一種電化學(xué)還原沉積鋁制備鋁熱劑的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制備納米級(jí)鋁熱劑的方法，該方法采用電化學(xué)還原沉積法將鋁沉積到氧化物的骨架中，從而制備得到納米鋁熱劑。制作步驟為：制備PS微球乳液，垂直沉積法制備得到PS球模板；制備金屬氧化物前驅(qū)液，將PS球模板浸泡在前驅(qū)液中，后取出、烘干、煅燒，得到金屬氧化物骨架；配制AlCl3：EMIC為2:1的離子液體，以負(fù)載有金屬氧化物骨架的基板為陰極，電化學(xué)還原沉積鍍鋁，制備得到納米鋁熱劑。本發(fā)明使用設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，電沉積液可重復(fù)使用，無(wú)需加熱，制備得到的鋁熱劑易點(diǎn)燃，并放出大量的熱。同時(shí)，本發(fā)明制備的納米級(jí)鋁熱劑與半導(dǎo)體橋火工品的工藝兼容，可將鋁熱劑負(fù)載于半導(dǎo)體橋上制備得到含能半導(dǎo)體橋，明顯提高半導(dǎo)體橋的發(fā)火能量。
【專利說(shuō)明】
一種電化學(xué)還原沉積鋁制備鋁熱劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于納米材料的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電化學(xué)還原沉積鋁制備鋁熱劑的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]MEMS(Micro Electro-mechanical System)火工品技術(shù)又叫微電子機(jī)械系統(tǒng)火工品，是指基于MEMS工藝或與MEMS工藝兼容的火工品技術(shù)，相對(duì)于傳統(tǒng)火工品，其具有微型化、智能化、多功能、高集成度和適于大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，而目前國(guó)內(nèi)外均將微型航天器、微型衛(wèi)星、彈道修正彈藥和微型彈藥列為信息化戰(zhàn)場(chǎng)上武器裝備的重要發(fā)展方向之一，而這些數(shù)字化、智能化的設(shè)備及彈藥的姿態(tài)控制、點(diǎn)火分離、彈道修正及安全保險(xiǎn)等都離不開MEMS技術(shù)的微點(diǎn)火序列和微型起爆序列。但隨著MEMS芯片尺寸的不斷減小，火工品的輸出能量越來(lái)越難以滿足某些器件的點(diǎn)火要求，從而使得點(diǎn)火可靠性問題日趨突出。納米復(fù)合含能材料由于具有能量密度高、能量釋放速率快、三維尺度小等優(yōu)點(diǎn)，因此，科學(xué)家們考慮將納米復(fù)合含能材料集成到MEMS中。納米鋁熱劑作為一種典型的納米復(fù)合含能材料，因其毒性低、放熱量高、制備簡(jiǎn)單，所以成為MEMS用納米復(fù)合含能材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
[0003]鋁熱劑是由親氧金屬和與之匹配的氧化物經(jīng)混合(或復(fù)合)而形成的一種藥劑，經(jīng)引燃后可產(chǎn)生高溫，并放出大量的能量。因有這一突出特點(diǎn)，其在軍事及民用上得到的廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的鋁熱劑制備方法是簡(jiǎn)單的物理混合法，但這種簡(jiǎn)單的混合方式導(dǎo)致其燃速及放熱量較低，嚴(yán)重制約了鋁熱劑的發(fā)展，但納米尺度的鋁熱劑反應(yīng)速率大幅度提升，放熱量也相應(yīng)增強(qiáng)，因此納米鋁熱劑的研究成為新的研究熱點(diǎn)，諸多的研究方法也應(yīng)運(yùn)而生。
[0004]制備納米鋁熱劑的方法有很多，但若按照負(fù)載鋁的方式來(lái)說(shuō)，主要有三種，下面分別進(jìn)行介紹:
[0005]第一種是直接將納米鋁粉直接與氧化物混合，這種方法大致可分為兩類。第一類是直接將納米級(jí)的鋁粉與納米級(jí)的氧化物混合。
[0006]文南犬 l(Granier J J , Pantoya M L.Laser ignit1n of nanocompositethermites[J].Combust1n and Flame , 2004,138(4): 373-83.)將Al粉與納米M0O3以物理混合的方法來(lái)制備納米鋁熱劑，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試，結(jié)果顯示，點(diǎn)火時(shí)間、燃燒速率等受鋁粒子直徑的影響較大；
[0007]第二類是首先制備得到具有一定結(jié)構(gòu)的納米級(jí)的氧化物，而后再將其以適當(dāng)?shù)姆绞胶图{米級(jí)的招復(fù)合起來(lái)。
[0008]文獻(xiàn)2(趙寧寧，賀翠翠，劉健冰，etal.超級(jí)鋁熱劑AVMnO2的制備、表征及其與推進(jìn)劑組分的相容性[J].火炸藥學(xué)報(bào)，2012，06): 32-6.)以水熱法制得納米級(jí)MnO2，再以超聲分散法將其與納米Al顆粒復(fù)合，從而制得超級(jí)鋁熱劑Α1/Μη02。測(cè)試結(jié)果顯示，制備的納米級(jí)Μηθ2呈棒狀結(jié)構(gòu)，球狀A(yù)l顆粒能夠與納米級(jí)Μηθ2較好的粘結(jié)在一起。
[0009]第二種是利用磁控濺射的方法負(fù)載鋁，即在氧化物金屬上濺射鋁，最終得到納米鋁熱劑。
[0010]文獻(xiàn)3(Zhu P, Shen R , Ye Y , e t al.Characterizat1n of Al/CuOnanoenergetic multi layer films integrated with semiconductor bridge forinitiator applicat1ns[J].Journal of Applied Physics,2013,113(18):184505-184505-5.)采用磁控濺射的方法在半導(dǎo)體橋上交替沉積了Al/CuO納米含能復(fù)合薄膜，研究結(jié)果表明，Al/CuO薄膜呈現(xiàn)交替的層狀，該反應(yīng)的放熱量為2181J/g。
[0011]第三種是利用熱蒸發(fā)法將鋁負(fù)載到氧化物上。
[0012]文獻(xiàn)4(ZhangK ,Rossi C1Ardila Rodriguez G A, et al.Development of anano-AI/CuO based energetic material on silicon substrate[J].Applied PhysicsLetters ,2007 ,91(11 ):113117-113117-3.)利用蒸鍍技術(shù)在硅基底上制備了納米Al/Cu0，探索了含能材料與以硅為基礎(chǔ)的微系統(tǒng)結(jié)合的可能。結(jié)果表明，Cu熱氧化處理后轉(zhuǎn)化為CuO和Cu20，納米鋁熱劑在500°C即開始發(fā)生固-固反應(yīng)，該溫度遠(yuǎn)低于鋁的熔化溫度(660°C)。隨著溫度繼續(xù)上升，鋁發(fā)生熔化，接著液態(tài)的Al與位于CuO納米線下方的Cu20(也有少許CuO)進(jìn)行液-固反應(yīng)，經(jīng)計(jì)算得出該反應(yīng)的總放熱量為2950J/g。
[0013]上述的方法中都或多或少的存在著缺陷:
[0014]文獻(xiàn)1:將納米級(jí)的鋁粉與納米級(jí)的鋁熱劑直接混合，混合的均勻性不好控制，這對(duì)后期的性能影響很大，容易造成燃燒不穩(wěn)定。此外，鋁粉和及氧化物都是納米級(jí)粒子，而納米粒子具有很高的表面能，因此在混合的過程中粒子極易發(fā)生團(tuán)聚。
[0015]文獻(xiàn)2:雖然以水熱法制備得到了具有一定穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的納米級(jí)的氧化物，但鋁粉仍然是納米級(jí)別得鋁粉，依然會(huì)有團(tuán)聚現(xiàn)象的出現(xiàn)。同時(shí)，納米級(jí)別的鋁具有很高的活性，極易與水及空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，形成氧化鋁，從而阻隔鋁與氧化金屬直接接觸，最終影響到納米鋁熱劑的活性及燃燒性能。
[0016]文獻(xiàn)3:磁控濺射的方法需要有專門的磁控濺射設(shè)備，該造價(jià)昂貴；另外，磁控濺射的工藝耗時(shí)耗力，成本高，適用范圍窄；還有，因?yàn)榇趴貫R射過程中濺射的鋁均是直線運(yùn)動(dòng)的，因此只能在氧化物的表面沉積上鋁，氧化物結(jié)構(gòu)的內(nèi)部卻不能夠被鋁所填充到。這就造成了二者的比例失調(diào)，不能夠達(dá)到理論的反應(yīng)配比，對(duì)其最終的放熱量造成影響。
[0017]文獻(xiàn)4:熱蒸發(fā)需要的溫度較高，容易使制備得到的鋁熱劑部分反應(yīng)，使產(chǎn)物成分不純，同時(shí)影響最終的放熱量;再者，熱蒸發(fā)法的成本相對(duì)較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明的目的在于提供一種在制備納米鋁熱劑的過程中沉積鋁的方法，從而制備得到的納米鋁熱劑。
[0019]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種納米鋁熱劑方法為:將負(fù)載于基板上的氧化物膜浸入A1C13-EMIC離子液體中作為陰極，通過電化學(xué)還原沉積鋁制得納米鋁熱劑。
[0020]制備上述納米鋁熱劑的方法，包括如下步驟:
[0021]步驟1:制備聚苯乙烯(PS)模版；
[0022]步驟2:以PS模版制備納米金屬氧化物薄膜；
[0023]步驟3:配制離子液體電化學(xué)沉積液，將三氯化鋁緩慢加入到一乙基三甲基咪唑(EMIC)中混合，制得AlCh-EMIC離子液體。
[0024]步驟4:以步驟2制備得到的納米金屬氧化物薄膜為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通以10?80mA電流，持續(xù)30s?5min，得到所述納米鋁熱劑。
[0025]步驟I中制備聚苯乙烯(PS)模版包括具體步驟:
[0026]步驟1.1:將聚苯乙烯(PS)高分子微球制成分散液；
[0027]步驟1.2:將基板垂直浸入步驟1.1配制的分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0028]所述基板為FTO或ITO導(dǎo)電玻璃玻璃。
[0029]步驟2中以PS模版制備納米金屬氧化物薄膜包括具體步驟:
[0030]步驟2.1:配置納米金屬氧化物前驅(qū)液；
[0031 ]步驟2.2:將步驟2.1中的膠晶模板置于納米金屬氧化物前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，干燥后得到PS/前驅(qū)液薄膜；
[0032]步驟2.3:將步驟2.2中的PS/前驅(qū)液薄膜進(jìn)行升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米金屬氧化物；
[0033]優(yōu)選地，步驟1.1中，所述PS高分子微球分散液的濃度為3?20wt%。
[0034]優(yōu)選地，步驟2.1中，納米金屬氧化物前驅(qū)液為Fe(NO3)3.9H20，溶于甲醇和乙二醇的混合溶劑中攪拌溶解后制得;其中，甲醇、乙二醇的體積比為l:2;Fe(N03)3.9H20的添加量為甲醇和乙二醇混合溶劑質(zhì)量的0.06?0.67倍。
[0035]優(yōu)選地，步驟2.3中，升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以TC.min—1的速率升溫至5000C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫。
[0036]優(yōu)選地，步驟3中，三氯化鋁(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比定為AlCl3:EMIC(摩爾比)為2:1，配置完成后攪拌12h,而后加入高純招絲精制7天。
[0037]上述制備的納米鋁熱劑，為Al完全填充在金屬氧化物三維骨架，形成Al包覆金屬氧化物的結(jié)構(gòu)，所述的金屬氧化物三維骨架的孔徑尺寸約為200nm，壁厚50nm，骨架厚度為2μπι，Al經(jīng)由還原由離子液體中析出，由基板表面向外延伸生成，直至填充整個(gè)骨架，形成納米尺寸接觸的鋁熱薄膜，厚度為2μπι。
[0038]上述制備得到的納米鋁熱劑可應(yīng)用的半導(dǎo)體橋火工品上。以基板替換半導(dǎo)體橋芯片，通過上述制備納米鋁熱劑步驟，制備得到負(fù)載有納米鋁熱劑薄膜的含能半導(dǎo)體橋芯片，再經(jīng)過半導(dǎo)體橋加工處理工藝，可最終制備得到含能半導(dǎo)體橋火工品。
[0039]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)本發(fā)明制備的納米鋁熱劑燃料的沉積從基底上開始，保證了全部的氧化劑都能夠和燃料進(jìn)行致密的結(jié)合，從而使反應(yīng)熱得到顯著的提升；(2)燃料和氧化劑在納米尺度緊密接觸，減小了傳質(zhì)和熱傳導(dǎo)的距離，使得其反應(yīng)速率得到極大的提高；(3)電沉積液配制相對(duì)簡(jiǎn)單，且電沉積液可重復(fù)使用，同時(shí)，電化學(xué)還原沉積鋁的設(shè)備簡(jiǎn)單，使得制備納米鋁熱劑的成本低廉；(4)電化學(xué)還原沉積的整個(gè)過程都在手套箱中完成，安全性高;產(chǎn)物后處理方便、環(huán)保；(5)本發(fā)明的制備工藝與MEMS制造技術(shù)相兼容，適用于制備絕大多數(shù)金屬氧化物。在制備過程中，因鋁緊貼基板開始生長(zhǎng)，因此鋁熱薄膜的粘附性高，
【附圖說(shuō)明】
[0040]圖1為本發(fā)明納米鋁熱劑的結(jié)構(gòu)示意圖。[0041 ]圖2為本發(fā)明納米鋁熱劑的制備方法流程示意圖。
[0042]圖3為PS球模板的SEM圖，為不同PS高分子微球分散液的濃度制備得到的PS球模板，其中(a)為3wt%、(b)S4.5wt%、(c)為7wt%、⑷為 1wt %、(e)為20wt% 的？3球模板的SEM圖。
[0043]圖4為不同濃度前驅(qū)液制備得到的金屬氧化物骨架結(jié)構(gòu)SEM圖，其中Fe(NO3)3.9H20的量分別為(a)為3.63g、(b)為13.13g、(c)為26.26g、(d)為35.35g的金屬氧化物骨架結(jié)構(gòu)SEM圖。
[0044]圖5為Fe(NO3)3.9H20的量為26.26g時(shí)制備得到的金屬氧化物骨架的斷面圖。
[0045]圖6為不同鍍鋁電流下鋁的XRD圖譜，鋁的XRD圖譜，其中，分別:(a)為10mA、(b)為30mA、(c)50mA、(d)60mA、(e)70mA、(f)80mA 電流下鋁的 XRD 圖譜。
[0046]圖7為氧化鐵骨架結(jié)構(gòu)鍍鋁的XRD圖譜。
[0047]圖8為電化學(xué)還原沉積鋁時(shí)間為2min時(shí)納米AVFe2O3鋁熱薄膜的SEM圖。
[0048]圖9為不同電沉積鋁時(shí)間下的TEM圖；圖(a)電沉積鋁時(shí)間為30s，圖(b)為電沉積鋁時(shí)間為2min;圖(c)為電沉積鋁時(shí)間為5min的TEM圖。
[0049]圖10為實(shí)例19中制備得到的鋁熱薄膜的DSC數(shù)據(jù)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0051]結(jié)合圖1，本發(fā)明的納米鋁熱劑，包含有基板以及負(fù)載于基板上的納米鋁熱薄膜，此種鋁熱薄膜通過運(yùn)用電化學(xué)還原沉積的方法在三維有序納米金屬氧化物沉積鋁而得到，其中的金屬氧化物以Fe2O3為例，鋁通過電化學(xué)還原沉積過程實(shí)現(xiàn)。為能夠?qū)崿F(xiàn)電化學(xué)沉積過程，選用可導(dǎo)電的FTO導(dǎo)電玻璃作為基底。通過在FTO導(dǎo)電基底上集成納米金屬氧化物鋁熱薄膜制備納米鋁熱劑，利用薄膜反應(yīng)放出的大量化學(xué)熱增加相應(yīng)的放熱量。
[0052]結(jié)合圖2，本發(fā)明所述納米鋁熱劑的制備方法，包括具體如下步驟:
[0053]步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為3?20wt%。
[0054]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0055]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取Fe(NO3)3.9H20后加入甲醇和乙二醇并進(jìn)行磁力攪拌，直至Fe(NO3)3.9H20完全溶解;其中甲醇、乙二醇的體積比為1:2; Fe (NO3)3.9H20的添加質(zhì)量為甲醇和乙二醇混合溶劑質(zhì)量的0.06?0.67倍。
[0056]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中干燥得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0057]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0058]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵希然X(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0059]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為10?80mA，持續(xù)的時(shí)間為30s?5min，制備得到所述納米招熱劑。
[0060]實(shí)施例1
[0061 ] 步驟I:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為4.5wt %。
[0062]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0063]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取26.26g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0064]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0065]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0066]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵希然X(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0067]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為7 OmA，持續(xù)的時(shí)間為2m i η，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0068]實(shí)施例2
[0069]步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為3wt%。
[0070]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0071]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取26.26g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0072]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0073]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0074]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵?，三氯化鋁(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0075]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為7 OmA，持續(xù)的時(shí)間為2m i η，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0076]實(shí)施例3
[0077]步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為20wt%。
[0078]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0079]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取26.26g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0080]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0081 ]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0082]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵希然X(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0083]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為7 OmA，持續(xù)的時(shí)間為2m i η，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0084]實(shí)施例4
[0085]步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為1wt %。
[0086]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0087]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取26.26g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0088]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0089]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0090]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵?，三氯化鋁(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0091 ]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為7 OmA，持續(xù)的時(shí)間為2m i η，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0092]實(shí)施例5
[0093]步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為7wt%。
[0094]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0095]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取26.26g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0096]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0097]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0098]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵?，三氯化鋁(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0099]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為7 OmA，持續(xù)的時(shí)間為2m i η，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0100]圖3為實(shí)例1-5中不同PS高分子微球分散液的濃度制備得到的PS球模板，其中(a)為3wt%、(b)S4.5wt%、(c)為7wt%、(d)為 10wt%、(e)為20wt%。隨著濃度的增加，由PS球模板的SEM圖可知不同濃度得到PS球模板的厚度分別為(a)2.2μm、(b)3.2μm、(C)4.6μm、(d)
7.3μπι、(e)22.Sym13PS球模板的厚度不斷增大，模板較厚時(shí)，浸泡前驅(qū)液時(shí)模板會(huì)出現(xiàn)不同程度的脫落，嚴(yán)重影響納米鋁熱劑的制備，在濃度為4.5#%時(shí)，其厚度最合適。
[0101]實(shí)施例6
[0102]步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為4.5wt %。
[0103]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0104]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取3.63g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0105]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0106]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0107]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵?，三氯化鋁(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0108]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為7 OmA，持續(xù)的時(shí)間為2m i η，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0109]實(shí)施例7
[0110]步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為4.5wt %。
[0111]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0112]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取13.13g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0113]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0114]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0115]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵希然X(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0116]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為7 OmA，持續(xù)的時(shí)間為2m i η，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0117]實(shí)施例8
[0118]步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為4.5wt %。
[0119]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0120]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取26.26g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0121]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0122]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0123]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵?，三氯化鋁(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0124]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為7 OmA，持續(xù)的時(shí)間為2m i η，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0125]實(shí)施例9
[0126]步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為4.5wt %。
[0127]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0128]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取35.35g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0129]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0130]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0131]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵?，三氯化鋁(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0132]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為7 OmA，持續(xù)的時(shí)間為2m i η，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0133]實(shí)施例10
[0134]步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為4.5wt %。
[0135]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0136]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取40.51g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0137]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0138]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0139]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵希然X(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0140]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為7 OmA，持續(xù)的時(shí)間為2m i η，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0141]圖4為不同前驅(qū)液濃度制備得到的金屬氧化物薄膜的SEM圖，其中Fe(NO3)3.9Η20的量分別為(a)為3.63g、(b)為13.13g、(c)為26.26g、(d)為35.35g。由圖可見，(a)中，骨架結(jié)構(gòu)不完整，只有殘片存在，說(shuō)明前驅(qū)液濃度太低；(b)的骨架結(jié)構(gòu)更為明顯，但依舊無(wú)法形成有序的骨架結(jié)構(gòu)，說(shuō)明前驅(qū)液濃度依舊略低。(c)中骨架結(jié)構(gòu)明顯且連續(xù)，空間立體效果明顯，說(shuō)明前驅(qū)液濃度適中。(d)中骨架結(jié)構(gòu)坍塌，網(wǎng)孔被堵塞，說(shuō)明前驅(qū)液濃度過大。當(dāng)前驅(qū)液濃度較低時(shí)，無(wú)法形成具有空間立體結(jié)構(gòu)的三維有序結(jié)構(gòu)，當(dāng)質(zhì)量為26.26g時(shí)，可形成形貌較好的微觀結(jié)構(gòu)。而隨著質(zhì)量的增加，結(jié)構(gòu)又有不同程度的變形，小孔被堵塞，骨架無(wú)法成為一個(gè)開放且連續(xù)的系統(tǒng)。因此Fe(NO3)3.9H20的質(zhì)量為26.26g為最優(yōu)。如圖5所示制備得到的金屬氧化物薄膜斷面圖，可見其厚度約為2μπι。
[0142]實(shí)施例11
[0143]步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為4.5wt %。
[0144]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0145]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取26.26g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0146]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0147]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0148]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵希然X(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0149]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為I OmA，持續(xù)的時(shí)間為2m i η，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0150]實(shí)施例12
[0151 ] 步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為4.5wt %。
[0152]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0153]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取26.26g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0154]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0155]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0156]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵?，三氯化鋁(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0157]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為3 OmA，持續(xù)的時(shí)間為2m i η，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0158]實(shí)施例13
[0159]步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為4.5wt %。
[0160]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0161]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取26.26g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0162]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0163]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0164]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵希然X(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0165]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為5 OmA，持續(xù)的時(shí)間為2m i η，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0166]實(shí)施例14
[0167]步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為4.5wt %。
[0168]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0169]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取26.26g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0170]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0171]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0172]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵?，三氯化鋁(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0173]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為6 OmA，持續(xù)的時(shí)間為2m i η，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0174]實(shí)施例15
[0175]步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為4.5wt %。
[0176]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0177]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取26.26g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0178]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0179]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0180]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵?，三氯化鋁(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0181]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為7 OmA，持續(xù)的時(shí)間為2m i η，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0182]實(shí)施例16
[0183]步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為4.5wt %。
[0184]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0185]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取26.26g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0186]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0187]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0188]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵希然X(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0189]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為8 OmA，持續(xù)的時(shí)間為2m i η，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0190]圖6為電化學(xué)沉積完成后鋁的XRD圖譜，其中(a)為10mA、(b)為30mA、(c)50mA、(d)60mA、(e)70mA、(f )80mA。由圖可知，當(dāng)通入電流較小時(shí)，制備得到的樣品中雜質(zhì)峰明顯，隨著電流的增大，雜質(zhì)峰逐漸消失，在電流達(dá)到70mA時(shí)，完全只有單質(zhì)鋁的峰出現(xiàn)。所以，優(yōu)選出70mA為通入的最優(yōu)電流。圖7為優(yōu)選條件下包含金屬氧化物的樣品的XRD圖，氧化鐵和鋁的對(duì)應(yīng)峰均清晰可見。
[0191]實(shí)施例17
[0192]步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為4.5wt %。
[0193]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0194]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取26.26g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0195]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0196]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0197]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵?，三氯化鋁(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0198]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為70mA，持續(xù)的時(shí)間為30s，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0199]實(shí)施例18
[0200]步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為4.5wt %。
[0201]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取26.26g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0202]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0203]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0204]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵?，三氯化鋁(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0205]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為7 O m A，持續(xù)的時(shí)間為I m i η，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0206]實(shí)施例19
[0207]步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為4.5wt %。
[0208]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0209]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取26.26g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0210]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0211 ]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0212]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵希然X(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0213]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為7 OmA，持續(xù)的時(shí)間為2m i η，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0214]實(shí)施例20
[0215]步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為4.5wt %。
[0216]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0217]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取26.26g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0218]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0219]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0220]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵?，三氯化鋁(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0221]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為7 O m A，持續(xù)的時(shí)間為3 m i η，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0222]實(shí)施例21
[0223]步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為4.5wt %。
[0224]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0225]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取26.26g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0226]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0227]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0228]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵希然X(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0229]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為7 OmA，持續(xù)的時(shí)間為4m i η，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0230]實(shí)施例22
[0231 ] 步驟1:制備PS高分子微球，所述PS高分子微球的直徑為300nm;所述PS高分子微球分散液的濃度為4.5wt %。
[0232]步驟2:將基底垂直浸入步驟I配制的PS高分子微球分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行PS高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板；
[0233]步驟3:配制納米金屬氧化物前驅(qū)液，以配置Fe2O3的前驅(qū)液為例;步驟如下:用分析天平精確稱取26.26g Fe(NO3)3.9H20后加入到20mL甲醇和40mL乙二醇的混合液中，并進(jìn)行磁力攪拌，并用磁力攪拌1h得到納米復(fù)合金屬氧化物前驅(qū)液。
[0234]步驟4:將步驟2中的PS膠晶模板放入步驟3配制的前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，并除去多余的前驅(qū)液，然后轉(zhuǎn)移到烘箱中于50°C干燥24h后得到PS/前驅(qū)液復(fù)合薄膜；
[0235]步驟5:將步驟4中的PS/金屬氧化物前驅(qū)液薄膜放入馬弗爐中進(jìn)行程序升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米復(fù)合金屬氧化物，所述馬弗爐程序升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以1°C.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫；
[0236]步驟6:配制離子液體電鍍液，以三氯化鋁及一乙基三甲基咪唑?yàn)樵?，三氯化鋁(AlCl3)與一乙基三甲基咪唑(EMIC)的配比為A1C13:EMIC(摩爾比)為2:1稱量配制得到離子液體，將稱量好的AlCl3少量多次的加入到盛裝有EMIC的燒杯中，并不斷攪拌，加入完成后，攬摔12h,后放入尚純招絲精制7天。
[0237]步驟7:以步驟5制備得到的負(fù)載有納米金屬氧化物的FTO玻璃為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通入電流為7 O m A，持續(xù)的時(shí)間為5 m i η，制備得到所述納米鋁熱劑。
[0238]圖8為電化學(xué)還原沉積鋁時(shí)間為2min時(shí)納米AVFe2O3鋁熱薄膜的SEM圖，從圖中可以看到三維有序納米Fe2O3骨架依舊存在，但蜂窩狀結(jié)構(gòu)部分消失，下層骨架的空腔已經(jīng)被鋁所填充滿，這保證了反應(yīng)物之間在納米尺度的充分接觸，從而減小了物質(zhì)間質(zhì)量傳遞的距離，增加了 Al與Fe2O3之間鋁熱反應(yīng)的活性。因?yàn)槿S有序金屬氧化物的薄膜厚度基本一致，所以電化學(xué)沉積鋁的時(shí)間以2min為宜，此為最終優(yōu)選出的電化學(xué)沉積鋁的時(shí)間。
[0239]圖9為實(shí)例中納米AVFe2O3招熱薄膜的TEM圖，其中圖(a)為實(shí)例17的圖，電沉積鋁時(shí)間為30s，可見已有部分鋁沉積出來(lái)，但并未完全填充整個(gè)區(qū)域。圖(b)為實(shí)例19的圖，電沉積鋁時(shí)間為2min，從圖中可以看到，氧化物空間結(jié)構(gòu)的空腔已經(jīng)被金屬鋁填充滿，但骨架結(jié)構(gòu)依舊隱約可見。圖(c)為實(shí)例21的圖，電沉積鋁時(shí)間為5min，骨架結(jié)構(gòu)已完全不可見了。故優(yōu)選電沉積鋁時(shí)間為2min。
[0240]圖10為實(shí)例19中納米AVFe2O3鋁熱薄膜的DSC圖，可以看出在650°C?700°C之間有一明顯的吸熱峰，此為鋁的特征吸熱峰，說(shuō)明電化學(xué)還原沉積得到為單質(zhì)鋁;在700°C?800°C出現(xiàn)一放熱峰，此為電化學(xué)還原沉積得到的鋁和氧化鐵反應(yīng)的放熱峰，說(shuō)明此方法制備得到的鋁熱劑能夠在一定的條件下被引燃，且能夠釋放出熱量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電化學(xué)還原沉積鋁制備鋁熱劑的方法，其特征在于，該方法為:將負(fù)載于基板上的氧化物膜浸入A1C13-EMIC離子液體中作為陰極，通過電化學(xué)還原沉積鋁制得納米鋁熱劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)還原沉積鋁制備鋁熱劑的方法，其特征在于，電化學(xué)還原沉積鋁制備鋁熱劑的方法，包括具體步驟如下: 步驟1:制備聚苯乙烯模版； 步驟2:以PS模版制備納米金屬氧化物薄膜； 步驟3:配制離子液體電化學(xué)沉積液，將三氯化鋁緩慢加入到一乙基三甲基咪唑中混合，制得AlCh-EMIC離子液體。 步驟4:以步驟2制備得到的納米金屬氧化物薄膜為陰極，高純鋁絲作為陽(yáng)極，以恒定電流源作為電化學(xué)還原沉積電源，通以10?80mA電流，持續(xù)30s?5min，得到所述納米招熱劑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電化學(xué)還原沉積鋁制備鋁熱劑的方法，其特征在于，步驟I中制備聚苯乙烯模版包括具體步驟: 步驟1.1:將聚苯乙烯高分子微球制成分散液； 步驟1.2:將基板垂直浸入步驟1.1配制的分散液中，利用溶劑蒸發(fā)形成的彎曲液面進(jìn)行聚苯乙烯高分子微球的定向排列自組裝形成膠晶模板;所述基板為FTO或ITO導(dǎo)電玻璃玻璃。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電化學(xué)還原沉積鋁制備鋁熱劑的方法，其特征在于，步驟1.1中，所述聚苯乙稀高分子微球分散液的濃度為3?20wt%。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電化學(xué)還原沉積鋁制備鋁熱劑的方法，其特征在于，步驟2中以PS模版制備納米金屬氧化物薄膜包括具體步驟: 步驟2.1:配置納米金屬氧化物前驅(qū)液； 步驟2.2:將步驟2.1中的膠晶模板置于納米金屬氧化物前驅(qū)液中，浸泡3分鐘后取出，干燥后得到PS/前驅(qū)液薄膜； 步驟2.3:將步驟2.2中的PS/前驅(qū)液薄膜進(jìn)行升溫煅燒，移除PS膠晶模板后生成3D0M納米金屬氧化物。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電化學(xué)還原沉積鋁制備鋁熱劑的方法，其特征在于，步驟2.1中，納米金屬氧化物前驅(qū)液為Fe(NO3)3.9H20，溶于甲醇和乙二醇的混合溶劑中攪拌溶解后制得;其中，甲醇、乙二醇的體積比為1:2;Fe(NO3)3.9H20的添加量為甲醇和乙二醇混合溶劑質(zhì)量的0.06?0.67倍。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電化學(xué)還原沉積鋁制備鋁熱劑的方法，其特征在于，步驟2.3中，升溫煅燒的參數(shù)為:從室溫開始，以TC.min—1的速率升溫至500°C，保溫5小時(shí)，然后冷卻至室溫。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電化學(xué)還原沉積鋁制備鋁熱劑的方法，其特征在于，步驟3中，三氯化鋁與一乙基三甲基咪唑的摩爾比為A1C13:EMIC為2:1，在混合完成后攪拌12h，而后加入高純鋁絲精制7天制得AlCh-EMIC離子液體。9.一種基于權(quán)利要求1-8的方法制得的納米鋁熱劑，所述納米鋁熱劑為Al完全填充在金屬氧化物三維骨架，形成Al包覆金屬氧化物的結(jié)構(gòu)，所述的金屬氧化物三維骨架的孔徑尺寸約為200nm，壁厚50nm，骨架厚度為2μπι，形成納米尺寸接觸的鋁熱薄膜，厚度為2μπι010.根據(jù)權(quán)利要求9所述納米鋁熱劑的應(yīng)用，其特征在于，上述制備得到的納米鋁熱劑用于半導(dǎo)體橋火工品上，具體為:以制備納米鋁熱劑基板作為半導(dǎo)體橋芯片，制備得到負(fù)載有納米鋁熱劑薄膜的含能半導(dǎo)體橋芯片。
【文檔編號(hào)】B81C1/00GK106086959SQ201610629072
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月3日 公開號(hào)201610629072.1, CN 106086959 A, CN 106086959A, CN 201610629072, CN-A-106086959, CN106086959 A, CN106086959A, CN201610629072, CN201610629072.1
【發(fā)明人】張文超, 史黎明, 秦志春, 田桂蓉, 葉家海
【申請(qǐng)人】南京理工大學(xué)