[发明专利]一种三维金属纳米线及其制备方法

权利要求书

1.一种三维金属纳米线的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1，配制浓度为0.01～1mol/L的金属离子溶液，加入络合剂、成核剂，通过碱溶液调节pH值为10.0～13.5，制得A溶液；其中，所述金属离子为磁性金属离子或者磁性金属离子和非磁性金属离子的混合；S2，配制0.1～3mol/L的强还原性的还原剂溶液，调节碱溶液调节pH值为10.0～13.5，制得B溶液；S3，提供一反应容器，将经活化处理的基底置于所述反应容器中，将所述A溶液与所述B溶液置于所述反应容器中充分混合，在50～100℃和0.005～1T的磁场条件下反应T时间，其中，以第一磁场方向反应T1时间，以第二磁场方向反应T2时间，以第三磁场方向反应时间T3时间，所述第一磁场方向使得对所述反应容器中的物质产生的磁力的方向与物质所受重力方向平行，所述第二磁场方向和所述第三磁场方向使得对所述反应容器中的物质产生的磁力的方向与物质所受重力方向垂直，且所述第二磁场方向和所述第三磁场方向之间夹角为90°，T1+T2+T3＝T，T满足在反应容器中出现团聚现象之前终止反应，制得含有由磁性金属纳米线或者合金纳米线构筑的三维金属纳米线的反应原液；其中在第一磁场方向的作用下，纳米线沿重力方向生长成具有一定长度的线状基材，在第二磁场方向和第三磁场方向下，则沿垂直方向上生长，从而形成三维网络结构。

2.根据权利要求1所述的三维金属纳米线的制备方法，其特征在于：步骤S3为：将A溶液与B溶液分别于50～100℃下预热5～60分钟后再将两者充分混合，在50～100℃和0.005～1T的磁场条件下反应T时间，在出现团聚现象之前终止反应，制得所述反应原液。

3.根据权利要求1所述的三维金属纳米线的制备方法，其特征在于：步骤S3中，各段反应时间满足：T1≤T2＜T3。

4.根据权利要求1所述的三维金属纳米线的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述活化处理为：通过电镀、化学镀、化学气相沉积、磁控溅射、蒸镀方法中的任意一种在所述基底上构建活化种子层。

5.根据权利要求4所述的三维金属纳米线的制备方法，其特征在于：所述活化种子层包括多个金属纳米颗粒；所述多个金属纳米颗粒为钯纳米颗粒、金纳米颗粒、铂纳米颗粒、铱纳米颗粒、铑纳米颗粒、釕纳米颗粒中的一种或者多种的混合。

6.根据权利要求1所述的三维金属纳米线的制备方法，其特征在于：步骤S3中还包括在所述反应容器内加入可形成水凝胶的物质，所述可形成水凝胶的物质包括聚丙烯酰胺、丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、壳聚糖中的一种或多种的混合。

7.根据权利要求1所述的三维金属纳米线的制备方法，其特征在于：步骤S3中包括：反应T时间后，加入质量分数为0.5％～10％的酸溶液调节反应后的溶液的pH值为6.0～8.5，制得所述反应原液。

8.根据权利要求1所述的三维金属纳米线的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述金属离子浓度为0.1～0.75mol/L，通过碱溶液调节pH值为12.0～13.0。

9.根据权利要求1所述的三维金属纳米线的制备方法，其特征在于：步骤S3中，反应温度为50℃～80℃；磁场强度为0.01～0.1T；T为15～60分钟。

10.一种根据权利要求1-9所述的制备方法制得的三维金属纳米线。