图案化铜纳米线阵列的制备
花状纳米铜的制备及抗菌性能
用还原 剂 如水合 肼 、 硼 氢化 钠等 在液 相 中还 原铜 盐 , 使 C u 抖离 子被 还 原 C u原 子 , 控 制 成 核 和 结 晶 过 程 得 到 纳米铜 。此方法 制 备的纳 米铜表 面 能高使 其 易 被氧 化 或 团聚 , 通 常选 择 一 些表 面 活 性 剂 、 聚合物、 羧 酸 及 其
用。
用 。近 年来 , 纳米 铜 的制 备 方 法也 在 不 断 发 展 ,主要
有 化学 还原 、 微乳液 、 热分解、 溶剂热、 气相沉积 、 机 械 研 磨等 方法【 。 目前 实 验 室 和工 业 上 制 备 铜 纳米 材
料 最 常用 的方法 是 液 相 化学 还 原 法 , 该 方 法 的 原 理 是
( 1 .河南 大学 特 种功能 材 料教育 部重 点实 验室 , 河南 开封 4 7 5 0 0 4 ; 2 . 新 乡 医学 院 药 学 院 , 河南 新 乡 4 5 3 0 0 3 ;
3 .河南 大 学 化 学化 工学 院 , 环境 和分 析化学 研究 所 , 河南 开 封 4 7 5 0 0 4 )
菌( E . c o l i ) 、 金 黄 色 葡 萄球 菌 ( S . a u r e u s ) 及 绿脓 杆 菌 ( P . a e r u g i n o s a ) 均 具有优 异 的抑 菌杀 菌作 用。 关键 词 : 铜; 纳 米结构 ; 表 面修 饰 ; 制备 ; 抗菌性 能 中 图分类 号 : TB 3 4 ; 06 4 8 文献标 识码 : A
作 为模 板 , 使 铜 纳 米 颗 粒 自组 装 生 成 花 状 纳 米 结 构 。 P VP和 NOC C的分 子结 构 中也 都 具有 亲水 基 团 , 能 够 提高 花状纳 米 铜 在水 中 的分 散 性 , 有 利 于 其 在 生 物 医 用材 料方 面 的应 用 。 以大 肠 杆 菌 ( E . c o l i ) 、 绿 脓 杆 菌 ( P . a e r u g i n o s a ) 和金 黄色 葡萄球 菌 ( S . a u r e u s ) 为菌种, 采用 肉汤 稀释 法 和 抑 菌 圈法 测 试 了样 品 的抗 菌性 能 。 结果 表 明 , 所 制备 花 状 纳 米 铜具 有 良好 的抑 菌 杀 菌 作
CuO纳米材料的制备及应用研究进展
CuO纳米材料的制备及应用研究进展逯亚飞;王成;叶明富;许立信;孔祥荣;万梅秀;诸荣孙【摘要】As an important p-type semieonduetor with a narrow band gap,eopper oxide( CuO)nanomate-rials have been widely applied in many flieds,sueh as supereonduetors,photoeatalysis,magnetie storage media,gas sensor,biomedieine,lithium-ion batteries and so on. Many CuO nanomaterials with different morphologies,sueh asnanowires,nanorods,nanobelts and nanoflowers,have been synthesized by the eom-mon strategies of thermal oxidation of eoppersheet,hydrothermal and wet ehemieal methods. The materials are drawing more and more attention due to its applieations,and some disadvantages in preperation should be improved.%CuO是一种重要的p型半导体材料,已经被广泛的应用于超导材料、催化剂、磁存储材料、气体传感器、生物医学和锂离子电池等领域。
各种形貌的CuO纳米材料,如纳米线、纳米棒、纳米带、纳米花等,已经通过铜的热氧化法、水热合成法和湿化学法等制备出来。
CuO纳米材料因其广泛的应用越来越受到人们的关注,与此同时,目前制备方面存在的问题也应该进行相应的改进。
电化学沉积方法制备纳米材料
应用举例 二
可由电流密度比得 出平均孔隙率30%
Seminar I
应用举例 二
为什么会出现 这种现象呢
pH 8.6
Seminar I
pH 8.3 pH 8.0
应用举例 二
2Cu2++2e+2OH→ 2CuOH → Cu2O+H2O
OH-
扩散 慢
竞 争
Cu2++ 2 e → Cu Seminar I
Seminar I
过程介绍
纳米孔道 模板材料
一般过程
暴露于 电解液
镀Au或Ag 膜作阴极
固定于导 电基底上
Seminar I
恒电压恒电流 电沉积
溶解模板,得到纳 米管或纳米线
过程介绍
特点
• 实验设备简单,能耗低,反应可较低 温度进行
• 可合成多种纳米材料 • 纳米材料粒径可调 • 可得单分散纳米结构材料 • 易于分离和收集
Seminar I
孔隙率,mean porosity,The ratio of the volume of all the pores in a material to the volume of the whole. 孔隙率:一材料中孔隙的总体积与整个材料的体积之间的比率
双电层,当电极体系中的金属表面带有电荷时,显然是吸引溶液中带 有异号电荷的离子而排斥带有同电荷的离子,这样,在金属/溶液界面 两侧形成了两层电荷,成为双电层。
Seminar I
过程介绍
影响因素
• 电流密度 增大,有利于纳米晶体的形成 • 有机添加剂 成核速率增大,晶粒生长速度变
小,使晶面光滑,结晶细致 • pH值 低,析氢快,提供更多成核中心,使
纳米线阵列的制备与性质研究
纳米线阵列的制备与性质研究纳米线阵列(nanowire arrays)是一种由纳米尺度的线状材料组成的有序阵列结构。
这种结构的制备与性质研究对于纳米科技领域具有重要的意义。
本文将探讨纳米线阵列的制备方法以及相关的性质研究。
纳米线阵列的制备方法主要有化学合成法、电化学法和物理方法等。
其中,化学合成法是较为常用的方法之一。
通过控制反应条件和添加适当的表面修饰剂,可以制备出高质量、高密度的纳米线阵列。
电化学法则是通过在电解液中进行电沉积的方式实现纳米线阵列的制备。
在适当的电压和电流密度条件下,可以实现纳米线的有序排列。
物理方法主要包括溅射沉积、热蒸发等方法,通过控制溅射或蒸发的条件,可以制备出具有不同性质的纳米线阵列。
纳米线阵列的性质研究主要涉及其光、电、热等性质。
在光学性质研究方面,纳米线阵列因其尺寸在纳米级别,使其呈现出量子尺寸效应。
这种效应导致纳米线在可见光范围内表现出各种非常规的光学特性。
例如,在某些情况下,纳米线阵列可以表现出增强拉曼散射的现象,这对于生物传感器的应用具有很大的潜力。
此外,纳米线阵列还可以通过表面等离子共振效应实现吸收特定波长的光线,对于太阳能电池等器件具有重要意义。
在电学性质研究方面,纳米线阵列的电导率常常显示出优异的性能。
纳米线阵列具有高的比表面积和良好的载流子传输能力,这使得其在能量转换和储存器件中有着广泛的应用前景。
例如,纳米线阵列可以用于制备高效的柔性电池、超级电容器和光电探测器等。
此外,纳米线阵列还具有较低的能量损耗和高的电子迁移率,这些特性对于纳米电子学领域的发展具有重要影响。
热学性质是纳米线阵列的另一个重点研究领域。
由于其尺寸纳米级别,纳米线阵列往往表现出与宏观材料不同的热传导性能。
纳米线阵列的热导率较低,这可能是由于晶格缺陷、散射等因素导致的。
这种独特的热传导性能对于纳米热电材料的设计和制备具有重要意义。
通过合理调控纳米线阵列的结构和组分,可以实现优异的热电转换效率,从而在能量转化和储存领域有着广泛的应用前景。
原位合成铜纳米线阵列材料及其制备方法和应用[发明专利]
专利名称:原位合成铜纳米线阵列材料及其制备方法和应用专利类型:发明专利
发明人:张兵,韩舒艳,刘翠波,李孟阳
申请号:CN202010131052.8
申请日:20200228
公开号:CN113322490B
公开日:
20220524
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明提供原位合成铜纳米线阵列材料及其制备方法和应用,将氧化铜纳米线阵列置于分离的两室反应电解池中,在空气氛围下,以氧化铜纳米线阵列为工作电极,汞/氧化汞为参比电极,铂片为对电极,电解溶液为0.5MK2CO3的乙腈和氘代水的混合溶液,其中,乙腈的体积占混合溶液总体积的30‑70%,氘代水的体积占混合溶液总体积的30‑70%,在扫描速度为8‑12mV/s,扫描电压为‑0.4~‑1.4V的范围内进行循环伏安测试,直至氧化铜的还原峰消失,即得到原位合成铜纳米线阵列材料。
本发明通过原位转化的方法合成了铜纳米线阵列(CuNWAs)材料,以铜纳米线阵列(CuNWAs)材料为电化学反应的阴极,利用一种简便的电化学还原方法以氘代水为氘源实现了C‑X/C‑D的高效转化。
申请人:天津大学
地址:300072 天津市南开区卫津路92号
国籍:CN
代理机构:天津创智天诚知识产权代理事务所(普通合伙)
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纳米阵列制备方法
纳米阵列制备方法纳米阵列是一种具有高度规律性和有序性的纳米结构。
纳米阵列制备方法包括模板法、自组装法、机械法、光刻法等多种技术。
下面将详细介绍这些方法的原理、优缺点和适用范围。
一、模板法模板法是一种通过模板控制纳米结构的制备方法。
通常采用两种类型的模板:硅模板和聚合物模板。
制备过程涉及到薄膜生长、沉积和去除等步骤。
该方法具有制备纳米管阵列、纳米球阵列和纳米棒阵列等多种纳米结构的能力。
优点:制备过程简单、可控性高、成本相对较低;缺点:需要制备高度规则的模板,制备难度较大。
适用范围:适用于硅、金属等材料的纳米结构制备。
二、自组装法自组装法是一种自发形成纳米结构的制备方法。
该方法通常采用有机分子或胶体颗粒作为自组装单元,纳米结构形成过程中通过静电相互作用、亲疏水性相互作用等方式达到自组装目的。
该方法具有制备纳米颗粒阵列、纳米棒阵列、纳米孔阵列等多种形式。
优点:制备过程简单、可控性高、成本相对较低;缺点:制备较大尺寸的纳米结构时需要较长时间。
适用范围:适用于多种有机、无机材料的纳米结构制备。
三、机械法机械法是一种通过机械加工方法制备纳米阵列的方法。
该方法通常采用离子束刻蚀、拉伸、滚压等方式实现纳米结构的制备。
该方法具有制备纳米线阵列、纳米点阵列等多种结构的能力。
优点:制备过程简单、制备成本相对较低;缺点:制备过程中会造成加热损伤、机械损伤等问题;适用范围:适用于较大面积的纳米结构制备,对样品材料要求较高。
四、光刻法光刻法是一种通过光学刻蚀制备纳米结构的方法。
该方法通常采用紫外光照射光刻胶、刻蚀等方式实现纳米结构的制备。
该方法具有制备纳米线阵列、纳米点阵列、纳米孔阵列等多种结构的能力。
优点:制备过程简单、制备成本相对较低;缺点:制备过程中需要使用高成本的光刻设备,对样品材料要求较高;适用范围:适用于芯片、电子器件等微电子领域的纳米结构制备。
综上所述,不同制备方法适用于不同的纳米结构制备需求。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的制备方法。
交流电化学沉积铜纳米线阵列及其机理探讨
一
,
并 沿 C ( 1 ) 面 择优 生 长 ; A0模 板孔 道生 长铜 纳 米 线 不 光 滑 , 凹 凸状 , 对 此 沉 积 机 理 进 行 探 讨 。 u11晶 A 成 并
关 键 词 : 流 电化 学 沉 积 ; 交 阳极 氧 化 铝模 板 ; 纳 米 线 阵 列 铜 中图 分 类 号 : 6 6 6 T 3 3 0 4 . ; B 8 文 献标 识 码 :A 文章 编 号 :1 O - 3 1 2 1 ) 8 0 2 —4 O 14 8 ( 0 0 0 — 0 00
( ho fM a e i l inc nd En i e i 1 Sc olo t ra s Sce e a g ne rng, u n I tt t W ha ns iu e o c ol g W u n 4 0 3, fTe hn o y, ha 3 07 Chi a; a ha n t c ol g n 2 Sh ng iNa o e hn o y
u i r d srb t n i / nf m itiu i n Cu AAO a o c mp st hn f ms. eCu n n wie a tu t r fp r o o n n o o i t i i e l Th a o r sh d asr c u eo a—
al lb i ht s rp s a t r a i g wih pa a l ld r ti s le rg t i e le n tn t r le a k s rpe .The me ha i s of a — l c r — e oston wa c n c c e e t o d p ii s
纳米线的制备方法
纳米线的制备方法纳米线是一种具有特殊结构和性质的纳米材料,具有很大的应用潜力。
制备纳米线的方法有很多种,包括物理法、化学法和生物法。
本文将介绍其中几种常见的方法。
物理法是制备纳米线的一种常用方法,主要有拉伸法和电化学光学束法。
拉伸法是指通过拉伸金属等材料使其横截面减小,从而得到纳米线。
这种方法适用于一些金属材料,如金、银等。
在拉伸过程中,金属原子的运动会受到限制,从而形成纳米尺寸的纳米线。
电化学光学束法是一种将高能离子束聚焦在金属靶上的方法,通过离子束撞击金属靶材料,使其获得高能量并形成纳米线。
这种方法不仅适用于金属材料,还适用于半导体材料等。
通过调整离子束的能量和角度,可以控制纳米线的直径和长度。
化学法是制备纳米线的另一种重要方法,其中包括溶胶-凝胶法、气相沉积法和溶液法。
溶胶-凝胶法是一种将溶胶(亚微米尺度的颗粒)通过凝胶化反应形成纳米线的方法。
这种方法通过调控反应条件和控制溶胶的粒径,可以得到不同直径和长度的纳米线。
气相沉积法是一种将气体中的原子沉积在基底上形成纳米线的方法。
在这种方法中,金属或半导体的源材料被加热到高温,然后通过反应堆引入气体,使气体中的原子与源材料反应并沉积在基底上。
通过控制反应条件和基底温度,可以得到纳米尺寸的纳米线。
溶液法是一种将溶液中的金属或半导体原子聚集在一起形成纳米线的方法。
这种方法是通过调控溶液中的化学反应条件和控制溶液中原子的聚集程度,可以得到纳米尺寸的纳米线。
溶液法具有制备简单、成本低等优点,是一种常用的制备纳米线的方法。
生物法是一种利用生物体内的生物分子和生物体系生成纳米线的方法。
例如,利用细菌或其他微生物的代谢活性,可以在其表面生成金属或半导体纳米线。
这种方法具有制备过程简单、环境友好等优点。
通过调控生物体系中的生长条件和控制生物体对原料的代谢能力,可以得到纳米尺寸的纳米线。
综上所述,制备纳米线的方法有物理法、化学法和生物法等多种方法。
不同的方法适用于不同的材料和应用需求。
铜纳米线阵列的模板组装
后 , 0 3 lL的 硫 酸 中 以铝 箔 作 阳极 不 锈 钢 板 为 在 . mo/ 阴极 进行 二 次 阳 极 氧化 [ 。电 压 2 V。 电解 去阻 挡层 1, 。 0
时采 用 阳极氧 化 . mo/
K 溶 液 中 以 恒 电 位 ( 1 8 S A / C )电 解 C1 一 . V V g Ag I 1 mi。电解后 , 0 n 用稀 硫 酸 浸 泡 3 n清洗 纳 米 孔 中残 mi
留的碱 。
2 3 纳 米铜 的 电化 学沉 积 与表 征 . 采 用有 机 玻 璃 电 解 槽 , 槽 的底 部 开 一 个 直 径 在
lmm 小孔 , 孑 的外 侧 固 定 P O 在 L AA 模 板 ( 作 电极 ) 工 , 以紫铜 作 阳 极 , / C 作 参 比 电 极 , 0 1 lL Ag Ag 1 在 . mo/ C S 和 0 I lL的硼 酸溶 液 中恒 电位 电沉 积 。沉 u O . mo/
1 引 言
引言 纳 米 铜 的 比 表 面 积 大 、 面 活 性 中 心 数 目 表 多 , 化工 和冶 金 中是 优 良的 催 化 剂 。在 乙炔 聚合 反 在 应 中, 纳米铜 是 有 效 的 催 化 剂 。纳 米 铜 能催 化 多种 有 机反应 , 比如 Ul n l n反应 。纳 米 铜 在 汽 车 尾 气 处理 ma 中, 为催 化剂 可代 替 部 分 贵 金属 铂 和 钌n 。用 纳米 作 ] 铜修 饰 的 I 电极 能催 化 亚 硝 酸 根 和 一 氧化 氮 的 还 TO
纳米 线阵列 的形 貌 和 晶体 结 构 , 电化 学 法表 征 了铜 用
纳米 线阵列 的 电催 化性 能。 结果 表 明 , AA 去 阻挡 层 P
纳米铜的制备
纳米铜的制备近年来,纳米材料的研究和应用在科学领域中得到了广泛关注。
纳米铜作为一种重要的纳米材料,具有许多独特的物理和化学性质,被广泛应用于电子、光学、催化等领域。
因此,纳米铜的制备技术也成为了研究热点之一。
纳米铜的制备方法有很多种,常见的方法包括物理法和化学法。
物理法主要是通过物理手段将普通的铜材料制备成纳米颗粒,如机械研磨、球磨等。
而化学法则是通过化学反应将有机或无机化合物还原成纳米铜。
化学法中,溶液法是最常用的一种制备纳米铜的方法。
该方法一般分为两步:前驱体的制备和前驱体的还原。
前驱体的制备是指通过适当的反应,制备出含有铜离子的化合物。
常用的有铜盐溶液,如硫酸铜溶液、氯化铜溶液等。
前驱体的还原则是将前驱体进行化学反应,将铜离子还原成纳米颗粒。
还原剂的选择对制备纳米铜的性质有很大影响,常用的还原剂有氢气、亚硫酸氢钠、氢氧化钠等。
溶胶-凝胶法也是制备纳米铜的一种常用方法。
该方法是将适量的铜盐溶液与适量的还原剂混合,形成胶体溶胶。
然后将溶胶经过适当的处理,如加热、干燥等,使其转化为凝胶。
最后,将凝胶进行煅烧,即可得到纳米铜颗粒。
电化学法也是一种常用的制备纳米铜的方法。
该方法是通过控制电流和电压,在电极表面沉积纳米铜颗粒。
电化学法制备纳米铜具有操作简单、成本低廉的优点,因此在实际生产中得到了广泛应用。
除了上述方法外,还有一些其他的制备纳米铜的方法,如溶胶溶剂法、微乳液法、气相法等。
这些方法各有特点,可根据具体需求选择合适的方法。
纳米铜的制备是一个复杂而且精细的过程。
不同的制备方法可以得到不同形貌和性质的纳米铜颗粒。
通过合理选择制备方法和优化工艺条件,可以得到具有高纯度、均一分散性和较小粒径的纳米铜材料,为其在各个应用领域发挥出更好的性能提供了保障。
铜纳米线的制备
铜纳米线的制备
铜纳米线的制备方法有多种,下面列举其中的一种常用方法:
1. 溶剂热法:将适量的铜盐溶解在有机溶剂中,加入表面活性剂,形成一个均匀的混合溶液。
将混合溶液转移到热水浴或油浴中,在高温下进行反应。
在适当的条件下,铜离子会还原成铜原子,并在表面活性剂的作用下成核和生长成铜纳米线。
2. 水相还原法:将适量的铜盐溶解在水中,加入还原剂和表面活性剂,形成一个均匀的水相溶液。
然后,通过加热或加入其他辅助物质来触发还原反应,使铜离子在表面活性剂的催化作用下得到还原生成铜纳米线。
3. 电化学法:使用电解槽作为反应容器,将适量的铜盐溶解在溶液中,将阴阳电极分别插入溶液中。
通过控制电解槽中的电流和电压,以及溶液的成分和pH值等条件,使铜离子在阴极处还原成铜原子,并在阳极处生长成铜纳米线。
需要注意的是,不同的制备方法在条件和操作上可能会有所不同,对纳米线的形貌、尺寸和性能也会有影响。
因此,选择适合的制备方法需要根据具体的需求和实验条件来确定。
铜纳米团簇的制备
铜纳米团簇的制备铜纳米团簇是由几个铜原子组成的微小颗粒,具有独特的物理和化学性质,在催化、光学和电子学等领域具有广泛应用前景。
本文将介绍铜纳米团簇的制备方法及其在科学研究和应用中的重要性。
铜纳米团簇的制备方法可以分为化学合成和物理方法两类。
化学合成方法包括溶剂热法、微乳液法、还原法等。
其中,溶剂热法是最常用的方法之一。
在该方法中,铜盐溶液和还原剂溶液在高温条件下反应,形成铜原子聚集成团簇。
微乳液法是一种将铜盐溶液和表面活性剂溶液混合后,利用表面活性剂形成的微乳液中的相互作用力使铜原子聚集成团簇的方法。
还原法则是通过在铜盐溶液中加入还原剂,使铜离子还原成铜原子形成团簇。
铜纳米团簇在科学研究和应用中具有重要作用。
首先,在催化领域,铜纳米团簇广泛应用于氧化反应、还原反应、甲醇转化等反应中。
由于铜纳米团簇具有高比表面积和独特的表面活性,能够提供更多活性位点,从而提高催化活性和选择性。
铜纳米团簇的制备及其应用也存在一些挑战和问题。
首先,制备过程中需要控制团簇的粒径和形貌,以获得所需的性质。
其次,团簇的稳定性和分散性是影响其应用的关键因素,需要进行进一步研究和改进。
此外,铜纳米团簇的毒性和环境影响也需要重视,以确保其在应用过程中的安全性。
铜纳米团簇的制备是一个重要的研究领域,其具有广泛的应用前景。
通过不同的制备方法,可以得到具有不同性质的铜纳米团簇。
在科学研究和应用中,铜纳米团簇在催化、光学和电子学等领域发挥着重要作用。
然而,团簇的制备和应用仍然面临一些挑战,需要进一步研究和改进。
通过持续的努力,相信铜纳米团簇的研究将为科学研究和应用领域带来更多的突破和创新。