一种铁纳米管阵列的合成方法.pdf

一种铁纳米管阵列的合成方法，涉及一种金属纳米材料的制备工艺。该方法是以以硫酸亚铁、硼酸、抗坏血酸为原料，在室温下，配制包括硫酸亚铁、硼酸、抗坏血酸的水溶液作为电解液。将该电解液放置一个电解槽内，将多孔氧化铝膜一面喷金或涂银浆方式制备金导电膜或银导电膜作为电化学反应的阴极，与电源的负极相连，另一面与电解液接触，并将金属铁棒作为电化学反应的阳极一端插入电解液中，另一端与电源的正极相连，接通电源，恒定电源的电流强度为10－20毫安培，即可得到金属铁纳米管阵列。该方法工艺简便，原料易得，可合成外径为80－100纳米，内径为30－50纳米，总长度最长可达到60微米的铁纳米管。本发明可望在微电子器件、磁记录等领域中得到应用。

1、  一种铁纳米管阵列的合成方法，其特征在于，该方法按如下步骤进行：
a.以硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)、硼酸(H₃BO₃)、抗坏血酸为原料，在室温下，配制含有硫酸亚铁、硼酸、抗坏血酸的水溶液作为电解液，硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)浓度可在14-20克/100毫升范围，硼酸(H₃BO₃)浓度可在5-6克/100毫升范围，抗坏血酸浓度可在0.1-0.5克/100毫升范围；
b.将多孔氧化铝膜一面用喷金然后烘干得到金膜，作为电化学沉积反应的阴极；
c.将上述经上述处理后的多孔氧化铝膜置于电解槽内，将电解液置于膜的另一面上，并将一铁片插入电解液中作为电化学反应的阳极；
d.在室温下，接通电源并控制电流为(范围可在10-20毫安)，一定时间(范围可在10-110分钟)，可得到铁纳米管阵列。

2、  按照权利要求1所述的一种铁纳米管阵列的合成方法，其特征在于，步骤b为将多孔氧化铝膜一面用银浆涂层然后烘干得到银膜，作为电化学沉积反应的阴极。

一种铁纳米管阵列的合成方法
技术领域
本发明涉及一种金属纳米材料的制备，特别是涉及一种铁纳米管阵列的合成工艺及方法。
背景技术
铁是一种常用的金属材料。在磁记录、电子输运等领域中有很重要的应用。铁纳米管阵列属于一种金属导电及兼具有较大矫顽力的磁性材料，无论在学术研究还是在应用方面，均具有重要的意义。目前尚未有铁纳米管阵列的合成专利报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简便制备合成铁纳米管阵列的方法。本发明是通过如下技术方案实现的：一种铁纳米管阵列的合成方法，其特征是该方法按如下的步骤进行：
a.以硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)、硼酸(H₃BO₃)、抗坏血酸为原料，在室温下，配制含有硫酸亚铁、硼酸、抗坏血酸的水溶液作为电解液，硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)浓度可在14-20克/100毫升范围，硼酸(H₃BO₃)浓度可在5-6克/100毫升范围，抗坏血酸浓度可在0.1-0.5克/100毫升范围。
b.将多孔氧化铝膜一面用喷金或银浆涂层然后烘干得到金膜或银膜，作为电化学沉积反应的阴极；
c.将上述经上述处理后的多孔氧化铝膜置于电解槽内，将电解液置于膜的另一面上，并将一铁片插入电解液中作为电化学反应的阳极；
d.在室温下，接通电源并控制电流为(范围可在10-20毫安)，一定时间(范围可在10-110分钟)，可得到铁纳米管阵列。
本发明合成方法中所用原料易得，工艺简便，可合成出外径约80-100纳米，内径约30-50纳米，长度最长可达60微米的铁纳米管。
附图说明
图1：为实施例1的铁纳米管扫描电子显微镜照片：
a——放大倍数为1千倍；
b——放大倍数为1千倍；
c——放大倍数为8千倍；
d——放大倍数为20千倍，即2万倍；
e——放大倍数为2千倍；
f——放大倍数为10千倍，即1万倍。
图2：为实施例2的铁纳米管X射线衍射图。
图3：为实施例3的铁纳米管X射线衍射图。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明进一步加以说明。
实施例1：
——以硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)(14g/100ml)、硼酸(H₃BO₃)(5g/100ml)、抗坏血酸(0.1g/100ml)为原料，在室温下，配制含硫酸亚铁、硼酸、抗坏血酸的水溶液作为电解液。
——将多孔氧化铝膜一面用银浆涂层然后烘干作为电化学沉积反应的阴极；
——将上述经上述处理后地多孔氧化铝膜置于电解槽内，将电解液置于膜的另一面上，并将一铁片插入电解液中作为电化学反应的阳极；
——在室温下，接通电源并控制电流为10毫安，时间为约1小时45分钟，可得到铁纳米管阵列。
由图1a可见该纳米管长度60微米，由图1c，d，f可见该纳米管外径约为80-100纳米，内径约为30-50纳米，由图1可见该纳米管呈现出阵列。
实施例2：
——以硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)(14g/100ml)、硼酸(H₃BO₃)(5g/100ml)、抗坏血酸(0.1g/100ml)为原料，在室温下，配制含硫酸亚铁、硼酸、抗坏血酸的水溶液作为电解液。
——将多孔氧化铝膜一面喷金，作为电化学沉积反应的阴极；
——将上述经上述处理后的多孔氧化铝膜置于电解槽内，将电解液置于膜的另一面上，并将一铁片插入电解液中作为电化学反应的阳极；
——在室温下，接通电源并控制电流为10毫安，时间为约15分钟，可得到铁纳米管阵列。
由图2可见该纳米管的结构成分属于铁。
实施例3：
——以硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)(14g/100ml)、硼酸(H₃BO₃)(5g/100ml)、抗坏血酸(0.1g/100ml)为原料，在室温下，配制含硫酸亚铁、硼酸、抗坏血酸的水溶液作为电解液。
——将多孔氧化铝膜一面喷金，作为电化学沉积反应的阴极；
——将上述经上述处理后的多孔氧化铝膜置于电解槽内，将电解液置于膜的另一面上，并将一铁片插入电解液中作为电化学反应的阳极；
——在室温下，接通电源并控制电流为10毫安，时间为约18分钟，可得到铁纳米管阵列。
由图3可见该纳米管的结构成分属于铁。
实施例4：
——以硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)(20g/100ml)、硼酸(H₃BO₃)(6g/100ml)、抗坏血酸(0.5g/100ml)为原料，在室温下，配制电解液包括硫酸亚铁、硼酸、抗坏血酸的水溶液。
——将多孔氧化铝膜一面喷金，作为电化学沉积反应的阴极；
——将上述经上述处理后的多孔氧化铝膜置于电解槽内，将电解液置于膜的另一面上，并将一铁片插入电解液中作为电化学反应的阳极；
——在室温下，接通电源并控制电流为20毫安，时间为约10分钟，可得到铁纳米管阵列。