基于AAO模板的一維納米功能材料制備與研究.pdf

1、本文研究了基于AAO模板的一維納米功能材料制備工藝。 納米材料由于其奇特的物理、化學(xué)性質(zhì)在催化、濾光、光吸收、醫(yī)藥、磁介質(zhì)等方面有廣闊的應(yīng)用前景，同時也將推動基礎(chǔ)研究的發(fā)展。陽極氧化鋁膜不僅制備工藝簡單，而且得到的多孔氧化膜具有孔徑分布均勻、孔密度高、孔洞之間互相不連通，取向一致的特點(diǎn)，并且可根據(jù)實際需要調(diào)控孔徑大小，是作為模板的良好選擇之一。近年來，以多孔陽極氧化鋁為模板合成一維納米結(jié)構(gòu)材料受到了人們的關(guān)注，獲得了深入地研究。

2、 在綜述了當(dāng)前國際上應(yīng)用模板制備納米功能材料最新進(jìn)展的基礎(chǔ)上，研究了AAO模板的制備工藝；利用多孔陽極氧化鋁直接制備AAO納米線并研究了其生成機(jī)理；使用交流電沉積法制備金屬Ni納米線，同時對Ni納米線的應(yīng)用特性進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容和結(jié)果如下： 1.利用陽極氧化法在草酸電解液中制備了孔洞高度有序的多孔氧化鋁模板。XRD分析圖樣表明多孔AAO膜為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。實驗結(jié)果證明高溫退火、電拋光等預(yù)處理工藝明顯改善了多孔AAO膜的孔

3、道有序性。二次氧化膜孔排布的有序度明顯好于一次氧化膜。隨著時間的延長、酸電解液濃度的增加、溫度的升高和電壓的增大膜厚增加，孔密度下降。最后得到草酸制備AAO模板的最佳條件是：電解液濃度0.3M，溫度20℃左右，電壓40V。通過改變氧化工藝條件可以制備具有不同參數(shù)的AAO膜。在多孔氧化鋁和最終的有序膜形成過程中，外加電場起主導(dǎo)作用。 2.以陽極氧化法在高純鋁片表面制備多孔陽極氧化鋁（AAO）的工藝為基礎(chǔ)，在草酸電解液中通過一次陽

4、極氧化過程，將AAO（Anodic Aluminum Oxide陽極氧化鋁）孔壁溶解形成AAO納米線，均勻覆蓋在AAO有序孔道的上方，得到一種特殊結(jié)構(gòu)的納米線薄膜。使用掃描電鏡（SEM），高分辨透射電鏡（HRTEM）和X射線能譜儀（EDS）對實驗產(chǎn)物納米線的形貌、結(jié)構(gòu)及成分進(jìn)行了表征分析。并結(jié)合SEM對不同反應(yīng)時間長度的產(chǎn)物形貌來觀察納米線的生成過程，探討了AAO納米線薄膜的生成機(jī)理。 3.用交流電沉積法在多孔氧化膜中組裝鎳納

5、米線，用掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、X射線衍射儀（XRD）和能量散射型X 射線熒光光譜儀（EDX）進(jìn)行結(jié)構(gòu)和組成分析，結(jié)合氧化膜表面顏色和沉積物的形態(tài)變化的目視觀察，探討了電壓、鎳鹽濃度、溫度、pH值及AAO模板的存放環(huán)境和時間對電沉積的影響。結(jié)果表明，沉積電壓、鎳鹽濃度和溫度提高，電沉積速度明顯加快；沉積電壓過高會導(dǎo)致阻擋層破裂，致使納米線組裝失?。绘圎}濃度過高會導(dǎo)致膜表面析出氫氧化鎳，影響納米線組裝；溫度和pH值過高或過