铜基核壳纳米线阵列的制备与微观组织性能研究

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1、中图分类号：V261.93+1单位代码：11414学号：2013216056题目铜基核壳纳米线阵列的制备与微观组织性能研究学科专业材料科学与工程研究方向石油新型合金硕士生陈雷指导教师杨峰讲师入学时间：2013年9月论文完成时间：2016年5月硕士学位论文独创性声明郑重声明：本硕士学位论文是作者个人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人和集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得中国石油大学或者其它单位的学位或证书所使用过的材料。对本研究做出贡献的个人和集体，均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。作者和导

2、师完全意识到本声明产生的法律后果并承担相应责任。硕士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解中国石油大学（北京）学位论文版权使用的有关规定，使用方式包括但不限于：学校有权保留并向有关部门和机构送交学位论文的复印件和电子版；允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文；可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。本学位论文属于保密范围，保密期限0年，解密后适用本授权书。本学位论文作者如需公开出版学位论文的部分或全部内容，必须征得导师书面同意，且须以中国石油大学（北京）为第一署

3、名单位。-I-摘要摘要核壳纳米线是一种由内部核层外部壳层两种不同物质组成的具有核壳结构的特殊纳米线，因其在太阳能电池，化学传感器，生物分离，药物运输和垂直记录等方面的潜在应用而广受关注。因其结构相对复杂，目前核壳纳米线的可控制备还存在很大的挑战，从而限制了其应用。制备纳米线的方法有气相法、液相法、模板法等。模板法具有装置简单，可控性强，模板孔洞均匀，规则排列等优点而成为制备纳米线的重要途径。本论文以阳极氧化铝为模板，利用直流电沉积并结合扩孔和氧化的方法制备了Cu及CuO核层纳米线阵列，并在核层纳米线上二次沉积Ni、Co壳层，分别制备了Cu/Ni、Cu/CuO/Ni、Cu

4、/Co、Cu/CuO/Co核壳纳米线阵列。利用XRD、SEM、TEM等手段对所制备纳米线的形貌和结构进行了表征，利用VSM和电化学工作站对纳米线阵列的磁学性能和电化学性能进行了研究，并对机理进行了分析。结果如下：1.成功制备了核壳纳米线，纳米线均具有较大的长径比，核层纳米线为大晶粒多晶结构，表面光滑；核壳纳米线核壳结构明显，壳层由细小晶粒组成，表面粗糙。2.纳米线长轴方向为易磁化方向，表现出较强的磁各向异性，核壳纳米线相对于纯壳层纳米线矫顽力和剩磁比均有下降。3.Ni纳米线相对于块体Ni，其电化学活性高出一个数量级，Cu/Ni、Cu/CuO/Ni核壳纳米线的电化学活性高

5、于纯Ni纳米线。关键词：核壳纳米线；模板法；纳米线阵列；磁性能；电化学性能-II-ABSTRACTThepreparationofone-dimensionalcore-shellnanowirearrayandtheresearchofitsmicrostructureandpropertyABSTRACTCore-shellnanowireconsistsofcorematerialandshellmaterial,twokindsofmaterialdecidedthespecialstructureofcore-shellnanowires.Core-shell

6、nanowireshaveattractedsignificantinterestbecauseoftheirimportantapplicationsinthefieldsofsolarcells,chemicalsensors,bioseparations,drugdeliveryandverticalrecording.However,thesynthesisofcore-shellnanowiresbycontrollablewayoverthegeometricalandmorphologicalcharacteristicsstillremainahugec

7、hallengeduetotheirrelativelycomplexstructure,thuspreventingafurtherstudyontheirproperties.Thepreparationsofnanowiresincludevapormethod,liquidmethodandtemplatemethod,etc.Templatemethodhasbecomeanimportantwayofpreparingnanowiresbecauseofitssimplicity,uniformholediameterandh