体的敏化、活化和化学沉积工艺过程，步骤繁琐，任何一个环节的操作不当都会导致失败，尤其是对于小尺寸的SiC纳米材料，表面敏化和活化效果极差，生成的产品存在Co粒子分布不均，部分区域不能沉积，而有些区域过分沉积，尤其是钴粒子的自催化功能，使得沉积粒子尺寸过大。因此，亟需开发一种简便、可控性强和能使Co粒子在SiC表面均匀分布的制备方法。

发明内容

本发明的目的是要解决现有SiC/Co复合材料化学镀制备方法的存在步骤繁琐、可控性差和沉积粒子尺寸过大的问题，而提供一种SiC/Co异质复合纳米线的制备方法。

一种SiC/Co异质复合纳米线的制备方法，具体是按以下步骤制备的：

一、混合：首先将SiC纳米线、含钴化合物加入多元醇中，混匀后得到混合物；步骤一中所述的SiC纳米线与含钴化合物的质量比为1:(0.2～5)；步骤一中所述的SiC纳米线的质量与多元醇的体积比为1mg:(0.1mL～3mL)；

二、回流反应：在惰性气体保护下对混合物进行加热，以加热速率为3℃/min～10℃/min加热至沸腾，并回流反应0.1h～2h，得到反应产物；

三、磁分离：首先反应产物冷却至室温，然后进行磁分离，对磁分离得到的固体采用去离子水洗2～5次，对洗涤后的固体进行干燥，干燥后即得到SiC/Co异质复合纳米线。

本发明优点：一、本发明采用一锅法制备SiC/Co异质复合纳米线，克服传统化学镀存在步骤繁琐和可控性差的问题；二、本发明是首先使SiC纳米线分散在多元醇溶剂中，然后使有机钴在SiC纳米线表面充分铺展，再升温使有机钴发生热分解，因为一次非均相成核的能量远小于均相成核，所以钴粒子在SiC表面形核、生长，形成异质结构的SiC/Co纳米线，解决服传统化学镀存在沉积粒子尺寸过大的问题（本发明SiC纳米线表面沉积的Co粒子的尺寸为5nm～10nm）。

附图说明

图1是试验一制备的SiC/Co异质复合纳米线透射电子显微镜图像；

图2是试验一制备的SiC/Co异质复合纳米线的X射线衍射图谱，图2中○表示Co的峰，图2中□表示β-SiC的峰。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式是一种SiC/Co异质复合纳米线的制备方法，具体是按以下步骤制备的：

一、混合：首先将SiC纳米线、含钴化合物加入多元醇中，混匀后得到混合物；步骤一中所述的SiC纳米线与含钴化合物的质量比为1:(0.2～5)；步骤一中所述的SiC纳米线的质量与多元醇的体积比为1mg:(0.1mL～3mL)；

二、回流反应：在惰性气体保护下对混合物进行加热，以加热速率为3℃/min～10℃/min加热至沸腾，并回流反应0.1h～2h，得到反应产物；

三、磁分离：首先反应产物冷却至室温，然后进行磁分离，对磁分离得到的固体采用去离子水洗2～5次，对洗涤后的固体进行干燥，干燥后即得到SiC/Co异质复合纳米线。

本实施方式采用一锅法制备SiC/Co异质复合纳米线，克服传统化学镀存在步骤繁琐和可控性差的问题。

本实施方式是首先使SiC纳米线分散在多元醇溶剂中，然后使有机钴在SiC纳米线表面充分铺展，再升温使有机钴发生热分解，因为一次非均相成核的能量远小于均相成核，所以钴粒子在SiC表面形核、生长，形成异质结构的SiC/Co纳米线，解决服传统化学镀存在沉积粒子尺寸过大的问题（本实施方式SiC纳米线表面沉积的Co粒子的尺寸为5nm～10nm）。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤一中所述的含钴化合物为乙酰丙酮钴或醋酸钴。其他与具体实施方式一相同。