氧化鋁模板的強烈陽極氧化法制備及其在納米材料中的應用.pdf

1、納米材料是一門新興學科，當材料達到納米級時會表現出不同于體材料和單個分子的特殊性能。由于獨特的結構，納米材料展現出了奇特的電學、磁學、光學、熱學和力學等方面性質，成為近年來很有發展前景的新型材料。模板法是制備納米結構非常簡單精巧的方法，陽極氧化鋁模板(Anodic aluminum oxide，AAO)是最常用的模板之一，具備孔道排列高度有序，孔密度高、價格低廉、使用方便等有優點，作為制備納米尺寸的功能器件的模板材料，引起了人們的極大興

2、趣。
　　 本文采用強烈陽極氧化(Hard Anodization，HA)法快速地制備了AAO模板；然后采用溶膠凝膠模板法制備了二氧化鈦(TiO2)和二氧化錳(MnO2)納米陣列；最后通過使用NaOH 溶液腐蝕不同溫度熱處理后的氧化鋁模板，制備出了氧化鋁納米線、納米棒和納米墻。主要研究成果如下：
　　 采用HA法制備了AAO模板，比較了強烈氧化法與溫和氧化(MildAnodization，MA)法的不同，結果表明HA法氧

3、化電流密度高、氧化速率快、制備的模板形貌有序性好；電解液中添加有機醇能有效降低氧化電流密度，保證氧化過程順利進行，有機醇的種類、醇水配比及草酸濃度對模板形貌和結構有重要影響；本文AAO模板最合適的制備條件是：第一步氧化在40 V電壓、0.3 mol·L-1 草酸中氧化5h，第二步在160 V電壓、以乙二醇的水溶液(V 醇V ∶水=1∶1)為溶劑的草酸(0.5mol·L-1)電解液中氧化2 h。在此條件下制備的模板孔徑約80 nm，孔間距

4、約120 nm，膜生長速率為51.9 μm·h-1。高溫熱處理可以使模板表面形貌和晶型結構發生改變。
　　 采用溶膠凝膠模板法制備了TiO2和MnO2 納米線，負壓與超聲相結合的方法可以使溶膠順利進入模板的孔中，解決了采用小孔徑模板難以通過sol-gel模板法合成納米陣列的難題。
　　 采用NaOH 溶液腐蝕高溫熱處理后的氧化鋁模板制備出了不同的氧化鋁納米結構。結果顯示：無定形氧化鋁模板、γ-Al2O3和α+γ-Al2O