碳纳米管包装金属纳米线管同心电缆有序阵列的制备表征
和磁性
刘旻棠1徐正1洪建明2马翔2邹文琴3
1.南京大学 配位化学国家重点实验室江苏 南京210093;
2.南京大学 现代分析中心 江苏 南京210093;
3. 南京大学 固体微结构物理国家重点实验室 江苏 南京210093
摘要采用溶胶凝胶法结合高温裂解法利用聚苯胺为前体制备多壁碳纳米管并作为
二次模板用电化学沉积的方法制备碳纳米管包装金属FeCoNi纳米线管同心
电缆式复合纳米结构的有序阵列并利用XRDSEMTEMVSM和EDX对其进行分析
和表征
关键词碳纳米管金属纳米线管同心电缆电化学沉积法
1 引言
自从1991年饭岛博士发现碳纳米管以来碳纳米管已成为最具有潜在应用
价值的功能性材料.在碳纳米管中填充外来物质半导体金属化合物以得
到纳米线是当前研究的最热门的一部分理论预测外来物质的引入将会引起碳
纳米管的电子结构电学性质和机械性能的改变有可能产生具有特殊性能的新
材料目前研究者们已成功的填充了C60CdS等各种性质的材料常用的方法
包括有气相沉积液相沉积用熔融介质直接填装和利用加速原子的胶体填装等
但这些方法往往只能得到断断续续的纳米粒子得不到连续的纳米线同时不是
每根C管都被填充填充率较低
21世纪人类进入信息化时代需要记录的信息量不断增加必然要求记录
材料高性能化高密度化而磁存储密度的提高主要靠磁介质材料的改进使用
纳米尺寸的磁性粒子可以大大提高磁存储机制的密度目前所得到金属纳米线的
磁性质说明其完全可以作为很好垂直磁记录材料但是纳米金属线由于化学上
非常活泼易于因大气中的湿气氧气和腐蚀性气体作用而破坏从而使其使
用寿命大为缩短采用纳米管包装金属纳米线同心电缆式复合结构可以很好的解
决金属纳米线阵列的防护问题
我们成功的研究出一种方便的制备同心电缆式复合纳米结构的方法用电沉
积方法在碳纳米管内填装入金属纳米线管
2 实验部分
将标称孔径为100nm的多孔Al2O3Whatman膜片浸泡在苯胺的盐酸溶液
中引入一定压力原位聚合聚苯胺离子沉积在孔道内和模板两侧得到两端
开口的聚苯胺纳米管将模板从溶胶中取出洗净烘干并用氧化铝粉末仔细抛
光将沉积了聚苯胺纳米管的模板在氩气保护下程序升温至650°C石墨化保温
24h后慢慢冷却至室温得到碳纳米管有序阵列 作为二级模板
配制电化学沉积液CoSO47H2O 50g/L, H3BO3 20g/L
在二级模板的一面涂一层导电银浆烘干后置于自制的电解池中, 用电沉积
液浸泡一段时间作为工作电极 以钴金属作为辅助电极采用恒电流进行电
化学沉积电流强度1.0 mA/cm2从而在碳纳米管中引入金属钴纳米线管
样品测试
用Rigaku D/Max-RA 旋转阳极X射线衍射仪XRD和PV9100微分析仪

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