一種低熔點金屬納米纖維的制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種低恪點金屬納米纖維的制備方法，屬于納米材料制備領域。
【背景技術】
[0002]金屬納米纖維由于具有獨特的光學、電學、磁學、催化性質，在可再生燃料電池，光電子傳感器件等方面有著廣闊的應用前景，所以開發出高效大量制備金屬納米纖維的方法具有重大的意義。目前制備金屬納米纖維的方法主要有AAO(多孔陽極氧化鋁)模板法和靜電紡絲法。如在2015年的文獻Adv.Mater.1nterfaces第53期243-244頁公開的名稱為“High Capacity Lithium 1n Battery Anodes Using Sn Nanowires EncapsulatedAI2O3 Tubes in Carbon Matrix”中使用多孔陽極氧化招膜做模板制備出了直徑為60 nm的錫納米線，但該法制備出來的納米線的長度受氧化鋁膜的厚度的限制，不能制備連續的超長的金屬納米纖維；中國專利公開號CN 105063804 A，公開日為2015年7月21日，發明名稱為“一種金屬納米纖維的制備工藝”，將金屬鹽、高分子聚合物、固化劑溶解于溶劑中配制紡絲原液，采用靜電紡絲的方法制備金屬納米纖維前驅體，再分別在空氣和還原氣氛中煅燒，得到所述金屬納米纖維，但該方法不僅設備昂貴，工藝復雜，而且靜電紡絲法需要加高壓，危險性尚。

【發明內容】

[0003]
本發明針對現有技術存在的問題，目的在于提供一種低熔點金屬納米纖維的制備方法。
[0004]為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
一種低熔點金屬納米纖維的制備方法，所述制備方法是指取制備好的多孔陽極氧化鋁膜去除基底，再將去除基底的多孔陽極氧化鋁膜浸泡在磷酸溶液中，除去阻擋層形成雙通多孔陽極氧化鋁膜，接著在雙通多孔陽極氧化鋁膜上鍍金屬，增大雙通多孔陽極氧化鋁膜的強度，將增大強度后的雙通多孔陽極氧化鋁膜置于熔融噴絲容器內做噴絲頭，向熔融噴絲容器中通入氣體，增大熔融噴絲容器內壓力，將受熱融化的金屬通過雙通多孔陽極氧化鋁膜噴絲頭的納米孔擠出，并在噴絲頭出口處鼓入冷氣，使噴出的金屬納米纖維凝固或固化，即得所述的低熔點金屬納米纖維。制備方法按以下步驟進行:
a取制備好的多孔陽極氧化鋁膜置于氧化劑和醇類的混合溶液中浸泡0.5?12h，去除制備好的多孔陽極氧化鋁膜的基底;其中氧化劑與醇類的質量比為1:2?1:9;
b將步驟a中去除基底的多孔陽極氧化鋁膜的阻擋層面朝下，浮在濃度為5%的磷酸溶液中120?300min，溶解阻擋層，形成雙通多孔陽極氧化膜；
c將步驟b中形成的雙通多孔陽極氧化鋁膜浸入5%的磷酸溶液中進行擴孔，時間為60?180min，最終得到孔徑為200?800nm的雙通多孔陽極氧化膜；
d采用鍍膜儀將步驟c中擴孔后的雙通多孔陽極氧化鋁膜的兩表面鍍一層金屬，該層厚度為5?lOOnm，增大雙通多孔陽極氧化鋁膜的強度；
e將步驟d中增大強度的雙通多孔陽極氧化鋁膜置于熔融噴絲容器內做噴絲頭，向熔融噴絲容器中通入氣體，增大熔融噴絲容器內壓力，將受熱融化的金屬通過多孔陽極氧化膜噴絲頭的納米孔擠出，該壓力為10?40kPa;
f在步驟e的納米多孔噴絲頭的出口處鼓入冷氮氣，該冷氮氣的溫度為O?20°C，使噴出的金屬納米纖維迅速凝固或固化，即得所述的低熔點金屬納米纖維。所述的氧化劑為溴或碘中的一種。
[0005]所述的醇類為甲醇或乙醇中的一種。
[0006]所述的鍍膜儀為等離子濺射儀或原子氣相沉積或金屬蒸發鍍膜儀中的一種。
[0007]所述的在雙通多孔陽極氧化鋁膜兩表面鍍的金屬為銅或銀或鐵或鎳中的一種。
[0008]所述的氣體為氬氣或氮氣中的一種。
[0009]所述的低熔點金屬為金屬錫或銦或鉍中的一種。
[0010]由于采用了以上技術方案，本發明的一種低熔點金屬納米纖維的制備方法，采用雙通的多孔氧化鋁膜作為噴絲頭，原料成本低，制備簡單，納米孔直徑均一，且可以通過調節納米孔的直徑制備不同直徑的低熔點金屬納米纖維。采用鍍膜儀在雙通多孔陽極氧化鋁膜上噴涂金屬，增大了雙通多孔膜的強度，使雙通的多孔氧化鋁膜能夠承受更大的壓力，而且由于金屬的加固作用，雙通多孔氧化鋁膜加熱后不會彎曲變形。雙通多孔氧化鋁膜孔隙率高，將強度加大后的氧化鋁膜用作噴絲頭，提高了生產效率，采用熔融擠出的方法制備低熔點金屬納米纖維，制備的金屬納米纖維長，而且工藝簡單安全、效率高、可實現產業化，具有較好的應用前景。
【具體實施方式】
[0011]下面結合本發明的實施例對本發明作進一步的闡述和說明。
[0012]
實施例1
a取制備好的多孔陽極氧化鋁膜置于由6.6g溴和13.4g甲醇組成的混合溶液中浸泡0.5h，去除制備好的多孔陽極氧化鋁膜的基底；
b將步驟a中去除基底的多孔陽極氧化鋁膜的阻擋層面朝下，浮在濃度為5%的磷酸溶液中120min，溶解阻擋層，形成雙通多孔陽極氧化鋁膜；
c將步驟b中形成的雙通多孔陽極氧化鋁膜浸入5%的磷酸溶液中進行擴孔，時間為60min，最終得到孔徑為200?400nm的雙通多孔陽極氧化鋁膜；
d采用等離子濺射儀將步驟c中擴孔后的雙通多孔陽極氧化鋁膜的兩表面鍍一層厚度為5 nm的金屬銅，增大雙通多孔陽極氧化鋁膜的強度；
e將步驟d中增大強度的雙通多孔陽極氧化鋁膜置于熔融噴絲容器內做噴絲頭，向熔融噴絲容器中通入壓力為1kPa的氮氣，增大熔融噴絲容器內壓力，將受熱融化的金屬錫通過多孔陽極氧化鋁膜噴絲頭的納米孔擠出；
f在步驟e的納米多孔噴絲頭的出口處鼓入溫度為(TC的氮氣，使噴出的金屬錫納米纖維迅速凝固或固化，即得所述的低熔點金屬錫納米纖維。
[0013]實施例2 a取制備好的多孔陽極氧化鋁膜置于2.0g碘和18.0g乙醇組成的混合溶液中浸泡12h，去除制備好的多孔陽極氧化鋁膜的基底；
b將步驟a中去除基底的多孔陽極氧化鋁膜的阻擋層面朝下，浮在濃度為5%的磷酸溶液中300min，溶解阻擋層，形成雙通多孔陽極氧化鋁膜；
c將步驟b中形成的雙通多孔陽極氧化鋁膜浸入5%的磷酸溶液中進行擴孔，時間為180min，最終得到孔徑為600?800nm的雙通多孔陽極氧化鋁膜；
d采用原子氣相沉積將步驟c中擴孔后的雙通多孔陽極氧化鋁膜的兩表面鍍一層厚度為100 nm的金屬銀，增大雙通多孔陽極氧化鋁膜的強度；
e將步驟d中增大強度的雙通多孔陽極氧化鋁膜置于熔融噴絲容器內做噴絲頭，向熔融噴絲容器中通入壓力為40kPa的氬氣，增大熔融噴絲容器內壓力，將受熱融化的金屬銦通過多孔陽極氧化鋁膜噴絲頭的納米孔擠出；
f在步驟e的納米多孔噴絲頭的出口處鼓入溫度為20°C的氮氣，使噴出的金屬銦納米纖維迅速凝固或固化，即得所述的低熔點金屬銦納米纖維。
[0014]實施例3
a取制備好的多孔陽極氧化鋁膜置于3.3g溴和16.7g甲醇組成的混合溶液中浸泡5h，去除制備好的多孔陽極氧化鋁膜的基底；
b將步驟a中去除基底的多孔陽極氧化鋁膜的阻擋層面朝下，浮在濃度為5%的磷酸溶液中200min，溶解阻擋層，形成雙通多孔陽極氧化鋁膜；
c將步驟b中形成的雙通多孔陽極氧化鋁膜浸入5%的磷酸溶液中進行擴孔，時間為200min，最終得到孔徑為300?500nm的雙通多孔陽極氧化鋁膜；