有层次结构的纳米铁立方体和纳米铁花状结构的制备方法.pdf

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1、10申请公布号CN102337567A43申请公布日20120201CN102337567ACN102337567A21申请号201110343740122申请日20111102C25D3/2020060171申请人西南交通大学地址610031四川省成都市二环路北一段111号72发明人杨峰史占花赵勇74专利代理机构成都博通专利事务所51208代理人陈树明54发明名称有层次结构的纳米铁立方体和纳米铁花状结构的制备方法57摘要一种有层次结构的纳米铁立方体和纳米铁花状结构的制备方法，具体作法是取不锈钢片和钛片、不锈钢片和钛片的面积比为251，依次用400，600，800目砂纸抛光，清洗35次；超声3。

2、0分钟，取出备用；配置含450G/L的FECL2，抗环血酸14G/L，氟化铵08G/L，复合氨基酸07G/L，柠檬酸0086G/L，005MOL/L盐酸的电镀液；以处理后的钛片做阴极，不锈钢片做阳极，进行01A的恒电流电镀，电镀时间为360S；电镀完后取出钛片，即获得纳米铁立方体或纳米铁花状结构。该方法制得的纳米铁为立方体及花状结构，比表面积大，活性好，且设备简单，能耗低，适合大规模生产。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图6页CN102337580A1/1页21一种有层次结构的纳米铁立方体和纳米铁花状结构的制备方法，其具体作法是A、处理金。

3、属基片取不锈钢片和钛片、不锈钢片和钛片的面积比为251，依次用400，600，800目的砂纸抛光，再用去离子水和无水乙醇循环清洗35次；然后放在无水乙醇中超声30分钟，取出备用；B、配置电镀液配置电镀液，电镀液中含有450G/L的FECL2，抗环血酸14G/L，氟化铵08G/L，复合氨基酸07G/L，柠檬酸0086G/L；005MOL/L的盐酸；C、电镀以A步处理后的钛片做阴极，不锈钢片做阳极，进行01A的恒电流电镀，电镀时间为360S；电镀完后，将钛片取出，即在钛片上获得了纳米铁立方体或纳米铁花状结构。权利要求书CN102337567ACN102337580A1/5页3有层次结构的纳米铁立方。

4、体和纳米铁花状结构的制备方法技术领域0001本发明涉及一种铁纳米立方体和纳米铁花状结构的制备方法。背景技术0002铁是地球上丰度排名第四的元素，是人类的生产和生活中用量最大和应用最广的金属。纳米材料具有独特的小尺寸效应、量子尺寸效应、大的比表面积等特点，具有常规材料不具备的光学性能、吸附性能，电磁学性能、降解性能等特性。铁电负性较大，具有较强的还原性纳米铁颗粒不仅具有铁的特性，更因其粒子的直径变小，颗粒的比表面积和表面能也迅速增大，从而具有优越的吸附性能和很高的还原活性。利用纳米颗粒特有的表面效应和量子尺寸效应，可以提高铁颗粒的反应活性和处理效率。0003纳米铁因兼有纳米颗粒与铁的特有催化、磁。

5、等物理特性，在高密度记录材料、磁性液体材料、催化剂氨合成、电导体及电磁波吸收材料、磁流变液、巨磁致电阻抗材料、生物医学载体、耐腐蚀涂料、环境保护等方面有着重要的应用前景。0004然而，正是由于铁纳米颗粒的表面活性很高，极易氧化和聚集，在制备工艺上受到一些限制。目前制备方法分为直接法和间接法。直接法法主要有激光溅射法、电弧法、辐射还原法和球磨法等方法；间接法一般先制备其易分解的铁碳酸盐、草酸盐或氧化物等前体形式，再还原为纳米铁。这些方法工艺复杂，对设备要求高，制得的铁纳米粒子形状单一，通常为球形，比表面积小，活性差，同时对形貌的可控性差。发明内容0005本发明目的就是提供一种有层次结构的纳米铁立。

6、方体和纳米铁花状结构的制备方法，该方法制得的纳米铁为立方体及花状结构，其比表面积大，活性好，且其设备简单，能耗低，适合大规模生产。0006本发明实现其发明的目所采用的技术方案是，一种有层次结构的纳米铁立方体和纳米铁花状结构的制备方法，其具体作法是0007A、处理金属基片0008取不锈钢片和钛片、不锈钢片和钛片的面积比为251，依次用400，600，800目的砂纸抛光，再用去离子水和无水乙醇循环清洗35次；然后放在无水乙醇中超声30分钟，取出备用；0009B、配置电镀液0010配置电镀液，电镀液中含有450G/L的FECL2，抗环血酸14G/L，氟化铵08G/L，复合氨基酸07G/L，柠檬酸00。

7、86G/L；005MOL/L的盐酸；0011C、电镀0012以A步处理后的钛片做阴极，不锈钢片做阳极，进行01A的恒电流电镀，电镀时间为360S；电镀完后，将钛片取出，即在钛片上获得了纳米铁立方体或纳米铁花状结构。0013本发明方法可能的机理是说明书CN102337567ACN102337580A2/5页40014在直流电的作用下，铁从FECL2溶液的水溶液中沉积出来，在阴极钛片上得到电子，发生还原反应，使钛片上覆盖上铁，其反应式为FE22EFE；由于稳定剂抗环血酸14G/L，氟化铵08G/L，复合氨基酸07G/L，的加入，调控了晶体生长的方式，使其短时间内在钛片上沉积出具有特殊层状结构的纳米。

8、铁立方体，而在长时间内则在铁立方体的基础上发散生长成花状结构。0015与现有技术相比，本发明的有益效果是0016制得的纳米铁为立方体及花状结构，其比表面积大，活性好。采用电镀方法、装置简单、原料易得，操作简单方便。0017实验证明，可以通过电镀时间控制纳米铁的表面形态，电镀时间35秒内可获得纳米铁立方体。620秒可获得铁立方体和铁纳米花状结构的混合物，3060秒可获得铁纳米花状结构。因此，可通过对电镀时间的控制，方便的实现对制得物的形貌的调控。0018下面结合附图和具体的实施方式，对本发明作进一步详细的说明。附图说明0019图1是本发明实施例一制备的纳米铁立方体电镀时间3S的X射线衍射图XRD。

9、。0020图2是本发明实施例一制备的纳米铁立方体电镀时间3S的低倍扫描电镜照片。0021图3是本发明实施例一制备的纳米铁立方体电镀时间3S的高倍扫描电镜照片。0022图4是本发明实施例二制备的纳米铁立方体电镀时间5S的低倍扫描电镜照片。0023图5是本发明实施例二制备的纳米铁立方体电镀时间5S的高倍扫描电镜照片。0024图6是本发明实施例三制备的纳米铁立方体和纳米铁花状结构电镀时间10S的扫描电镜照片。0025图7是本发明实施例四制备的纳米铁立方体和纳米铁花状结构电镀时间20S的扫描电镜照片。0026图8是本发明实施例五制备的纳米铁花状结构电镀时间30S的扫描电镜照片。0027图9是本发明实施。

10、例五制备的纳米铁花状结构电镀时间30S的X射线衍射图XRD。0028图10是本发明实施例六制备的纳米铁花状结构电镀时间40S的扫描电镜照片。0029图11是本发明实施例七制备的纳米铁花状结构电镀时间60S的扫描电镜照片。具体实施方式0030实施例一0031本发明的一种具体实施方式为一种有层次结构的纳米铁立方体和纳米铁花状结说明书CN102337567ACN102337580A3/5页5构的制备方法，其具体作法是0032A、处理金属基片0033取不锈钢片和钛片、不锈钢片和钛片的面积比为251，依次用400，600，800目的砂纸抛光，再用去离子水和无水乙醇循环清洗3次；然后放在无水乙醇中超声30。

11、分钟，取出备用；0034B、配置电镀液0035配置电镀液，电镀液中含有450G/L的FECL2，抗环血酸14G/L，氟化铵08G/L，复合氨基酸07G/L，柠檬酸0086G/L；005MOL/L的盐酸；0036C、电镀0037以A步处理后的钛片做阴极，不锈钢片做阳极，进行01A的恒电流电镀，电镀时间为3S；电镀完后，将钛片取出，即在钛片上获得了纳米铁立方体或纳米铁花状结构。0038图1是实施例一制备的纳米铁立方体电镀时间3S的X射线衍射图XRD。说明在钛片上镀上了铁，这一结果与钛片上反应的原理是一致的，即FE22EFE。图2是实施例一制备的纳米铁立方体电镀时间3S的扫描电镜照片低倍，可以看见纳。

12、米铁立方体，尺寸在200300NM之间。图3是实施例一制备的纳米铁立方体电镀时间3S的扫描电镜照片高倍，可以明显的看出立方体的表面具有层状结构，因此可以说明我们再钛上获得了分散性好的具有层状结构的纳米铁立方体。0039实施例二0040本例的具体作法是0041A、处理金属基片0042取不锈钢片和钛片、不锈钢片和钛片的面积比为251，依次用400，600，800目的砂纸抛光，再用去离子水和无水乙醇循环清洗4次；然后放在无水乙醇中超声30分钟，取出备用；0043B、配置电镀液0044配置电镀液，电镀液中含有450G/L的FECL2，抗环血酸14G/L，氟化铵08G/L，复合氨基酸07G/L，柠檬酸0。

13、086G/L；005MOL/L的盐酸；0045C、电镀0046以A步处理后的钛片做阴极，不锈钢片做阳极，进行01A的恒电流电镀，电镀时间为5S；电镀完后，将钛片取出，即在钛片上获得了纳米铁立方体或纳米铁花状结构。0047图4是实施例二制备的纳米铁立方体电镀时间5S的扫描电镜照片低倍。图5是实施例二制备的纳米铁立方体电镀时间5S的扫描电镜照片高倍。从这两个图可以看出在电镀时间5S时，获得的同样是具有层次结构的纳米铁立方体。0048实施例三0049本例的具体作法是0050A、处理金属基片0051取不锈钢片和钛片、不锈钢片和钛片的面积比为251，依次用400，600，800目的砂纸抛光，再用去离子水。

14、和无水乙醇循环清洗5次；然后放在无水乙醇中超声30分钟，取出备用；0052B、配置电镀液说明书CN102337567ACN102337580A4/5页60053配置电镀液，电镀液中含有450G/L的FECL2，抗环血酸14G/L，氟化铵08G/L，复合氨基酸07G/L，柠檬酸0086G/L；005MOL/L的盐酸；0054C、电镀0055以A步处理后的钛片做阴极，不锈钢片做阳极，进行01A的恒电流电镀，电镀时间为10S；电镀完后，将钛片取出，即在钛片上获得了纳米铁立方体或纳米铁花状结构。0056图6是实施例三制备的纳米铁立方体和纳米铁花状结构电镀时间10S的扫描电镜照片，可以看出这时候开始大量。

15、出现纳米铁花状结构，主要是由于铁沉积在纳米铁立方体上进而形成花状结构。0057实施例四0058本例的具体作法是0059A、处理金属基片0060取不锈钢片和钛片、不锈钢片和钛片的面积比为251，依次用400，600，800目的砂纸抛光，再用去离子水和无水乙醇循环清洗4次；然后放在无水乙醇中超声30分钟，取出备用；0061B、配置电镀液0062配置电镀液，电镀液中含有450G/L的FECL2，抗环血酸14G/L，氟化铵08G/L，复合氨基酸07G/L，柠檬酸0086G/L；005MOL/L的盐酸；0063C、电镀0064以A步处理后的钛片做阴极，不锈钢片做阳极，进行01A的恒电流电镀，电镀时间为2。

16、0S；电镀完后，将钛片取出，即在钛片上获得了纳米铁立方体或纳米铁花状结构。0065图7是实施例四制备的纳米铁立方体和纳米铁花状结构电镀时间20S的扫描电镜照片，可以看出这时候开始大量出现纳米铁花状结构，主要是由于铁沉积在纳米铁立方体上进而形成花状结构。0066实施例五0067本例的具体作法是0068A、处理金属基片0069取不锈钢片和钛片、不锈钢片和钛片的面积比为251，依次用400，600，800目的砂纸抛光，再用去离子水和无水乙醇循环清洗4次；然后放在无水乙醇中超声30分钟，取出备用；0070B、配置电镀液0071配置电镀液，电镀液中含有450G/L的FECL2，抗环血酸14G/L，氟化铵。

17、08G/L，复合氨基酸07G/L，柠檬酸0086G/L；005MOL/L的盐酸；0072C、电镀0073以A步处理后的钛片做阴极，不锈钢片做阳极，进行01A的恒电流电镀，电镀时间为30S；电镀完后，将钛片取出，即在钛片上获得了纳米铁立方体或纳米铁花状结构。0074图8是实施例五制备的纳米铁花状结构电镀时间30S的扫描电镜照片。图9是实施例五制备的纳米铁花状结构电镀时间30S的X射线衍射图XRD，从这两个图可以看出电镀时间30S时，获得的主要是纳米铁花状结构，图9可以证明花状结构为铁。0075实施例六说明书CN102337567ACN102337580A5/5页70076本例的具体作法是0077。

18、A、处理金属基片0078取不锈钢片和钛片、不锈钢片和钛片的面积比为251，依次用400，600，800目的砂纸抛光，再用去离子水和无水乙醇循环清洗3次；然后放在无水乙醇中超声30分钟，取出备用；0079B、配置电镀液0080配置电镀液，电镀液中含有450G/L的FECL2，抗环血酸14G/L，氟化铵08G/L，复合氨基酸07G/L，柠檬酸0086G/L；005MOL/L的盐酸；0081C、电镀0082以A步处理后的钛片做阴极，不锈钢片做阳极，进行01A的恒电流电镀，电镀时间为40S；电镀完后，将钛片取出，即在钛片上获得了纳米铁立方体或纳米铁花状结构。0083图10是实施例六制备的纳米铁花状结构。

19、电镀时间40S的扫描电镜照片。当进一步增加电镀时间时，从图10可以看出得到的主要是纳米铁花状结构。0084实施例七0085本例的具体作法是0086A、处理金属基片0087取不锈钢片和钛片、不锈钢片和钛片的面积比为251，依次用400，600，800目的砂纸抛光，再用去离子水和无水乙醇循环清洗5次；然后放在无水乙醇中超声30分钟，取出备用；0088B、配置电镀液0089配置电镀液，电镀液中含有450G/L的FECL2，抗环血酸14G/L，氟化铵08G/L，复合氨基酸07G/L，柠檬酸0086G/L；005MOL/L的盐酸；0090C、电镀0091以A步处理后的钛片做阴极，不锈钢片做阳极，进行01。

20、A的恒电流电镀，电镀时间为60S；电镀完后，将钛片取出，即在钛片上获得了纳米铁立方体或纳米铁花状结构。0092图11是实施例六制备的纳米铁花状结构电镀时间60S的扫描电镜照片。当进一步增加电镀时间时，从图11可以看出得到的主要是纳米铁花状结构。0093因此，从以上实施实例的扫描电镜照片可以看出电镀时间35S获得的是纳米铁立方体；电镀时间10S获得产物的结构是纳米铁立方体结构和纳米铁花状结构各占一半，电镀时间20S获得产物的结构主要是纳米铁花状结构，并有少量的纳米铁立方体结构；电镀时间3060S获得的是纳米铁花状结构。说明书CN102337567ACN102337580A1/6页8图1图2说明书附图CN102337567ACN102337580A2/6页9图3图4说明书附图CN102337567ACN102337580A3/6页10图5图6说明书附图CN102337567ACN102337580A4/6页11图7图8说明书附图CN102337567ACN102337580A5/6页12图9图10说明书附图CN102337567ACN102337580A6/6页13图11说明书附图CN102337567A。