[发明专利]一种制备铝酸盐纳米线阵列的方法有效
申请号: | 201710273808.0 | 申请日: | 2017-04-20 |
公开(公告)号: | CN107010649B | 公开(公告)日: | 2018-09-21 |
发明(设计)人: | 韩东强 | 申请(专利权)人: | 中国药科大学 |
主分类号: | C01F7/02 | 分类号: | C01F7/02;C01G9/00;C01G29/00;B82Y40/00 |
代理公司: | 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 | 代理人: | 郑立发 |
地址: | 211198 江苏*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 阳极氧化铝模板 纳米线阵列 铝酸盐 制备 金属氧化物 制备过程 孔道 退火 金属硝酸盐 纳米级孔道 固相扩散 加热分解 毛细作用 模板孔道 设备要求 反应物 扩散性 氧化物 流体 去除 熔融 双通 加热 冷却 安全 | ||
1.一种制备铝酸盐纳米线阵列的方法,其特征在于,采用具有双通结构的阳极氧化铝模板,选取其氧化物扩散性较强的金属硝酸盐,首先加热使其熔融成为流体并通过毛细作用注入到阳极氧化铝模板的纳米级孔道内,然后加热分解为金属氧化物,最后再于高温下退火一定时间,孔道内的金属氧化物便与模板发生固相扩散反应,冷却后去除未参与反应的模板,利用模板孔道的列向作用即得一维铝酸盐纳米线阵列;
所述金属硝酸盐为熔点较低并且其分解后的氧化物易与阳极氧化铝模板发生固相扩散反应的硝酸盐类;
充分填充后孔道内金属氧化物与模板的物质的量之比R为:
其中MMO,ρMO和MwMO分别表示金属氧化物的物质的量,密度和摩尔质量;和分别表示模板的物质的量和摩尔质量;rpore和分别表示模板孔道的半径和孔间距的一半;
所述阳极氧化铝模板参数rpore和代入上述公式时,需要满足R的要求,即需要有剩余的所述未参与反应的模板。
2.根据权利要求1所述的制备铝酸盐纳米线阵列的方法,其特征在于:所述金属硝酸盐为硝酸锌或硝酸铋。
3.根据权利要求1所述的制备铝酸盐纳米线阵列的方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)制备阳极氧化铝模板并对其进行扩孔;
(2)去除模板背部的铝基和阻挡层,使模板孔道成为双通结构;
(3)将模板转移至容器中并尽量使其保持竖直状态;
(4)将金属硝酸盐均匀研磨后转移至上述容器中,并使模板埋藏于其中;
(5)将容器加热升温到一定温度并且保持一段时间后冷却至室温;
(6)取模板出后,对其进行处理后即可得到一维铝酸盐纳米线阵列。
4.根据权利要求3所述的制备铝酸盐纳米线阵列的方法,其特征在于:所述步骤(1)中制备阳极氧化铝模板的方法采取“两步升压”法,即先在直流低压50V下氧化10min,然后在直流高压120V下氧化90min。
5.根据权利要求3所述的制备铝酸盐纳米线阵列的方法,其特征在于:所述步骤(1)扩孔,采取在恒温30℃,浓度为0.8mol/L的磷酸溶液浸泡40min的方法进行。
6.根据权利要求3所述的制备铝酸盐纳米线阵列的方法,其特征在于,所述步骤(5)中加热升温设备为马弗炉。
7.根据权利要求3所述的制备铝酸盐纳米线阵列的方法,其特征在于:所述步骤(5)中加热升温是以5℃/min的速率加热升温至350-650℃。
8.根据权利要求3所述的制备铝酸盐纳米线阵列的方法,其特征在于:所述步骤(5)中保持一段时间为保持5-10小时。
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