基于AAO模板的ZnO基一維納米線陣列的合成、表征與性能.pdf

1、一維納米材料及其有序陣列體系由于其新穎的物理、化學性質(zhì)以及在許多領域所展示的潛在應用前景已成為當今納米材料的前沿和熱點。陽極氧化鋁膜不僅制備工藝簡單，而且具有孔徑分布均勻、孔密度高、孔洞之間互相不連通，取向單一的特點，并且可以根據(jù)實際需要調(diào)整孔徑大小和孔深，是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注，并獲得了深入的研究。電化學沉積工藝作為一種傳統(tǒng)的材料制備方法，也具有很多優(yōu)點：①工藝簡單，容

2、易控制金屬離子的沉積量，便于實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)；②可以制備多種納米材料，如：金屬、合金、半導體等；⑧所制備的納米線陣列的致密度高；④污染性小，且不需要復雜的后處理過程。將陽極氧化鋁模板和電化學沉積技術結(jié)合，是制備納米線陣列材料的一種很好的方法。 本文的主要研究結(jié)果如下： 1．利用二次陽極氧化法在0.3M草酸電解液和1.2M硫酸電解液中成功制備出不同孔徑、高度有序的多孔氧化鋁模板，并用SEMR寸模板的形貌進行了表征，為接下來的

3、電化學沉積過程奠定了基礎。 2．在室溫下，采用直流電化學沉積的方法，在氧化鋁模板孔洞中合成了致密的Zn納米線陣列，采用不同的溫度和時間對其進行氧化，最終獲得了高質(zhì)量的多晶ZnO納米線陣列。用SEM、XRD對ZnO納米線陣列的結(jié)構(gòu)進行表征，用UV-Vis證明獲得的ZnO納米線的帶寬與塊體ZnO一致。 3．首先采用電化學共沉積的方法在氧化鋁模板中制備了Zn-Fe合金的納米線陣列，然后將其在450℃的空氣中保溫35h，最終獲得

4、了高濃度的Fe摻雜的．ZnO納米線陣列。通過SEM、XRD、HRTEM、ED和EDS對其形貌、結(jié)構(gòu)和化學成分進行了表征和分析，得知完全氧化的ZnO納米線中Fe的原子比為22％。用SQUID測試了試樣的磁學性能，結(jié)果表明Fe摻雜的ZnO納米線陣列在室溫下具有明顯的鐵磁各項向異性。 4．用電化學共沉積的方法在氧化鋁模板中制備Zn-Co、Zn-Ni合金。將Zn-Co試樣在350℃/48h的氧化條件下進行退火氧化，成功得到Co摻雜的Zn