CN104805475B - 一种磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜、制备方法及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜及其制备方法，所述复合薄膜包括Co纳米线和多孔氧化铝薄膜，所述Co纳米线位于所述多孔氧化铝薄膜的纳米孔洞中，并且所述Co纳米线的长度从多孔氧化铝薄膜的中心处向四周递减。所述磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜具有高饱和度环形结构色和渐变的磁性，制备方法简单，只需一次交流电沉积即可制备得到，成本较低，能够应用于防伪、绘画、装饰、化妆品、显像技术、染料敏化和太阳能电池等领域。

Description

一种磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜、制备方法及其用途

技术领域

本发明属于电化学技术领域，尤其涉及一种磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜、制备方法及其用途。

背景技术

多孔阳极氧化铝(Porous Anodic Alumina)，简称PAA，是将高纯铝置于酸性电解液中在低温下经阳极氧化而制得的具有自组织的高度有序纳米孔阵列结构。它由阻挡层和多孔层构成，紧靠金属铝表面是一层薄而致密的阻挡层，多孔层的膜胞为六边紧密堆积排列，每个膜胞中心都有一个纳米级的微孔，孔的大小比较均匀，且与铝基体表面垂直，彼此平行排列。多孔阳极氧化铝膜制备工艺简单，孔的形貌和大小还可以随电解条件不同在较大的范围内进行调控，此外具有纳米孔洞的多孔阳极氧化铝薄膜是宽带隙金属氧化物半导体材料，具有热稳定性、抗腐蚀性、化学稳定性和高介电常数，在有序纳米结构的合成中得到了广泛的应用。

结构色是由于复色光(例如自然光)经薄膜的上表面和下表面反射后相互干涉而产生。多孔氧化铝薄膜各处的厚度相同，由于等倾干涉可以呈现出单一结构色。单一结构色的颜色取决于多孔氧化铝薄膜的厚度，但颜色饱和度较低。随着光子晶体研究的深入，关于氧化铝薄膜的结构色问题也有了一定的研究。

1969年，Diggle等人报道在可见光范围内，有铝基支撑的氧化铝薄膜当厚度小于1μm时因光干涉作用会产生明亮的颜色。2007年，日本东北大学Wang等人报道利用CVD技术在氧化铝薄膜上沉积碳纳米管后，制备出了颜色饱和度较高的氧化铝薄膜。随后，2010年，中科院合肥物质科学研究院固体所赵相龙博士在碳管复合氧化铝复合薄膜颜色的调控研究方面取得了重要进展，实现了对碳管复合氧化铝复合薄膜颜色的精细调控。2011年，河北师范大学孙会元教授小组采用多次氧化法制备了具有变化彩条特征的氧化铝复合薄膜。2013年河北民族师范学院采用一次氧化工艺制备孔深渐变且具有虹彩环形结构色的氧化铝薄膜，但是其结构色饱和度较低，同时薄膜的物性单一。

上述研究使人们对多孔氧化铝薄膜的结构色问题有了更深入的了解，但是多孔氧化铝薄膜的结构色饱和度还需要进一步提高。近年来，研究者们将视线集中在了以多孔阳极氧化铝为模板，采用交流电沉积或直流电沉积制备纳米材料与多孔氧化铝薄膜的复合材料上，例如，2006年Xu等采用多孔阳极氧化铝为模板，以50g/L的CoSO₄·7H₂O和30g/L的H₃BO₃为电解液，在电压为20V、pH值为3.0-4.0，温度为30℃条件下交流电沉积15min制备了钴纳米线阵列，实验结果显示，制备的纯钴纳米线阵列为非晶结构(Fabrication ofamorphous Co and Co-P nanometer array with different shapes in aluminatemplate by AC electrodeposition，Materials Letters，2006，60(17):2069-2072)。2014年张志俊研究了PAA@M(M＝Ag、Co)复合薄膜的结构色，以60g/L的CoSO₄·7H₂O，5g/L的抗坏血酸和30g/L的H₃BO₃为电解液在15℃，电压为15V，pH值大概在3.5左右的条件下，制备了PAA@Co复合薄膜，但是复合薄膜的Co没有沉积到PAA孔中，而是沉积到了PAA表面。

虽然Co纳米线与多孔氧化铝的复合薄膜已有研究，但是现有的复合薄膜的结构色饱和度还有待于进一步提高，并且Co纳米线的长度从多孔氧化铝薄膜的中心处向四周递减的复合薄膜还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜、制备方法及其用途，所述磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜具有高饱和度环形结构色和从多孔氧化铝薄膜的中心处向四周递减的磁性，制备方法简单，能够应用于防伪、绘画、装饰、化妆品、显像技术、染料敏化和太阳能电池等领域。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的多孔氧化铝薄膜的中心为所述多孔氧化铝薄膜的几何中心。

一方面，本发明提供了一种磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜，所述复合薄膜包括Co纳米线和多孔氧化铝薄膜，所述Co纳米线位于所述多孔氧化铝薄膜的纳米孔洞中，并且所述Co纳米线的长度从多孔氧化铝薄膜的中心处向四周递减。

本发明提供的Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜将Co纳米线沉积到多孔氧化铝薄膜的纳米孔洞中，使得多孔氧化铝薄膜具有磁性，并且由于沉积到多孔氧化铝薄膜纳米孔洞中的Co纳米线长度从多孔氧化铝薄膜的中心处向四周递减，所以所述磁性从多孔氧化铝薄膜的中心处向四周递减。

所述磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜中Co纳米线的长度从多孔氧化铝薄膜的中心处向四周对称性递减。

所述多孔氧化铝薄膜的厚度为1μm以下，如0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm或0.9μm等。

厚度在1μm以下的多孔氧化铝薄膜具有单一结构色，Co纳米线沉积到具有单一结构色的多孔氧化铝薄膜孔洞中，使得多孔氧化铝薄膜的折射率增加，并且使得铝和氧化铝界面的反射光强减弱，从而薄膜颜色饱和度提高，并且由于Co纳米线的长度从所述多孔氧化铝薄膜的中心处向四周对称性递减，因此所述复合薄膜能够呈现环形虹彩结构色。

本发明提供的Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜含有Co纳米线，故而其具有磁性。由于多孔氧化铝薄膜各孔洞中沉积的Co纳米线直径相同，长度从多孔氧化铝薄膜的中心处向四周递减，所以孔洞中Co的沉积量从多孔氧化铝薄膜的中心处向四周递减，因此本发明提供的复合薄膜的磁性从多孔氧化铝薄膜的中心处向四周递减。

另一方面，本发明提供了一种如上所述的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜的制备方法，所述制备方法为：将多孔氧化铝薄膜置于含有Co离子的电解液中，以点电极或类点电极为对电极，进行交流电沉积，得到磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜。

本发明所述类点电极为在电压高于25V，电极间距为4～6cm的情况下，能够形成与点电极类似电场的电极。

本发明提供的Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜制备方法简单，只需一次交流电沉积即可制得Co纳米线长度从多孔氧化铝薄膜的中心处向四周递减的复合薄膜，成本较低。

所述交流电沉积的电压为25～27V，如25.1V、25.2V、25.5V、25.8V、26V、26.2V、26.5V或26.8V等。

优选地，所述多孔氧化铝薄膜与所述对电极之间的距离为4～6cm，如4.5cm、5cm或5.5cm等。

对单一结构色多孔氧化铝薄膜在高电场下进行交流电沉积金属Co，在多孔氧化铝薄膜纳米孔洞中形成Co纳米线，使得复合薄膜折射率增加，同时减弱了铝和氧化铝界面的反射光强，从而提高了薄膜颜色的饱和度。在电沉积过程中，高电场以及电极间的短间距使得所述多孔氧化铝薄膜的对电极类似点电极，Co纳米线的生长速率从多孔氧化铝薄膜中心处向四周逐渐减小，使Co纳米线长度沿薄膜中心处向四周递减，从而Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜呈现高饱和度环形虹彩结构色，且磁性从薄膜中心处向四周逐渐减小。

优选地，所述对电极为碳棒或碳片。碳棒或碳片在高电场以及与所述多孔氧化铝薄膜的间距较小时类似于点电极，并且其易获得，价格低。

优选地，所述多孔氧化铝薄膜与其对电极平行放置。

所述交流电沉积的时间为20～30s，如21s、22s、23s、24s、25s、26s、27s、28s或29s等。

优选地，所述含有Co离子的电解液为CoSO₄溶液，优选浓度为0.10mol/L～0.14mol/L，如0.11mol/L、0.12mol/L、0.13mol/L或0.14mol/L的CoSO4溶液；进一步优选地，所述含有Co离子的电解液中还含有硼酸，所述硼酸的浓度为0.37mol/L～0.41mol/L，如含有0.38mol/L、0.39mol/L、0.40mol/L或0.41mol/L等的硼酸。

所述多孔氧化铝薄膜通过如下方法获得：

(1)对铝箔进行预处理；

(2)将经预处理后的铝箔作为阳极连同与该阳极平行的阴极置入第一电解液中进行电化学氧化，得到多孔氧化铝薄膜。

步骤(1)所述预处理依次包括剪裁、清洗、退火和电化学抛光。

具体地，所述预处理为：把纯度为99.999％，厚度为0.3mm的高纯铝箔剪成2cm左右的圆片，压平后放在丙酮溶液中超声波清洗30分钟，随后放入酒精中超声清洗30分钟，最后在去离子水中反复冲洗，晾干后放置在石英管式炉中，在400℃真空退火2h，冷却至室温。然后对退火后的高纯铝箔进行电抛光处理，电抛光液为体积比1:4的HClO₄与无水乙醇的混合液，以铝箔作为阳极，碳棒作为阴极，在电压20V左右进行电抛光5min。

步骤(2)所述阴极为碳棒。

优选地，所述阴极与阳极之间的距离为8～14cm，如9cm、10cm、11cm、12cm、13cm或13.5cm等。

步骤(2)所述电解液为4.75～5.25wt％的磷酸，如浓度为4.8wt％、4.85wt％、4.9wt％、4.95wt％、5.0wt％、5.05wt％、5.1wt％、5.15wt％或5.2wt％等的磷酸。此浓度范围内的磷酸，电化学反应平稳、可控。

优选地，所述电化学氧化时间为13～16min，如13min、14min、15min或16min等，所述电化学氧化电压为16～24V，如17V、18V、19V、20V、21V、22V或23V等。

步骤(2)中选择合适的氧化时间，即可得到具有单一结构色的多孔氧化铝薄膜。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明提供的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜具有高饱和度虹彩环形结构色和可变磁性，在外加磁场为7000oe时磁性达到饱和，从复合薄膜中心处向四周递减的磁性依次为3.28、3.02、2.96、2.77、2.74emu/cm³。

2、本发明提供的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜中Co纳米线长度从薄膜中心向四周对称性递减，且长度不一的Co纳米线仅一次交流沉积工艺即可制得，制备方法简单，成本较低。

3、本发明提供的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜在防伪、绘画、装饰、化妆品、显像技术、染料敏化和太阳能电池等领域具有广阔的用途。

附图说明

图1为本发明提供的制备磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜的装置示意图：(a)为电化学反应装置示意图；(b)为电沉积装置示意图。

图2为本发明实施例4得到的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜的XRD图。

图3为本发明实施例4得到的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜的表面SEM图。

图4为本发明实施例4得到的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜的反射光谱图。

图5为本发明实施例4得到的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜的截面SEM图。

图6为本发明实施例4得到的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜不同颜色区域的磁滞回线。

图7为本发明提供的交流电沉积电化学反应示意图。

图8为本发明实施例1和实施例4制得的Co纳米线分布规律截面示意图。

图9为本发明实施例5和实施例6制得的Co纳米线长度及长度梯度变化的截面示意图。

图10为本发明实施例4和实施例8制得的Co纳米线长度及长度梯度变化的截面示意图。

图11为本发明实施例4和实施例10制得的Co纳米线长度及长度梯度变化的截面示意图。

图12为本发明实施例1～4得到的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜的数码照片。

图13为本发明实施例5、4和6得到的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜的数码照片。

图14为本发明实施例4、7和8得到的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜的数码照片。

其中：1—电解槽；2—电解液；3—碳棒；4—铝箔；5—铜导线；6—铜电极；7—氧化铝孔洞；8—Co纳米线。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明中所说的左右是指纸张的左边和右边。

如图1所示，为本发明提供的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜的制备装置示意图。所述装置包括：电解槽1，电解液2，铝箔4，碳棒3，铜导线5和电源，铝箔4通过铜电极6和铜导线5与电源相连，铝箔4安装在电解槽的一个侧壁上，碳棒3通过铜导线5连接安培表一端，安培表的另一端与电源一极连接，碳棒3与铝箔4平行地浸入电解液2中。

以下实施例中采用的设备型号及其生产厂家如下：

超声波清洗机(型号PS-08A，深圳恒力超声波设备有限公司)；

石英管式炉(型号HTL1100-60，合肥科晶材料技术有限公司)；

直流电源(型号为DC-1760，合肥达春电子有限公司)；

数码相机(型号为EOS600D，佳能中国有限公司)；

扫描电镜(型号为S-4800，日本Hitachi公司)；

紫外可见分光光度计(型号为日立U-3010，日本日立公司)；

物理性能测试系统(型号为PPMS-6000，美国Quantum Design公司)。

实施例1

根据以下步骤制备磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜：

(1)把纯度为99.999％，厚度为0.3mm的高纯铝箔剪成2cm左右的圆片，压平后放在丙酮溶液中超声波清洗30分钟，随后放入酒精中超声清洗30分钟，最后在去离子水中反复冲洗，晾干后放置在石英管式炉中，在400℃真空退火2h，冷却至室温。然后对退火后的高纯铝箔进行电抛光处理，电抛光液为体积比1:4的HClO₄与无水乙醇的混合液，以铝箔作为阳极，碳棒作为阴极，在电压20V左右进行电抛光5min；

(2)将抛光后的高纯铝箔放置于电解槽中作为阳极，以长8cm、直径为6mm的碳棒为阴极，电极间距为10cm，电解液为5wt％的磷酸溶液，在20V的电压下进行电化学氧化，待氧化13min后，取出清洗干净，得到多孔氧化铝薄膜；

(3)将多孔氧化铝薄膜置入0.12mol/L的CoSO₄电溶液中，电压为26V，电沉积时间为20s，电极间距为4cm，进行交流电沉积，得到磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜。

实施例2

除了步骤(2)中氧化时间为14min，其他条件与实施1相同。

实施例3

除了步骤(2)中氧化时间为15min，其他条件与实施1相同。

实施例4

除了步骤(2)中氧化时间为16min，其他条件与实施1相同。

实施例5

除了步骤(3)中交流沉积电压为25V，其他条件与实施例4相同。

实施例6

除了步骤(3)中交流沉积电压为27V，其他条件与实施例4相同

实施例7

除了步骤(3)中交流沉积时间为25s，其他条件与实施例4相同。

实施例8

除了步骤(3)中交流沉积时间为30s，其他条件与实施例4相同。

实施例9

除了步骤(3)中电极间距为5cm，其他条件与实施例4相同。

实施例10

除了步骤(3)中电极间距为6cm，其他条件与实施例4相同。

实验测试：

采用数码相机对实施例1～8制得的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜进行拍照；采用扫描电镜对实施例4制得的复合薄膜表面和截面形貌进行表征；采用紫外可见分光光度计对实施例4制备的复合薄膜的反射光谱进行测试；利用物理性能测试系统对实施例4制备的复合薄膜的磁性进行测试。

测试结果：

如图2所示，为本发明实施例4制备得到的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜的XRD图。XRD结果表明多孔氧化铝薄膜中存在Co纳米线，且为(101)择优取向。

如图3所示，为本发明实施例4制备的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜的表面SEM图。图3中a和b分别为薄膜中心和薄膜边缘的表面电镜照片，从图中可以看出，所述复合薄膜中心及边缘处孔洞的平均孔径近似相同，约为30nm，说明本发明制备得到的Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜中Co纳米线没有破坏所述多孔氧化铝薄膜的纳米孔洞结构。

如图4所示，为本发明实施例4制备的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜的反射光谱图。从图中可以看出，所述Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜反射光谱的波峰位置对应的波长分别为496nm和692nm，在可见光范围内所对应的颜色分别为蓝色和红色。

如图5所示，为本发明实施例4制备的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜的截面SEM图。图5中a、b、c、d、e和f分别为从薄膜中心依次向四周不同颜色区域对应的电镜截面照片，薄膜厚度为600nm；a、b、c、d、e、f区域对应的Co纳米线高度分别为227nm、205nm、182nm、168nm、154nm和114nm，说明本发明提供的复合薄膜中Co纳米线的长度从多孔氧化铝薄膜中心向四周递减；所述Co纳米线位于所述多孔氧化铝薄膜的孔洞中。

如图6所示，为本发明实施例4制备的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜的磁滞回线。外加磁场方向为平行Co纳米线方向，外加磁场强度为8000oe。图中1、2、3、4和5分别为从薄膜中心依次向四周不同颜色区域对应的磁滞回线。从图中可以看出，所述Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜的磁性由薄膜中心处向四周逐渐减小，与图5的测试结果相一致。

如图7所示，为本发明提供的交流电沉积电化学反应示意图。碳棒3与铝箔4的距离为4cm，选择较大电压，碳棒3的作用效果类似于点电极，近似可以看作是由一点出发的辐射状电流线。所以，本发明提供的复合薄膜中Co纳米线的长度从多孔氧化铝薄膜中心向四周递减。

如图8所示，为本发明实施例1和实施例4制得的Co纳米线分布规律截面示意图。其中，(a)为氧化实施例1制得的多孔氧化铝薄膜，(c)为实施例1制得的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜；(b)为实施例4制得的多孔氧化铝薄膜，(d)为实施例4制得的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜。从图中可以看出，氧化时间的长短影响多孔氧化铝薄膜的厚度；Co纳米线长度从薄膜中心处向四周递减，因沉积条件相同，Co纳米线长度及分布规律相同。

如图9所示，为本发明实施例5和实施例6制得的Co纳米线长度及长度梯度变化的截面示意图。其中，(a)为实施例5制得的多孔氧化铝薄膜，(c)为实施例5制得的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜；(b)为实施例6制得的多孔氧化铝薄膜，(d)为实施例5制得的磁性的Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜。从图中可以看出，多孔氧化铝薄膜厚度相同的条件下，Co纳米线长度及长度梯度随沉积电压的增加而增加。

如图10所示，为本发明实施例4和实施例8制得的Co纳米线长度及长度梯度变化的截面示意图。其中，(a)为实施例4制得的多孔氧化铝薄膜，(c)为实施例4制得的磁性的Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜；(b)为实施例8制得的多孔氧化铝薄膜，(d)为实施例8制得的磁性的Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜。从图中可以看出，多孔氧化铝薄膜厚度相同的条件下，Co纳米线长度及长度梯度随交流电沉积时间的增加而增加。

如图11所示，为本发明实施例4和实施例10制得的Co纳米线长度及长度梯度变化的截面示意图。其中，(a)为实施例10制得的多孔氧化铝薄膜，(c)为实施例10制得的磁性的Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜；(b)为实施例4制得的多孔氧化铝薄膜，(d)为实施例4制得的磁性的Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜。从图中可以看出，多孔氧化铝薄膜厚度相同的条件下，Co纳米线长度及长度梯度随对电极间距的减小而增加。

如图12所示，为本发明实施例1～4得到的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜的数码照片。图中由左至右依次为实施例1、2、3和4得到的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜。实施例1、2、3和4得到的多孔氧化铝薄膜的厚度依次增加。从图中可以看出，不同厚度的多孔氧化铝薄膜，在相同的交流沉积条件下，由于薄膜孔洞被填充的Co纳米线的厚度不同导致其结构色的颜色不同，薄膜的中间颜色依次由紫、黄、浅红变为深红，外环由绿色、浅蓝、蓝变为深蓝。

如图13所示，为本发明实施例5、4和6制备得到的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜的数码照片图。图中由左至右依次为实施例5、4和6得到的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜。其中，实施例5、4和6中多孔氧化铝薄膜的厚度相同。从图中可以看出，厚度相同的多孔氧化铝薄膜，随着交流电沉积电压的增大，薄膜孔洞填充的Co纳米线的厚度和厚度径向梯度增加；等厚干涉形成了虹彩环形结构色，且随着沉积电压增加，薄膜呈现出彩环，由单一的绿色变为外蓝内红的环形结构色，随着沉积电压的进一步增加，红色彩环向外扩展。

如图14所示，为本发明实施例4、7和8制备得到的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜的数码照片图。图中左起依次为实施例4、7和8制备得到的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜。其中，实施例4、7和8中多孔氧化铝薄膜的厚度相同。从图中可以看出，厚度相同的多孔氧化铝薄膜随着交流电沉积时间的增长，薄膜孔洞填充的Co纳米线厚度和厚度径向梯度增加；等厚干涉形成了虹彩环形结构色，且随沉积时间增加，薄膜中心红色圆环向外扩张，在薄膜中心出现了绿色的圆环。

以上实施例说明本发明提供的磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜具有高饱和度环形结构色，并且由于所述复合薄膜中Co纳米线的长度从薄膜的中心处向四周递减，因此所述复合薄膜具有从薄膜中心处向四周渐变的磁性。所述复合薄膜在防伪、绘画、装饰、化妆品、显像技术、染料敏化及太阳能电池方面具有巨大的应用前景，而且对开辟兼具光学和磁学特性的氧化铝薄膜在其他领域应用也具有重要意义。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (15)

1.一种磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述复合薄膜包括Co纳米线和多孔氧化铝薄膜，所述Co纳米线位于所述多孔氧化铝薄膜的纳米孔洞中，并且所述Co纳米线的长度从多孔氧化铝薄膜的中心处向四周递减；

所述方法为：将多孔氧化铝薄膜置于含有Co离子的电解液中，以点电极或类点电极为对电极，进行交流电沉积，得到磁性Co纳米线/多孔氧化铝复合薄膜；

所述类点电极为在电压高于25V，电极间距为4～6cm的情况下，能够形成与点电极类似电场的电极。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交流电沉积的电压为25～27V。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多孔氧化铝薄膜与所述对电极之间的距离为4～6cm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述对电极为碳棒或碳片。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多孔氧化铝薄膜与其对电极平行放置。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交流电沉积的时间为20～30s。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含有Co离子的电解液为CoSO₄溶液。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述CoSO₄溶液的浓度为0.10mol/L～0.14mol/L。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含有Co离子的电解液中还含有硼酸，所述硼酸的浓度为0.37mol/L～0.41mol/L。

10.根据权利要求1-9之一所述的制备方法，其特征在于，所述多孔氧化铝薄膜通过如下方法获得：

(1)对铝箔进行预处理；

(2)将经预处理后的铝箔作为阳极连同与该阳极平行的阴极置入电解液中进行电化学氧化，得到多孔氧化铝薄膜。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述预处理依次包括剪裁、清洗、退火和电化学抛光。

12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述阴极为碳棒。

13.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述阴极与阳极之间的距离为8～14cm。

14.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述电解液为4.75～5.25wt％的磷酸。

15.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述电化学氧化时间为13～16min，所述电化学氧化电压为16～24V。