[发明专利]一种制备Cr-Mn复合纳米线的方法

说明书

本发明提出了一种制备Cr‑Mn复合纳米线的方法，属于金属纳米线制备领域。本发明在样品室内放入Sn球，以1500目304不锈钢网作为蒸发源，在真空度为10^‑1Pa蒸发温度为800℃～900℃的条件下，使其中的Cr、Mn元素蒸发，借助金属Sn蒸气的催化作用，使Cr、Mn元素蒸气在不锈钢网表面冷凝沉积，最终得到Cr‑Mn复合纳米线。本发明具有工艺简单，成本低廉，收得率高，制备量大等优点。

技术领域

本发明属于金属纳米线制备领域，特别涉及一种制备Cr-Mn复合纳米线的方法，该方法可在一定真空度条件下利用蒸发-冷凝的原理制备Cr-Mn复合纳米线。

背景技术

金属纳米线是一种新型功能材料，因其特殊的结构和突出的性能在光学、电学、磁学、热学、催化、传感器等诸多领域有潜在的应用价值，例如，Au纳米线可作为多种离子的传感器进行离子识别，还可作为导电介质来提高心肌补丁的导电性；Ag纳米线可用于制备透明导电薄膜、透明电极指纹传感器；ZnO纳米线可用于光催化器、气体探测器、太阳能电池、光探测器、发光二极管、激光器等器件中。

对金属纳米线进行参杂可以赋予金属纳米线更多的性能，如利用Cr(或Mn)元素对Ti纳米管进行掺杂可实现对NO_x的选择性还原([1]Boningari,T.；Pappas,D.K.；Smirniotis,P.G.Metal Oxide-Confined Interweaved Titania Nanotubes M /TNT(M ＝Mn,Cu,Ce,Fe,V,Cr,and Co)for the Selective Catalytic Reduction of NO_X in thePresence of Excess Oxygen.J.Catal.2018,365,320–333.)；利用Cr(或Mn)元素对ZnO进行掺杂可以实现室温下的空位增强，并具有很高的磁稳定性([2]Zhong,M.；Li,Y.；Hu,Y.；Zhu,M.；Li,W.；Jin,H.；Wang,S.；Li,Y.；Zhao,H.Enhancement of Zinc Vacancies inRoom-Temperature Ferromagnetic Cr-Mn Codoped ZnO Nanorods Synthesized byHydrothermal Method under High Pulsed Magnetic Field.J.Alloys Compd.2015,647,823–829.)

Cr和Mn元素除了掺杂金属纳米线以外，其自身形成的纳米线也具有特殊的铁磁性。有研究报道Si、Ge、As掺杂的Cr或Mn纳米线理论上具有稳定的磁性增强及线性化等优点([3]Bala,A.；Singh,P.；Nautiyal,T.；Auluck,S.Magnetic CrX and MnX(X＝Si,Ge,andAs)Nanowires:Stability Enhancement and Linearization.J.Alloys Compd.2013,547,138–146.)；又有研究报道了Mn纳米链的磁性能特征，结果显示自旋耦合的Mn纳米链将发生明显的磁方向转变，这一特殊性有望实现Mn纳米链在量子信息装置方面的应用([4]C.F.Hirjibehedin,C.P.Lutz,A.J.Heinrich.Spin Coupling in Engineered AtomicStructures.Science.2006,312,1021-1024.)。

参考文献[3]所述的Cr或Mn纳米线是基于一种理论的模拟计算，并没有涉及Cr或Mn纳米线实物。而参考文献[4]所述的Mn纳米线是利用电子隧道显微镜(STM)中的探针组装了具有10个Mn原子的纳米链。目前，关于Cr和Mn纳米线的制备鲜有文献报道。