（应用化学专业论文）纳米线的制备和纳米微电极的研究.pdf

商耍 摘要 f 纠1 m 水利料j 仃! j 新奇的l u 学、光。j 、 畦l 。学用i 化。j 。r l ij 贡，九： 人能i u 池、f 焙器、催化刺、i 牧l ；f | 刹刷纳米微i u 橄等晰多t r 婴技术 铆! 域f f o ij “泛f i ，jj 恒川l j h j j l 。微f u 极i | jj + j c 小八! 、j 农观 v i ：多1 ：i 川j 。带 规i 乜极的优良的l u 化学特r l ：，如：高传质速率、小寸川常数、低l 刚年、 商信噪l 匕删l i * i u 流密_ | f ! ：等，例此，微i u 极成为l u 化t 和i u 分 i 化学的 前沿领域之一。纳米微咆檄除具订微i u 极的般特性外，还应儿有源 j i 纳米材料自身特。r 朋0 ，小州j ：微米微1 u 极的il l 化学r i ：质。纳米微i u 极的优点及其r l ! b 化学动力学、伏安检测、修饰纳米微 乜极、传感器、 成像探针和单分予检测等方丽的应j f j 融乃j 了儿更广阔的潜祚j 衄川背 墩，引起l u 化学家确l i u 分析家的极人兴趣。冈此，纳米微il l 极n ! 成川 及坫础理论力l f j i 鄙钉巫婪的_ | j f 究价值。广一b 小论文采j l j l 5 i 极毓化来制符规枢订序f 内t - ! 八力j ? 、i 阵州列的l ! 倒l 裴多：l i i l 极氧化钳模板；以多- l 1 5 【i 檄氧化钒作模板，采川i 乜化学模板 俞成法制备了不川a 径f 内钎闭j 金f j j 纳米线，- = j j ：j i j x r d 、t e m 相l s e m 刈这些纳米线进行表7 j l ! ；将这些纳米线进一步制衙成纳米i i ! l 动j i u 极f | 纳米黜微i u 极，) f ：采刚循环伏安法测试纳米微ll l 饭的充【l f u 流年f _ ：i 口 馋i u 流。 ， 卜、通过选择适当的极氧化条件，盘极氧化l u 眶、濉艘和i u m * 液等，我1 fj 成功f 内m 4 备f 扎 分) 刊为2 0 n n l f | | 5 0 n n l f | 0j 儿 囊f j j 卜j - 一? 、 乃点i 埠排列的多：l 1 5 t i 极氧化铝模板，并制备出孔问距较人的孔径为 1 0 0 n m f l j 多4 l i i l l 极氧化钒模板。 摘要 、m 所制7 t t f i 9 彩孔极锕化t “翅夺蕉饿卜j z 锹作为导i u 底。 以镀银的多孔| 5 极氧化钔为模板，川。i r _ sj j l i u 化学沉移0 备了直径分别 为2 0 n m ，5 0 n m f l l l 0 0 n m 铜和金的纳米线，用x r d 、t e m 年 i s e m 对这 些纳米线进行表征。分析的结果表j ，所得l f l 年l i 会的纳米线卣径、k j ! ：均匀，受a a o 模板孔狰的限制，纳米线的“径。j 孔的卣径棚吻合， ! 、首次采川简即、怏键j 需川普通f f j f u 化学仪器的方法制备了 纳米阵列i u 极，f l i f t t l 米髓微i u 极，j t j s e m 刈i t 7 d t 的纳米微l u 极进行农 i l 。纳水微l u 极允i i x i u 流小，i i j 舣i uj u 窬小，能抛l ：、矾i 噪【e ，4 t f i j 制箭的纳米阼列微l u 檄8 1 t x l 米撇微l u 卡及f 内扩敞均属j 二纳米线的扩敞区 e 卺f 内。腑况，住 i 迎率i ic t l ? , f ! c i i 、j ，j e 扩敞晡况j 人j t 、j 、卜扳i u 极的 j j “敝1 f i 砂lj 、 i 似，f 至4 传统f j 峰彤伏安l 冬】。小沦j ：，观9 至0 f 门i u 流j 7 l i f l | i , t l 儿f , , l i f t i 影 n q 人j t 、j i u 极l ：脱测的l u 流川敛。随赣描述度f r , j j f l 人，l 乜流受在彳垒向扩敞区的径向传输的控制，伏安图的峰肜减小，而 逐渐 飙s 形。 我 l f j j ) 7j tj 的极氧化舒j 模板的孔密度较人，线m 距较小。仍需进 步探求, 1 ：7 7 f l , 3 - ：f l 虹径较小i f i i f l f i l l l f l 较人的帧板米制箭纳冰微i i x 及，以 球 i j l | 箭史j j i l 能表现纳米微l u 极特一p l ：的微i u 极。， 关键 司： ；f l l 5 1 l 极氧化引模板；纳米线；一i ! ：t j l i u 汀c 移 ；模板合成法 2 l q 米微i u 极；循环伏安法；法拉第1 u 流 a b s t r a c l t h ef a b r i c a “o na n dc h a r a c t e r i z a t i o no fn a n o w i r e sa n d n a n o e l e c t r o d ef o r m e d b y t h e t e m p l a t et e c h n i q u e a n dt h e e v a l u a t i o no fn a n o e i e c t r o d e a b s t r a c t a g r e a td e a lo fa t t e n t i o nh a sb e e np a i d t ot h ef a b r i c a t i o na n dc h a r a c t e r l z a t i o n o fo n e d i l n e n s i o n a ln a n o s t r u c t r n em a t e r i a l s t h e s em a t e r i a l sh a v es i g n i f i c a n t p o t e n t i a la p p l i c a t i o n si nm a n yi m p o r t a n ta d v a n c e dt e c h n o l o g i e s ，s u c ha ss o l a r e n e r g yc o n v e r s i o n ，c h e l n i c a ls e n s o r ，c a t a l y s t ，a b s o r p t i o na n dn a n o e l e c t r o d e ，a u d t h e ya l s oh a v es o m en o v e le l e c t r i c a l ，o p t i c a l ，m a g n e t i ca n dc h e m i c a lp r o p e r t i e s m i c r o e l e c t r o d eh a san u m b e r o f a d v a n t a g e sf o ri t ss n l a l ld i m e n s i o n ，f o l e x a m p l e ， h i g hm a s st r a n s p o r t ，l o wi rd r o p ，h i g hs i g n a lt on o i s er a t i o ，h i g hc u r r e n td e n s i t y ， l o wt i m ec o n s t a n t t h e r e f o r e ，m i c r o e l e c t m d ei s o n eo ft h ef r o n tf i e l d so f e l e c “o c h e n l i s “ya n de l e c “0 a l l a i y t i c a ic h e m i s t i y i na d d i t i o nt o p o s s e s s i n gt i l e p r o p e r t i e s o fm i c r o e l e c t r o d e ，n a n o e l e c t r o d es h o u l dh a v e p r o p e r t i e s f o rt h e n a n o s l r h e l u r eo fi t so w n t h ea d v a n t a g e sa n d a p p l i c a t i o n s i n d y n a m i c s o f e l e c t l o e h e m i s t l y ，c y c l i c v o l t a m m e t r i cd c l e c t i o n ，m o d i f i e d e l e c t r o d e ，s e n s o r ， i m a g i n gt i p a n dd e t e c t i o no fs i n g l em o l e c u l eo fn a n o e l e c t r o d cs h o wnw i d e r p o t e n t i a lf u t u r e c o n s e q u e n t l y ，n a n o e l e c t r o d e h a s g e n e r a t e d at r e i q l e n d o i s a m o u n to fi n t e r e s t si nf l m d a m e n t a la n d p o t e n t i a lp r o m i s i n ga p p l i c a t i o n s i nt h i st h e s i s ，w eh a v cp r c p a r e dt h es e l f - o r g a n i z e da n o d i ca l t u n i n u mo x i d e ( a a o ) t e m p l a t e s ，w h i c hp r o v i d e sah c x a g o n a l l yo r d e r e da r l a yo fn a n o p o r e sw i t h v c r yn u i f o r mp o r cd i a m c t c r s t i l en a n o w i r e so fp ta n da u w e r e p r e p a r e db y t h e t e m p l a t et c c h n i q u cu s i n ge l c c t r o c h c n l i e a li n c t h o d s t h e 1 1 1 0 1 p h o l o g ya n dc r y s t a l s t r u c t u r e so ft h e s eo b t a i n e dn a n o w i r e sw e r e s y s t e m i c a l l y c h a r a c t e r i z e d b y p o w d e rx r a yd i f f r a c t i o n 【x r d ) ，t r a n s m i s s i o n c l e c l i o i l m i c r o s c o p y ( f e m ) ， s c a n l l i n ge l e c t r o nm i c i 。o s c o p y ( s e m i n a n o e l c c t r o d eu r l 。a y s w e r ef a b r i c a t e d t h r o n g ht h e s eo b t a i n e dn a n o w i i e s v o l t a n m c t r i ce x p e l i m e n t sw e r ec o n d u c t e dt o m e a s u r et h ec a p a c i t i v ec u r r e l l l sa n dt h ef a r a d a i cc n lr e n t so fi h en a l l o e l c c l r o d c a b s t r a c t ( 1 ) u o d e l 。a p p r o p r i a t e a l l o d i cc o n d i t i o n s ，f o re x a n l p l e ，t h et e n l p c l a t u l e ，t h e e l e c t r o l y t ea n dt i l ep o t e n t i a l ，w eh a v es u c c e s s f l d l yp r e p a r e dt i l ep o r o u sa n o d i c a h u n i n u mo x i d e ( a a o ) t e m p l a t e s ，w h i c hp r o v i d eah e x a g o n a l l yo r d e r e da r r a yo f i l a l l o p o r c sw i t hv e r yu n i f o r n lp o r ed i a n l c t c r s ( 2 0 m na n d5 0 n l n ) a n dw ea l s o s u c c e s s f u l l yp r e p a r e dp o r o u s a n o d i ca l u m i n u m o x i d e ( a a o ) t e m p l a t e sw i t hl a r g e i n t e r p o r es p a c ew h o s ep o r ed i a m e t e ri s 10 0 m no rs o ( 2 ) l j n i f o r mp ta l l da un a n o w i r ca r r a y sw i t hc o n t r o l l a b l el e t 、g t h sh a v eb e e n f a b r i c a t e db yc o n s t a n tv o l t a g ee l e c t r o d e p o s i t i o ni nt i l ea a o t e m p l a t e sw i t ha g a s t l l e i rc o n d u c t i v es u b s t r a t e si ti sf o u n dt h a tt h en a n o w i r e sa r ed e n s ea n d e o n l i l m o u s ，w i t hu n i f o r i l ld i a m e t e r s 7 f h en a n o w i r e sw i t ht h ed i a m e t e r so f2 0 n m ， 5 0 n ma n d1o o m n ，a n dt h el e n g t h sf r o m1l m lt o12 1 - t mh a v eb e e no b t a i n e d s e m ， t e ma n dx r dw e r eu s e dt oi n v e s t i g a t et h em o r p h o l o g ya n d c r y s t a ls t r u c t u r eo f t h en a n o w i r e s ( 3 ) a n e w p r o c e d u r ef o rf a b r i c a t i o no f n a n o e l e c t r o d eh a sb e e nd e v e l o p e d t h i sp r o c e d u r ei s s i m p l e a n d q u i c k a n d r e q u i r e so n l y r o u t i n e i n e x p e n s i v e e l e c t r o c h e n f i c a li n s t r t m l e n t s s e mw a su s e dt oc h a r a c t e r i z et h en l o r p h o l o g yo f t i l en a n o e l e c t r o d e t h ec a p a c i t i v ec u r r e n to fn a n o e l e c t r o d ei sv e l yl o w t h a ti st o s a y t i l ed o u b l e l a y e rc a p a c i t a n c ei sl o w ，w h i c hc a l li m p r o v et i l er a t i oo f s i g n a lt o n o i s e c y c l i c v o l t a n m l e t r i c c x p e r i m e u t s w e r ec o n d u c t e dt on l e a s l net h e c a p a c i t i v ec u r r e n t sa n d t i mf a r a d a i cc u r r e n t so f t h en a n o e l e c t r o d e u n d e r v a r y i n g s c a n n i n gr a t e s ，c y c l i cv o h a m m e t r y w a su s c dt oe x p l o r et h ef a r a d a i cc u r r e n t sa t l o ws c a rr a t e ，t i l ed i f f u s i o nw i l lb ed o m i n a t e d b yt r a n s p o r ti nt h et h i c kl i n e a rz o l l e 1 n d e e d ，t h ec u r r e n t so b s e r v e dw i l lb ei d e n t i c a lt oe r a r e n t so b t a i n e df o rt i l es a m e s o l u t i o na tam a c r o e l e c t r o d eo fe q u i w d e n tg e o m c t r i ca l c aa st h es c g n li a t e i l l c l - e a s e s ，t i l ef i n a d i cc 1 1 r l e n tw i l ib ed o l n i n a l e ( 1b yt h e ”a n s p o r tj nt h en o n l i n c a l z o n e t h ep e a ko ft i l ev o n a m m o g r a n lb e c o m e ss m a l la n dt h ev o l i a m m o g r a l l l a p p e a r sas i g m o i d a ls h a p e k e y w o r d s ：p o r o u s a n o d i ca l u m i n m n o x i d e ；n a n o w i r e s ；e l e c i r o d e p o s i t l o n t e m p l a t em e t h o d ；n a n o e l e c t r o d e ；c y c l i cv o l t a m m e t r y ；f a r a d a i cc u r r e n t s v 第一章t j i 鲁 第一章引言 1 1 纳米材料简介 # ：轧物j = i | ! 筠 、i 朴91 尔物川i 奖扶n i i l l ! a 德拶f 她( r p f c y l l l l l a n ) m 1 9 5 9 年曾设问：“如果柯一火能拨人的意志 l ：t l l i 一个个原f - ，将会产：，卜怎样 的奇迹? ”今人，纳米利学技术的诞l i 将他这个荚好的发想变为现实。 1 1 1 纳米材料的基本概念 纳米材料足纳米利技领域q i 富有活力、研究内涵十分： i 宙的学科分支之 。n 淘自米利料发胜衲j | ，纳米材料足指纳米颗粒和和它们构成的纳米薄 膜和固体。玑在，广义的，纳米材料是指在三维空间c l 至少有一维处于纳米 八j 叟【1 - 1 0 0 n m ) 范或它们作为j 止小- 、“；j 成n q 利年1 。如小孩维数，纳 米材荆的基本单元可以分为三类：( 1 ) 零维，如纳米尺度的颗粒、原一r 叫簇 等；( 2 ) 维，如纳米丝、纳水棒、纳冰僻f l 均q 米线等；( 3 )：维，如超沁 膜、多层膜、超晶格等。 1 1 2 纳米微粒的特性 纳米粒j 二址指八f 曼人j 蟓川4 旧受，小j j 1 1 1 常的微粉，数| i j ，p 的蟓 f 或分f 络l 成的蝣i j 二或分r 聚集f 夺。l i ij ： 山米牛豇j ，j i _ j o o j 去 。t 卡，j ，j ：t ，n j & “i ij z ! j l ：iri i h 人f 内【e 1 州，i l i 口f - f 门l 阳59 f f ，i ：f jj 1 ；一九j f i 杉j ( o r d e r - d i s o r d e r ) 。这同体柏样品的完全长程有序结构不唰，纳米粒了结构的 特殊r l ：导致r j ，它及l 构j 茂| j 纳米 小j l 仃 ：1 j q 种诎j 衄， 此导致l 统 体所小儿符的i ；，i ：多特殊一雌质。 ( i ) 小尺寸效应( 又称体积效应) j _ 超细微粒的j t 、j 光波的波k 、f 0 吁uj 二的德讥j 罗总波k _ i 乏脚 ，念帕 筇带一j 川i 长度或透划深度等物圳特征j t 、h i l 当或史小时，j 剐j 9 j r l ：的边外条仆将破 破坏，卢、光、 u 磁、热力学等特性均会呈现新的小j 0 、j 效应。纳米粒了的 以f ) l 方研效应及其应用均丛于它的体积效应，例盘：利刚等离子j 振频移 随颗粒尺、j 变化的性质，_ j 以改变颗粒尺、j 控制吸收边的位移，制成具有。 定频宽的微波吸收材料， j j 二i u 磁波肼敝、隐彤b 机等。 ( 2 ) 表面与界面效应 犬hi j 外i f l 放心址指纳米粒r 农1 i 原r j 总原了数之比随苻纳米粒了 八、内减小人1 1 j f l 艘j l ：1 7j i l l ，粒j ，的犬i ( j f 能亦随之j 竹加，从j i 起纳米粒r ，r l ： 质的变化。纳米粒子的表1 f i 原f 所处的5 体场耶境及结合能与内f i ；的蟓j ，“ 所1 i 川，存在讲：多怂空键，并l 彳丁卅i 饱和t i ：质，i 厶l i f | 极易i j j c 它原r 十结合 而稳定，敞具有很人的化学活。r i ：。 ( 3 ) 量子尺寸效应 所州 l rj t 、】做j 越灶指“钳tj ，j t 、j 卜降刮址“i l l 、| ，金 e 优水能缎川j ! 工 的i i ! 了能级准连续变为离敞的脱象垌l 纳米j l ，- 导1 木微粒存相! 升i 连续的上i j ：! 岛 、然i 蛳分予j j l 通和最低本被t i i 螺魍j ! j 掣j 赙堂终及自皂隙变宽，以及l “此导致 的纳米微粒催化、磁、光、热、l 乜和超导等特征与宏观特性存神：着显著小川 的现象。 ( 4 ) 宏观量子隧道效应 微观粒r 儿仃毗穿坍伞的能j 称为隧j 吐效j 衄。近年水，人们发现- j b z ： 脱址，如超微顺粒的磁化强度和啦r 川i 器f l - - i i n 0 僦迎_ | j i ：等办j 竹隧通做 应。利川它1 1 j 解释纳米镍粒r 住低泓卜继续保持超顺i 救。的脱象。宏脱时 。f 隧道效应的研究对鉴础研究及吱川郁t r 畦婴意义，它确越了j 吣仔微电j ，i 器 什进。步微型化的极限，足未来微电子器件的挺础。 1 1 3 纳米材料的应用领域 蚺茕j i 击 纳米_ _ | 才利所表现i i i 米的奇特的物理、化学特性为人们i 5 2 汁新产。1 及传统 产- 门改地摊供j , j i f l , r jl 遄。充满，i - _ jl i l q2 l 纪信心、小物披术、能源、 蚪境、先进制造技术和坍的l 洒述发腱必然刈利料捉“j 新的滞求，栩利的小 刚乜、纠能化、几什的商集茂、i 筋密度存f i 秆i 超快传输等为纳米村料的虑川 提供了广阔的应川窄f j 。文献【l 】捉避 l ：意纳米利料在以f ) l 个商科技领域 的j 颤川： ( 1 ) n _ ! ：l t i ；l ij 性光i u 转 奂、姒 i u 转 奂1 q * ：i 及j 越j j ；i i 5 效人i f 危转换十4 十：i 及：次i l 土池材荆；纳米利料托海水提氢l l n 0 应川； ( 2 ) 环境：) 匕f l t i 化h + j l 物降解材料、保沽执陶涂层材料、牛态矬利、 处理有害气体减少环境污染的材料； ( 3 ) 功能涂j 。：柑利( - f j i i 【燃、防i 挣i 【l 、如介i u 、i 蚁1 1 5 ( 敝剁紫外线和 1 i 4 m l = i f i j i 外i 岐l l i ( 用| j 更q 、j 肢i 强身涂j ，；) 。 ( 4 ) f 小f 和r 【i 力一f ：业材料、新代f uf 封装利料、厚膜i u 路川丛板材 牛1 、符利浆荆、川j ：i l l 力l b l k f f j 爪敏l _ i j i q l 、线r 川州 、怍线陀 l u l 5 l l 汞j 避雷器阀门：静卜一代的l 岛t i ：能p t c ，n t ci l | 负i u m 【i ；i i a f 建 系数的纳米金属材利； ( 5 ) 新挝川j ：人d f 幕、f 板丝永的发光材利，包括纳米稀l ：材料； ( 6 ) 超高磁能第四代稀 j 永磁材料； 1 2 纳米线 纳米线，准维纳米材料，足指直径处1 i 纳米尺度( 1 一l o o n m ) 而长度i j 达 微米艟缎或业k 的线。陀纳米利利。纳米线作为纳米栩利f n 1 , 1 i 婴01 ，i 奇特的光、f u 、磁性能引起了凝聚念物川! 界、化学界及材料科学界利学家仃j 的极人灭 i ：，成为_ 令纳米利利返材荆训究丽滞铆 域的前_ 。m ，4 刈 纳米线的研究进腱进行了综述。化纳水线栩荆的j i ：发- h 常涉及i ，i = 多术知过 缘一啦t j ih 程和新奇脱象，这很难川传统物删化学州沦进行解释。i , k l i i e ，纳米线的研究 进展辨必把物理、化学领域的许多学科推向一个新层次，也会给2 1 世纪物 埋和化学础究带米新的机遇。 1 2 1 模板法制备纳米线 纳米线1 1 1 1 1 0 备方法有很多，似以模板法最为常见。所i 肖模板法制备纳米 材料，即通过化学、 乜化学方法或高温、高上l i 的条件使材料进入模扳4 l i l , 4 ， 而模板的孔壁将限；l j i j 所沉私 材半1 的形状和尺寸，从而制备纳米结构的柑料。 炒i l l 化学校扳法制舔纳米线，即通过符种i u 化。产披术，使利料进入维纳 米扎道模板，从而l l i , 1 7 , l 复制了孔道形状的一维纳米线。使用不同类型的模扳， 川以制备1 ：川 川勾形，的纳水利车1 。j j 模板f n 类! 诅j 仃多十r t i ：，l s j l i i e 模 板合成法制备n q 纳米结构利料l i g j ；t 1 l 多样惟：。 1 2 1 1 模板的类型 维纳米扎通帧板址校板f fj , k k & 1 炎宵- r 嘤| | | j 帧板，i h 汁彩# l x l 米结构材利的俞成均源刚t 类模板。此类模板人多j - 1 彳r 孔j 夺均、h 瑚0 川 i i j b - i l 道。l x - lj j l ，以它们作为模板t 儿奠合# , k i l l 人小j t 、j 均f i j 【l j 水绌 = = j 十d 牛1 ， 这j i i 址此类棋扳f 门一人优，j 、i 。m 此类模扳1 、4 料也 碳纳米竹1 5 一i 、多孔瓴 极氧化钾川l l 5 i 、聚合物过滤腴i l o - 2 l # h d t 命分，2 3 l 等。 模板法制备纳米结构的材利，必须考虑到卡荧板的化学稳定，陀、绝缘成廿 l u 。m 孔径4 h i l 密度的均匀l ：等。p l ij 贡i 2 4 2 5 i ，以及把模板集成到器件i i ；, j l i j 能 r i ：，渊足甭可能n ：。个您要的丛底1 ：l ：7 , j 。个- 断质1 7 tr i 9 模板，j i ：l f j 门 纳米结构形成良好的导i 乜接刖 。凶此稿! i ：述模扳巾常j l j 的足十发氧化 ；f ；模板 和聚合物过滤膜模板。 1 2 1 1 1 阳极氧化铝模板 极氧化乍f 模板是l ：酸性溶液一l l 通过卡及氧化金埘锃；i | i 得到的i 拍i 。该模 m 乖j i 板j l f | 夕i 们1 1 4 - j 1 1 分砷j 的、孔径均的恻托彤孔道，如图1 1 所j i 刚。模扳- t t 的扎道h ：4 ：l - 仃，l l 难l ! j j 模板f | j 表i | i 。i f i 1 ，此棋板- ，孔道的孔径人小i i f 通过渊1 i 及讯化过剃t ir 的符种参数，如i u 解质的利类、所施 i i 的i 【lj i 硼q 人 小、r 乜解温度干l 乜解时削等米控制，孔径火小，在5 - 2 0 0 1 m 范i 凋变i ”j 。 ，) 外，! j 聚合物过滤j | i ! = 棋扳州比，极诋化钳：模板i f li 百的孔密度，扎晰j 业 川融达1 0 ”个c m 21 2 ，i i 1 l j 以川米研究巡火刈纳米线组成、绱构剃一i ：le f l , j 影响。它f 1 4 jj i ! 厚般为1 0 - 2 0 0t i m 。 1 2 1 1 2 聚合物过滤膜模板 聚合物过滤麒模扳散径迹蚀刻法制千 ”。此力法足川一 ，f 枪毁 r 浆 合物膜片，产l i 损蜘：班点，然后化学腐蚀这些斑点，从而产t i - f l 道。这利一模 板j 有随机分嘶j 的、孔径均一的l 刨枉：形孔道，如图l 一2 所_ 中i 。i l i i g 的腆通 常为浆碳酸黼和聚雌过滤腆，腆f 1 9 4 l 7 争人 l , t g l m e 较宽，小的i i i 达1 01 1 1 1 1 ， 人的j 达儿微米。膜的孔镦度较刚极氧化钏模板的小，f i l 也t l _ j 达1 0 。4 c l n 2 ， 腆f j j 肢股为6 2 0i _ 1 1 1 1 1 ”1 。 i j1 1 扎 为5 0l l l n 的h i l 年【化 日 模扳的t e m 照片 图i * 24 l 往y , s1p i n 的柴碳峻r 1 1 4 , 过 滤腆模扳的g e m 姒j 一市j i 击 臁 j ：) c 7 ：1 1 9tt h u n l a l b r e c h t 等川f 白分厂嵌段化合物纠i 装制并 l j 密度，孔静均匀，4 l y h ：+ p i t ：j , u f r ：j l 角分j 二模板 3 3 1 ，以浦0 备纳米线i f i - = 5 , l j ) ；i i l i ? j 很人f i , jj f lj j 油嫩。 1 2 2 纳米线的表征 总起来讲，几乎所有纳米材制的表征方法都l _ i j 川t 枉磐山米线的农征i ：。弱 外，根抓它n 身特征义儿有4 1 特包农 i | i 厅泄i 。 1 2 2 1 扫描隧道显微镜( s t m ) ，8 t m 具有高分辨率的优点，可直接观察到 纳米浊腆的近原j 二像。 1 2 2 2 扫描电子显微镜( s e n ) s f m 可被，f 束商接观察纳米线的形貌f “1 扶 孔j 绡1 幻佑，想。 1 2 2 3 透射电子显微镜( t e m ) 、高分辨透射电子显微镜( h r t e m ) 。 t e m t “3 5 坤_ 】：刖足h r t e ml 1 弘3 8 i 为l 互接脱察纳米微i 钠 l | i 1 、玑见jl 址刘界 面原子结构提供了有效手段，用它还可观察微小颗粒固体外舰，复合的纳米 线结构。 1 2 2 4 磁力显微镜( m f m ) 利用m f m 可以观察磁性纳米线t 曲1 或研究纳米线的磁性能i 4 0 】。 1 2 2 5 原子力显微镜( a f m ) a f m 问t t l q ：1 9 8 6 年，其i j 作原理与s t m 一样，烛 一极微小f j 探针 九 r 一1 | | i l & i 柑i ，j 1 1 1 j j 籴9 1 0 扬j t i j 十￥1 之l ij 微q q | 0 j ，i i jj 竹：j | j ( 他 i i i 、强l 、 光、儿的柏红： 1 ：f ：i j ) ，米对样- 协袭i f i i 形貌年【i 有关性质进行i i j f 究。它i i j 以龃接 川j ii i ：导仆农旧f i j i = 究，ii 对观察微小i 仆外观业为自效。 1 ，2 2 6 拉曼( r a m a n ) 光谱和共振拉曼( r e s o n a n tr a m a n ) 光谱 4 n 曼光谱j 玛示材料q 空位、i u j 隙原f - 、位锵、- 铺外等力关系，摊 i 心信息，”，j i j 作纳米材料分村i 。 她0 1 2 3 纳米线的应用 j s 竹l | i i l l t t l 米线利利m 川ki ：还术彳l j 、泛的+ 史际心川，f i ! j j 。j ej w j 。 优异的性能，它们在磁性材料、 乜子材料、光学材料及功能复合材料等力i f i i 仃广阔的应j t u 燎。 1 2 3 1 功能复合材料 纳米丝( 线) 与其他材料复合而成的人：【超结构具有良好的物理特性。 如将纳米丝放纠f i 机i 啊分r ( p c m 1 ) i i ，i 亥体系的i u 导1 i j 抛i ：1 心个数 i ：线 1 4 1 1 o 把碳化物或氧化镁等一维纳米棒引入超导丛你，| 1 可大大提高材料的载 流能力i 4 2 j 。 1 2 3 2 纳米阵列体系 金属纳米管刷纳米丝( 线) 阵列1 乖系通常足采j 】a 1 2 0 3 纳米管状i i q j a j ：s l 涮模扳，j l 过化学、i u 化学方法或高温、i f f 的尖端i f l i & u bj ：1 0 0 a 2 。 1 9 9 2 年，s t r e i n 等采_ j 火焰烧蚀法制得尖端直径为l o o n m 的碳纤维微电极， 川j ：微小体系的分析枪测i ”i 。1 9 9 9 f ，s l e v i n 等6 。ij l j 刻蚀一涂层法制得尖端 、i 径为l p m - 一l o n t o 的系列钔i u 极。p e n n c r 等i j tj | 亥山法i b l j 、t 为1 0 纳米的铂铱合金微f l l 及。 1 3 1 4 模板法 模饭法足以。些t 仃特定纳米结构的物质作为模板，通过刈这些物质的 绌构进j r 缸删和 0 求，扶榭j “4 i 定纳水 ，i f , 1 4 q ：i 的山利；。然j 、j ，刈；b l t j f i , t l 米结构材制逃 j ：处州进而制得纳米微i u 檄。通常采川的谈板址l i i l 极札化 甜j 模板和岛分f - 聚俞物模板。棋板法通常义分为i u o c 年 法1 7 。i , f i l 化学蚀( l l 锻) 测7 2 ，”1 ，l , l i 分别采川i 【l i ) c 私 泄；年| | 化学镀f 内力+ 利：亿棋板l ：扶榭特定纳水结 棚材料。1 9 8 7 年，c r m a r t i n 等川采用l u 化学沉积法在聚碳酸酯模板l ：i t i , 1 7 t ! ! 径为1 0 0 1 1 1 1 1 的钔纳米阵列盘微l u 极，j i ：刈j 进ij ：i u 化学农i l l ! ，川i 亥i u 微 i j | = 究得h j 的l u 化学l 啊应与已建立的r l l 化学理沦柏一致。儿制备过槲如例1 6 所j i ： 箱带t j l 南 h1 - - 6l k t l ：。# 0 c 移呲删箭钔纳米线阵州谢微i u 橄 c r m a r t i n 等7 2 ，7 3 化学镀的方法在聚碳酸酯模扳l 制缁直径最小为 1 0 h m 的愈纳米线，绐 系列处p h 得到愈纳米阵列舷i u 极。如蚓1 7 所乐 蚓1 7 化学镀和制备纳米阵列锅馓l u 极的示意幽 1 3 2 纳米微电极的表征 纳米微l u 饭址埘j ：乡l j j 水范。蜥，所以儿f 所订纳水利车1 的农征力法掷】 侄纳米微电极的表征上。另外，根据它自身特征义具有一些特尘农征力法。 征纳米微i u 橄的农征i ：。b $ ，l - ，枞姚它n 奠特祉义j t ：f l - 些特包农扯方 i 。 r | f i i 地殳l 猷- i 眇ij i j 剑f 门! j 农 。力洲：。 1 3 2 1 扫描隧道显微镜( s c a n n j n gt u n n e n gm i g r o s e o p i c ) f jf 分到f 哞：n 0 优，、i ，1 7 4 1 1 + 一f uj 授址i l f ? ) 午j f 1 。z f 汁 f f 0 金j l 焚f l lj 戊，ir j 以 川s f m 刈金腆进行k 域 | 捕术枪a 该 i l t ：j j 的边缘址价钉缺陷。，s t m 川宋农 i i l ! f l is 戍纳米微f u 极的j ：要部分纳米线f 7 2 j 和纳米f j ，i ：列7 5 j 1 3 2 2 原子力显徽镜( a t o m i cf o r c em i c r o s c o p i c ) a f mt i 以 接川一】二二m 导体表l n i 的研究，1 l ，对观察微小h _ 仆外观虹为仃 设。【7 6 1 观察剁删他的p d 纳水线l j m | 鳆：c 。 1 3 2 3 扫描电子显微镜( s c a n n i n ge i e c t r o nm i c r o s c o p i c ) , g e ml f 以i i t ! ：埘懿纳水微l u 橄f f , ij 眵祝i t l 剑l u 板的f l i4 q ( i 心、。1 6 3 ，6 4 1 t u 7 1 ，7 7 1 1 js l ! m 脱察了阶列纳米微l u 极用j 成纳米 ：l u 檄的1 i 婴郫分纳米线 的肜貌。【6 6 ，6 7 ，6 8 ，6 9 1 川s 川观察了! n 楸1 u 檄尖端的) 侈貌，测啦! l u 拔犬端 的“轮。 1 3 2 4x 射线光电子能谱( x - r a yp h o t o eie c t r o ns p e c t r o s c o p y ) 7 州为砌定甜剑们i u 极犬i h j j | ! = r i 为“敛私! ，采川xj ，s 刈所制作的盒腆 进行表丽分析，发现蛭个会腆足连续的，办i 3j 川厂也拔的农删f i f ! 为仃效 私 。 1 3 2 5 稳态伏安法( s t e a d y s t a t ev o i t a m m e t r y ) 【b h ， j t l 制彳i 的纳米微i u 十殷仡龠仃氧化还原q x x , j 的溶液t i ，做稳态伏安 法术确定电极的活化面积，并