CN103806040A - 一种镍磷合金纳米管阵列的电化学合成方法 - Google Patents

一种镍磷合金纳米管阵列的电化学合成方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103806040A
CN103806040A CN201310557953.3A CN201310557953A CN103806040A CN 103806040 A CN103806040 A CN 103806040A CN 201310557953 A CN201310557953 A CN 201310557953A CN 103806040 A CN103806040 A CN 103806040A
Authority
CN
China
Prior art keywords
anodic oxidation
oxidation aluminium
aluminium formwork
preparation
nickel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310557953.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103806040B (zh
Inventor
张漫漫
李本强
薛新
江新兵
于伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN201310557953.3A priority Critical patent/CN103806040B/zh
Publication of CN103806040A publication Critical patent/CN103806040A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103806040B publication Critical patent/CN103806040B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

一种镍磷合金纳米管阵列的电化学制备方法，将阳极氧化铝模板清洗晾干，在背面溅射一层金膜，然后配制含有硫酸镍，硼酸，次亚磷酸钠的水溶液作为电解液；将阳极氧化铝模板喷金面与电源负极连接，作为电化学沉积反应的阴极；电源正极连接石墨电极，作为电化学沉积反应的阳极；将阳极氧化铝模板与石墨电极浸没于所配制的电解液中，分别采用恒压和恒流两种沉积模式制备镍磷纳米管，本发明所使用的原料方便易得，实验设备简单，工艺也易于实现，可以合成外径为200纳米，长度达50-60微米的镍磷纳米管阵列。

Description

一种镍磷合金纳米管阵列的电化学合成方法
技术领域
本发明属于结构化纳米材料制备技术领域，涉及到在锂离子电池及超级电容器领域用做电极材料的复合纳米材料，特别涉及一种镍磷合金纳米管阵列的电化学制备方法。
背景技术
纳米线、纳米管等一维纳米材料具有独特的光、电、磁等特性，在纳米器件、锂离子电池以及超级电容器等方面具有广泛的应用前景。一维镍磷合金纳米管材料具有较大的比表面积，同时也具有优异的储能特性，可以作为锂离子电池及超级电容器的电极材料。目前利用电化学方法制备一维纳米材料的有效方法是阳极氧化铝模板（AAO）辅助电沉积合成法，利用此方法合成Ni纳米线的工艺已经很成熟，而合成Ni-P纳米管复合材料的报道还很少，也没有用电化学沉积方法制备此类材料的报道。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种镍磷合金纳米管阵列的电化学制备方法，能够制备高度有序的镍磷纳米管阵列。
为了达到上述目的，发明采取的技术方案为：
一种镍磷合金纳米管阵列的电化学制备方法，包括以下步骤：
1）阳极氧化铝模板的预处理及金电极的制备：将阳极氧化铝模板分别利用无水乙醇和去离子水超声清洗10-20分钟，晾干；采用多靶材溅射系统在阳极氧化铝模板的背面溅射一层10-20纳米的金膜；
2）电解液的配制：以硫酸镍（NiSO4·6H2O）、硼酸（H3BO3）、次亚磷酸钠（NaH2PO2·H2O）为原料，在室温下用去离子水溶解，配制含有各物质浓度为50-100克/升硫酸镍，15-30克/升硼酸，35-70克/升次亚磷酸钠的水溶液作为电解液；
3）电沉积反应回路的搭建：利用双面导电胶带将阳极氧化铝模板喷金面粘接在铜片上，铜片的另一端与电源负极连接，作为电化学沉积反应的阴极；电源正极连接石墨电极，作为电化学沉积反应的阳极；将阳极氧化铝模板与石墨电极浸没于所配制的电解液中，两电极之间的距离为8-12厘米；
4）镍磷纳米管的电沉积组装：分别采用恒压和恒流两种沉积模式制备镍磷纳米管，恒压法的工艺参数为：电压3.25伏，沉积时间为4.5小时；恒流法又分为大电流密度沉积和小电流密度沉积，大电流密度沉积的工艺参数为：电流密度为200mA/cm2,沉积时间为25分钟；小电流密度沉积的工艺参数为：电流密度为1mA/cm2,沉积时间为120分钟。
本发明的优点：
本发明所使用的原料方便易得，实验设备简单，工艺也易于实现，可以合成外径为200纳米，长度达50-60微米的镍磷纳米管阵列。
附图说明
图1为实施例1的镍磷纳米管阵列的扫描电子显微镜照片，其中
a—放大倍数为20千倍，即2万倍；
b—放大倍数为6千倍。
图2为实施例2的镍磷纳米管阵列的扫描电子显微镜照片，其中
a—放大倍数为60千倍，即6万倍；
b—放大倍数为25千倍，即2万5千倍。
图3为实施例3的镍磷纳米管阵列的扫描电子显微镜照片，其中
a—放大倍数为60千倍，即6万倍；
b—放大倍数为45千倍，即4万5千倍。
具体实施方式
现结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种镍磷合金纳米管阵列的电化学制备方法，包括以下步骤：
1）阳极氧化铝模板的预处理及金电极的制备：将阳极氧化铝模板分别利用无水乙醇和去离子水超声清洗10分钟，晾干；采用多靶材溅射系统在阳极氧化铝模板的背面溅射一层10纳米的金膜；
2）电解液的配制：以硫酸镍（NiSO4·6H2O）、硼酸（H3BO3）、次亚磷酸钠（NaH2PO2·H2O）为原料，在室温下用去离子水溶解，配制含有各物质浓度为100克/升硫酸镍，30克/升硼酸，70克/升次亚磷酸钠的水溶液20毫升作为电解液；
3）电沉积反应回路的搭建：利用双面导电胶带将阳极氧化铝模板喷金面粘接在铜片上，铜片的另一端与电源负极连接，作为电化学沉积反应的阴极；电源正极连接石墨电极，作为电化学沉积反应的阳极；将阳极氧化铝模板与石墨电极浸没于所配制的电解液中，两电极之间的距离为10厘米；
4）镍磷纳米管的电沉积组装：采用恒压沉积模式制备镍磷纳米管，恒压法的工艺参数为：电压3.25伏，沉积时间为4.5小时。
制备出镍磷纳米管结构参照图1，由图1可见该镍磷纳米管阵列高度有序，纳米管结构分布均匀。
实施例2
一种镍磷合金纳米管阵列的电化学制备方法，包括以下步骤：
1）阳极氧化铝模板的预处理及金电极的制备：将阳极氧化铝模板分别利用无水乙醇和去离子水超声清洗15分钟，晾干；采用多靶材溅射系统在阳极氧化铝模板的背面溅射一层15纳米的金膜；
2）电解液的配制：以硫酸镍（NiSO4·6H2O）、硼酸（H3BO3）、次亚磷酸钠（NaH2PO2·H2O）为原料，在室温下用去离子水溶解，配制含有各物质浓度为100克/升硫酸镍，30克/升硼酸，70克/升次亚磷酸钠的水溶液20毫升作为电解液；
3）电沉积反应回路的搭建：利用双面导电胶带将阳极氧化铝模板喷金面粘接在铜片上，铜片的另一端与电源负极连接，作为电化学沉积反应的阴极；电源正极连接石墨电极，作为电化学沉积反应的阳极；将阳极氧化铝模板与石墨电极浸没于所配制的电解液中，两电极之间的距离为12厘米；
4）镍磷纳米管的电沉积组装：采用恒流制备镍磷纳米管，恒流法为大电流密度沉积，大电流密度沉积的工艺参数为：电流密度设定为200mA/cm2，根据阳极氧化铝模板的面积，设置电流为20毫安，沉积时间为25分钟。
制备出镍磷纳米管结构参照图2，由图2可见该镍磷纳米管阵列管壁厚度均匀一致，纳米管结构分布均匀有序。
实施例3：
一种镍磷合金纳米管阵列的电化学制备方法，包括以下步骤：
1）阳极氧化铝模板的预处理及金电极的制备：将阳极氧化铝模板分别利用无水乙醇和去离子水超声清洗20分钟，晾干；采用多靶材溅射系统在阳极氧化铝模板的背面溅射一层20纳米的金膜；
2）电解液的配制：以硫酸镍（NiSO4·6H2O）、硼酸（H3BO3）、次亚磷酸钠（NaH2PO2·H2O）为原料，在室温下用去离子水溶解，配制含有各物质浓度为50克/升硫酸镍，15克/升硼酸，35克/升次亚磷酸钠的水溶液20毫升作为电解液；
3）电沉积反应回路的搭建：利用双面导电胶带将阳极氧化铝模板喷金面粘接在铜片上，铜片的另一端与电源负极连接，作为电化学沉积反应的阴极；电源正极连接石墨电极，作为电化学沉积反应的阳极；将阳极氧化铝模板与石墨电极浸没于所配制的电解液中，两电极之间的距离为8厘米；
4）镍磷纳米管的电沉积组装：采用恒流制备镍磷纳米管，恒流法为小电流密度沉积，小电流密度沉积的工艺参数为：电流密度设定为1mA/cm2，根据阳极氧化铝模板的面积，设置电流为1毫安，沉积时间为120分钟。
制备出镍磷纳米管结构参照图3，由图3可见该镍磷纳米管阵列管壁厚度一致，纳米管结构分布均匀。

Claims (4)

1.一种镍磷合金纳米管阵列的电化学制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）阳极氧化铝模板的预处理及金电极的制备：将阳极氧化铝模板分别利用无水乙醇和去离子水超声清洗10-20分钟，晾干；采用多靶材溅射系统在阳极氧化铝模板的背面溅射一层10-20纳米的金膜；
2）电解液的配制：以硫酸镍（NiSO4·6H2O）、硼酸（H3BO3）、次亚磷酸钠（NaH2PO2·H2O）为原料，在室温下用去离子水溶解，配制含有各物质浓度为50-100克/升硫酸镍，15-30克/升硼酸，35-70克/升次亚磷酸钠的水溶液作为电解液；
3）电沉积反应回路的搭建：利用双面导电胶带将阳极氧化铝模板喷金面粘接在铜片上，铜片的另一端与电源负极连接，作为电化学沉积反应的阴极；电源正极连接石墨电极，作为电化学沉积反应的阳极；将阳极氧化铝模板与石墨电极浸没于所配制的电解液中，两电极之间的距离为8-12厘米；
4）镍磷纳米管的电沉积组装：分别采用恒压和恒流两种沉积模式制备镍磷纳米管，恒压法的工艺参数为：电压3.25伏，沉积时间为4.5小时；恒流法又分为大电流密度沉积和小电流密度沉积，大电流密度沉积的工艺参数为：电流密度为200mA/cm2,沉积时间为25分钟；小电流密度沉积的工艺参数为：电流密度为1mA/cm2,沉积时间为120分钟。
2.根据权利要求1所述的一种镍磷合金纳米管阵列的电化学制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）阳极氧化铝模板的预处理及金电极的制备：将阳极氧化铝模板分别利用无水乙醇和去离子水超声清洗10分钟，晾干；采用多靶材溅射系统在阳极氧化铝模板的背面溅射一层10纳米的金膜；
2）电解液的配制：以硫酸镍（NiSO4·6H2O）、硼酸（H3BO3）、次亚磷酸钠（NaH2PO2·H2O）为原料，在室温下用去离子水溶解，配制含有各物质浓度为100克/升硫酸镍，30克/升硼酸，70克/升次亚磷酸钠的水溶液20毫升作为电解液；
3）电沉积反应回路的搭建：利用双面导电胶带将阳极氧化铝模板喷金面粘接在铜片上，铜片的另一端与电源负极连接，作为电化学沉积反应的阴极；电源正极连接石墨电极，作为电化学沉积反应的阳极；将阳极氧化铝模板与石墨电极浸没于所配制的电解液中，两电极之间的距离为10厘米；
4）镍磷纳米管的电沉积组装：采用恒压沉积模式制备镍磷纳米管，恒压法的工艺参数为：电压3.25伏，沉积时间为4.5小时。
3.根据权利要求1所述的一种镍磷合金纳米管阵列的电化学制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）阳极氧化铝模板的预处理及金电极的制备：将阳极氧化铝模板分别利用无水乙醇和去离子水超声清洗15分钟，晾干；采用多靶材溅射系统在阳极氧化铝模板的背面溅射一层15纳米的金膜；
2）电解液的配制：以硫酸镍（NiSO4·6H2O）、硼酸（H3BO3）、次亚磷酸钠（NaH2PO2·H2O）为原料，在室温下用去离子水溶解，配制含有各物质浓度为100克/升硫酸镍，30克/升硼酸，70克/升次亚磷酸钠的水溶液20毫升作为电解液；
3）电沉积反应回路的搭建：利用双面导电胶带将阳极氧化铝模板喷金面粘接在铜片上，铜片的另一端与电源负极连接，作为电化学沉积反应的阴极；电源正极连接石墨电极，作为电化学沉积反应的阳极；将阳极氧化铝模板与石墨电极浸没于所配制的电解液中，两电极之间的距离为12厘米；
4）镍磷纳米管的电沉积组装：采用恒流制备镍磷纳米管，恒流法为大电流密度沉积，大电流密度沉积的工艺参数为：电流密度设定为200mA/cm2，根据阳极氧化铝模板的面积，设置电流为20毫安，沉积时间为25分钟。
4.根据权利要求1所述的一种镍磷合金纳米管阵列的电化学制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）阳极氧化铝模板的预处理及金电极的制备：将阳极氧化铝模板分别利用无水乙醇和去离子水超声清洗20分钟，晾干；采用多靶材溅射系统在阳极氧化铝模板的背面溅射一层20纳米的金膜；
2）电解液的配制：以硫酸镍（NiSO4·6H2O）、硼酸（H3BO3）、次亚磷酸钠（NaH2PO2·H2O）为原料，在室温下用去离子水溶解，配制含有各物质浓度为50克/升硫酸镍，15克/升硼酸，35克/升次亚磷酸钠的水溶液20毫升作为电解液；
3）电沉积反应回路的搭建：利用双面导电胶带将阳极氧化铝模板喷金面粘接在铜片上，铜片的另一端与电源负极连接，作为电化学沉积反应的阴极；电源正极连接石墨电极，作为电化学沉积反应的阳极；将阳极氧化铝模板与石墨电极浸没于所配制的电解液中，两电极之间的距离为8厘米；
4）镍磷纳米管的电沉积组装：采用恒流制备镍磷纳米管，恒流法为小电流密度沉积，小电流密度沉积的工艺参数为：电流密度设定为1mA/cm2，根据阳极氧化铝模板的面积，设置电流为1毫安，沉积时间为120分钟。
CN201310557953.3A 2013-11-08 2013-11-08 一种镍磷合金纳米管阵列的电化学合成方法 Expired - Fee Related CN103806040B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310557953.3A CN103806040B (zh) 2013-11-08 2013-11-08 一种镍磷合金纳米管阵列的电化学合成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310557953.3A CN103806040B (zh) 2013-11-08 2013-11-08 一种镍磷合金纳米管阵列的电化学合成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103806040A true CN103806040A (zh) 2014-05-21
CN103806040B CN103806040B (zh) 2016-07-06

Family

ID=50703406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310557953.3A Expired - Fee Related CN103806040B (zh) 2013-11-08 2013-11-08 一种镍磷合金纳米管阵列的电化学合成方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103806040B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108010719A (zh) * 2017-12-05 2018-05-08 武汉理工大学 一种捕收弱磁性纳米颗粒的高梯度聚磁介质的制备方法
CN108070883A (zh) * 2017-12-07 2018-05-25 天津大学 一种基于阳极氧化铝模板法制备纯净纳米钴阵列的方法
CN112795963A (zh) * 2020-12-28 2021-05-14 青岛大学 一种简易快速制备超微电极阵列的方法
CN113030209A (zh) * 2021-03-16 2021-06-25 青岛大学 一种快速可控制备柔性石墨烯电极的方法及应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4955532A (zh) * 1972-10-02 1974-05-29
US4345007A (en) * 1975-12-17 1982-08-17 General Electric Company Electro-deposition of a nonmagnetic conductive coating for memory wire protection
CN85104887A (zh) * 1985-06-22 1987-01-21 上海钢铁研究所 镍磷合金电镀
US20040031694A1 (en) * 2002-02-06 2004-02-19 Li-Qun Feng Commercial process for electroplating nickel-phosphorus coatings
CN1978710A (zh) * 2005-12-09 2007-06-13 中国科学院兰州化学物理研究所 镍磷合金镀层的电沉积方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4955532A (zh) * 1972-10-02 1974-05-29
US4345007A (en) * 1975-12-17 1982-08-17 General Electric Company Electro-deposition of a nonmagnetic conductive coating for memory wire protection
CN85104887A (zh) * 1985-06-22 1987-01-21 上海钢铁研究所 镍磷合金电镀
US20040031694A1 (en) * 2002-02-06 2004-02-19 Li-Qun Feng Commercial process for electroplating nickel-phosphorus coatings
CN1978710A (zh) * 2005-12-09 2007-06-13 中国科学院兰州化学物理研究所 镍磷合金镀层的电沉积方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
C.S.HSU ET AL: "Study on the Electrodeposition of Ni-P Nanowires and Their Electrocatalytic Properties", 《METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A》 *
JINGJUN LIU ET AL: "Controllable growth and magnetic characterization of electrodeposited nanocrystalline Ni–P alloy nanotube and nanowire arrays inside AAO template", 《JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108010719A (zh) * 2017-12-05 2018-05-08 武汉理工大学 一种捕收弱磁性纳米颗粒的高梯度聚磁介质的制备方法
CN108070883A (zh) * 2017-12-07 2018-05-25 天津大学 一种基于阳极氧化铝模板法制备纯净纳米钴阵列的方法
CN108070883B (zh) * 2017-12-07 2019-09-17 天津大学 一种基于阳极氧化铝模板法制备纯净纳米钴阵列的方法
CN112795963A (zh) * 2020-12-28 2021-05-14 青岛大学 一种简易快速制备超微电极阵列的方法
CN112795963B (zh) * 2020-12-28 2022-05-27 青岛大学 一种简易快速制备超微电极阵列的方法
CN113030209A (zh) * 2021-03-16 2021-06-25 青岛大学 一种快速可控制备柔性石墨烯电极的方法及应用
CN113030209B (zh) * 2021-03-16 2023-04-28 青岛大学 一种快速可控制备柔性石墨烯电极的方法及应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN103806040B (zh) 2016-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5714724B2 (ja) スーパーキャパシタ用ナノ多孔性電極及びこれの製造方法
CN102938331A (zh) 一种泡沫镍基MnO2/C复合电极材料及其制备方法
CN103489661B (zh) 一种超级电容器电极材料及其制备方法
CN103806040B (zh) 一种镍磷合金纳米管阵列的电化学合成方法
CN109638357A (zh) 一种锂离子电池极片/隔膜一体化的制备方法
CN103794754A (zh) 复合负电极及其制备方法、电化学电源及其应用
CN102324302B (zh) 基于一维金属/碳纳米管同轴异质结的超级电容的制备方法
CN101498050A (zh) 一种镍锌合金纳米线阵列材料的制备方法
CN102677115A (zh) 一种利用二次阳极氧化铝模板制备多层纳米线及方法
CN107785586A (zh) 用于二次金属锂电池负极的三维多孔铜/石墨烯复合集流体
CN109390590A (zh) 一种基于无纺布制备电池集流体的工艺及电池集流体
CN105448536B (zh) 氧化镍/氧化钛纳米复合材料及其制备方法和储能应用
CN109119604A (zh) 一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料及其制备方法
CN111060575A (zh) 一种用于葡萄糖无酶检测的多孔Co-P复合电极及其制备方法与应用
KR20220040505A (ko) 금속 음극 및 상기 금속 음극의 제작 방법 그리고 상기 금속 음극을 구비하는 이차 전지
CN104562097B (zh) 一种自支撑镍纳米线阵列膜的制备方法
CN1333109C (zh) 一种金属镍纳米管有序结构的电化学合成方法
CN108573817A (zh) 三元复合柔性电极、柔性超级电容器及它们的制备方法和装置
CN101620936A (zh) 二氧化铅/活性碳混合超级电容器
CN109713213A (zh) 一种具有功能性界面修饰层的金属锌负极及其制备方法和应用
Guo et al. Self-etching Ni–Co hydroxides@ Ni–Cu nanowire arrays with enhancing ultrahigh areal capacitance for flexible thin-film supercapacitors
CN110676461A (zh) 一种具有柔性自支撑功能的高柔性锂离子电池织物及其制备方法
CN105405674A (zh) 一种过渡金属高价氧化物电极及其制备方法和应用
CN104846411A (zh) 利用阳极氧化铝模板制备花状纳米金属钴的方法及其产物
CN108538645A (zh) 一种碳/过渡金属基复合电极的制备方法及其产品和用途

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160706

Termination date: 20181108

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee