文档介绍：模板电化学法合成纳米 材料的研究
导师孙立贤研究员
谭志诚研究员
学生史全
SEMINAR I
引言
过程介绍
应用举例
展望
主要内容
Seminar I
引言
美国材料科学学会预言:纳米材料是21世纪最有前途的材料
制备方法
物理方法: 溅射球磨蒸发等
化学方法: 气相沉淀溶胶-凝胶水热等
电化学方法
设备简单操作方便反应条件温和
粒径可控纯度高污染小
模板电化学
Seminar I
1987年 Martin等人电化学和模板合成方法结合
以聚碳酸脂滤膜为模板成功的制备了Pt纳米线阵列
Penner R M, Martin C R. Anal. Chem. , 1987, 59, 2625
CHARLES R. MARTIN
UNIVERSITY OF FLORIDA
引言
Seminar I
此后,他们又合成
了多种纳米材料
以多孔氧化铝膜为模板制备的纳米聚吡咯
Martin C R. Chem. Mater.,1996, 8, 1739
以多孔氧化铝膜为模板制备的金纳米纤维
以多孔氧化铝膜为模板制备的金纳米管
Hulteen J. C., Martin C. R., J. Mater. Chem., 1997,1075
引言
Seminar I
近几年来,模板电化学合成方法及其相关的技术得到了迅猛发展,应用该方法已经成功地制备了磁性材料、金属、合金、半导体及导电聚合物等多种纳米结构材料。
Khan H R, Petrikowsk K., Mater. Sci. , 2002, 19, 345
Nishizawa M, Menon V P, Martin C R, Science, 1995, 268, 700
Valizadeh S, et al.,Thin Solid Films, 2002, 402, 262
Klein J D, et al., Chem. Mater., 1993, 5, 902
引言
Seminar I
模板电化学合成法是选择具有纳米孔径的多孔材料作为阴极,利用物质在阴极的电化学还原反应使材料定向地进入纳米孔道中,模板的孔壁将限制所合成材料的形状和尺寸,从而得到一维纳米材料
原理
过程介绍
B C Yin, H Y Ma, et al., Progress In Chemistry, 2004, 16, 196
Seminar I
一般过程
纳米孔道模板材料
镀Au或Ag膜作阴极
固定于导电基底上
暴露于电解液
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
Seminar I
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
过程介绍
Seminar I
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,使结晶细致,晶粒得到细化
温度升高,沉积速度增加,晶粒生长速度增加
陈国华,电化学方法应用,北京:化学工业出版社,2003
过程介绍
Seminar I