氧化铝阵列模板的制备及表征

采用了目前较流行的制备模板的方法,将预处理过的铝箔采用二步阳极氧化法分别在硫酸和草酸电解液中制备AAO膜,压差(VRS)法剥离铝基体后,得到了孔径大小基本一致、有序度较高的氧化铝模板.用透射电子显微镜对多孔氧化铝阵列模板进行表征分析,讨论阳极氧化电压与氧化时间对AAO孔膜形态的影响.     

恒流法制备不同孔径高度有序阳极氧化铝模板

由于传统恒压氧化方法的局限性,为得到不同孔径高度有序的阳极氧化铝模板(AAO),采用改进的恒电流密度法,分别在硫酸、草酸和磷酸电解液中制备了不同孔径的阳极氧化铝模板,并借助扫描电子显微镜(SEM)观察了膜的微观形貌,研究了电解液、电流密度等对膜的影响。结果表明:利用恒电流密度法可以制得孔径在30～300 nm之间,厚度在20～120μm之间,高度有序的AAO模板系列。电解液和电流密度是影响AAO模板孔径和有序性的主要因素。     

高孔密度阳极氧化铝模板的制备及结构表征

采用两步氧化法制备出双面多孔阳极氧化铝模板(AAO),并进一步发展了模板通孔工艺,得到单层高密度多孔氧化铝模板,并用XRD、SEM和AFM对模板结构进行了表征.结果表明,草酸环境下制备的AAO模板孔排列高度规整,孔密度为10(11)个/cm2量级,孔径为45～55 nm,孔间距为100～120 nm.     

高孔密度阳极氧化铝模板的制备及结构表征

采用两步氧化法制备出双面多孔阳极氧化铝模板（AAO）,并进一步发展了模板通孔工艺,得到单层高密度多孔氧化铝模板,并用XRD、SEM和AFM对模板结构进行了表征．结果表明,草酸环境下制备的AAO模板孔排列高度规整,孔密度为10^11个／cm^2量级,孔径为45～55nm,孔间距为100～120nm．     

阳极氧化工艺对氧化铝模板孔径的影响

为了能制备出有序的纳米线阵列，采用一次阳极氧化的方法，制备出了孔径在12．8～43．5nm之间的多孔有序的氧化铝模板．通过改变氧化液浓度、氧化电压、氧化温度等条件，可对氧化铝模板的孔径大小进行控制，对各阳极氧化工艺因数对模板孔径的影响机理也进行了分析讨论．结果表明，在较低的氧化液浓度，氧化电压和氧化温度条件下，氧化铝膜的孔径较小；而在高的氧化液浓度，氧化电压和氧化温度条件下，氧化铝膜的孔径较大．     

多通孔阳极氧化铝膜的制备

通过两步阳极氧化法由铝片制得高度有序的多孔氧化铝膜（PAA）,采用高电压瞬时脉冲法分离出完整而独立的多通孔氧化铝模板.用SEM对其表面进行分析,结果表明用瞬时电压脉冲法可以很好地分离出完整的通孔膜,且膜质量很高.孔直径为40～50 nm,孔间距为90～ 105 nm,膜厚度为25μm左右,孔密度高达1.34×10^10个/cm2.通过4次阳极氧化的时间电流密度曲线对比,表明两步阳极氧化可以制得高度有序的PAA膜.     

多孔有序阳极氧化铝膜的制备及其机理分析

以草酸为电解液,利用电化学阳极氧化法制备多孔有序阳极氧化铝阵列模板,用透射电镜对其形貌和结构进行表征在此基础上,对多孔有序阳极氧化铝阵列模板的生长过程和形成机理进行了分析.结果表明,经阳极氧化处理后的铝片明显分成了未反应的铝、阻挡层氧化铝和多孔氧化铝3层结构,且阻挡层位于未反应铝和多孔层之间.多孔有序阳极氧化铝膜的形成更符合"电场支持下的溶解"模型.     

在柠檬酸中制备大孔径阳极氧化铝模板的方法

现有的报道普遍认为柠檬酸作为阳极氧化铝的反应溶液只能制备出致密型的氧化铝膜。笔者发现柠檬酸作为反应溶液在350V直流电压下可制备出孔径600nm左右的多孔型的阳极氧化铝模板(AAO)模板.通过与以往研究结果比较发现要想获得较大孔径的AAO模板需要选择较小电离常数的酸液.在去除阻挡层时,磷酸腐蚀了模板的反面,导致模板反面的孔径大约是正面孔径的一倍.     

模板中热解聚丙烯腈制备碳纳米管阵列

采用模板合成技术，以具有规整孔洞结构的阳极氧化铝膜(AAO)为模板，制备有序排列的碳纳米管阵列。制备过程是在AAO模板中通过化学聚合法，首先制备聚丙烯腈(PAN)纳米管阵列，然后将PAN纳米管于750℃，氮气气氛中热解，制备碳纳米管阵列。用SEN、TEM和XRD表征聚丙烯腈纳米管和碳纳米管的结构和形貌，并探讨竹节状碳纳米管的形成机理。结果表明，两种纳米管的管径约为200nm，与模板孔道的孔径相当，纳米管能排列成有序的阵列结构；XRD分析证实碳纳米管具有较高的结晶度；TEM照片显示碳纳米管具有独特的竹节状结构，可能是由于聚丙烯腈纳米管的热解产物在模板内不均匀沉积和碳化造成的。     

CoFe2O4纳米线阵列的制备与性能表征

采用Sol-gel法在孔径分别为50nm和200nm的AAO模板中制备高度有序的CoFe2O4纳米线阵列。用SEM、TEM和HRTEM对纳米线阵列的形貌和结构进行了表征。对钴铁氧体纳米线阵列进行磁性能研究，结果表明，CoFe2O4纳米线阵列没有择优取向性，但直径为50nm的钴铁氧体纳米线阵列的矫顽力大于直径为200nm的钴铁氧体纳米线的矫顽力，这是由于AAO模板的纳米孔道对材料的限域效应引起的。     

适用于微传感器的纳米多孔铝膜的制备研究

在单晶硅表面溅射铝,采用两步阳极氧化法制备纳米多孔铝膜。研究了电解液种类、阳极氧化时间、扩孔时间对孔的结构与形貌的影响。结果表明,与硫酸和磷酸相比,草酸是制备纳米孔阵列的相对方便与可靠的电解液;第二步阳极氧化时间对孔的均匀性及孔深度影响较大,对平均孔径的影响较小;扩孔时间的长短对孔径大小及孔的均匀性均影响显著。     

铁纳米线阵列的制备及磁性研究

采用二次阳极氧化法制备高度有序的多孔氧化铝模板,以高度有序的阳极氧化铝为模板,用交流电沉积的方法以较低的电压在孔洞中组装了铁纳米线有序阵列.采用场发射扫描电镜(FESEM)对模板和纳米线的形貌和结构进行了表征,采用物理特性测量系统(PMMA)测量了铁纳米线的磁滞回线,结果表明纳米线是均匀连续的,直径为50 nm左右,纳米线在平行于纳米线轴的方向的矫顽力为2 259 Oe,矩形比为0.92,铁纳米线阵列有高的磁各向异性,适用于垂直磁记录介质.     

一种简单的模板法制备聚苯乙烯纳米管

为了制备具有高强度聚苯乙烯纳米管及其阵列结构，以孔径仅有200nm的阳极氧化铝为模板，采用聚合物溶液浸润模板这一简单的物理技术，成功制备了具有常规相对分子质量的聚苯乙烯纳米管及其阵列。SEM和TEM测试结果表明：聚苯乙烯质量分数分别为2．5％，5．0％和10．0％的聚合物溶液可以制得管壁厚度分别为50nm，70nm和80nm的纳米管。可知聚合物溶液浓度是影响纳米管结构的主要因素之一。计算可知：聚苯乙烯质量分数为10．0％的聚合物溶液完全充满纳米孔时，溶剂挥发后高分子链沉积在孔内壁上形成纳米管的管壁厚度约为5nm。由此推断出聚合物溶液浸润阳极氧化铝模板的过程反复多次进行，并归纳出溶液浸润模板制备聚合物纳米管的多次浸润机理。     

多孔氧化铝模板中交流沉积钴纳米线阵列

利用二次阳极氧化法制备了多孔氧化铝模板(PAM).用交流电化学沉积方法成功地在模板孔道内制备了Co纳米线.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对Co纳米线的形貌、晶体结构进行了研究.结果表明,模板的孔径均匀,孔道平直.Co纳米线均匀分布在PAM纳米孔隙中,直径与PAM孔径一致,约50 nm,并沿Co(111)晶面择优生长.     

多孔型铝阳极氧化膜(AAO)的形貌及相结构分析

在相同的工艺条件，分别用磷酸、磷酸与草酸混合溶液为电解液制备了多孔铝阳极氧化膜(AAO)；用TEM观察了膜的形貌，表明膜的表面有排列较规则、具有一定准周期性的微孔，微孔的孔径大约为75nm；对于在磷酸与草酸混合酸中氧化的工艺，氧化膜较厚，通过扫描电镜观察，其膜厚在50μm左右。X射线衍射分析表明，在低于600℃热处理的条件下铝箔表面的阳极氧化膜基本上是以无定形态存在，经900℃热处理无定形氧化铝开始结晶出γ-Al2O3，用该工艺制备的铝阳极氧化膜无定形态较稳定。     

高纯铝片抛光工艺及对氧化铝模板的影响

在多孔阳极氧化铝（Porous anodic alumina,PAA）制备过程中,为了得到更稳定的电解过程,实现高度有序的纳米孔阵列结构,对高纯铝片表面进行抛光是一个典型的、必要的步骤。为此系统研究了高氯酸/乙醇抛光液体系在不同电压（1,5,10,20V和25V）和不同时间（10,60s和180s）下的抛光工艺,以及抛光对高纯铝片表面以及PAA的影响,获得用于制备PAA模板较合适的抛光工艺,即抛光电压为10V,抛光时间为180s。     

纳米压印法制作亚波长结构PI减反射膜

为提高柔性基底太阳能电池光电转化效率,减少表面反射损失,用Tracepro光学仿真软件模拟设计亚波长结构减反射膜尺寸参数,仿真结果表明亚波长结构薄膜在纳米柱高度72 nm,占空比为0.5,光栅周期在300~440 nm处,光通量增强效果最佳.采用纳米压印技术,以多孔结构阳极氧化铝为模板,制作聚酰亚胺基底减反射膜.采用扫描电子显微镜和紫外-可见分光光度计研究了阳极氧化技术所制作的Al2O3模板及其纳米压印技术等工艺参数对PI薄膜透过率的影响.测试结果表明,在0.3 mol/L草酸溶液中,70 V恒压模式连续反应1 h条件下制备AAO模板,在280℃,800 kg压力条件下,热压印时间为10 min所得PI膜.在AM1.5大气质量条件下,UV-VIS透射光谱从440~1 000 nm区域,所制作的薄膜较原始PI膜的透过率提高2%~5%.     

电解液温度对TiO_2纳米管阵列结构和光催化性能的影响

在有机溶剂(NH4F+水+丙三醇)体系电解液中,采用电化学阳极氧化法在钛片表面制备了高度有序的TiO_2纳米管阵列,主要研究了电解液温度和阳极氧化时间对TiO_2纳米管结构和表面形貌的影响,观察到TiO_2纳米管的形貌,包括内径、壁厚和长度,随实验条件呈现规律性改变。所得的TiO_2纳米管阵列在450℃退火后可得到锐钛矿相。随着阳极氧化电解液温度的升高,TiO_2纳米管阵列的结晶度有所提高。通过在紫外光的照射下降解亚甲基蓝水溶液评价其光催化活性,分析了制备条件对TiO_2纳米管阵列的光催化性能的影响,得出材料形貌是否规整是影响光催化性能的重要因素。     

垂直Cu2ZnSnS4纳米线太阳能电池吸收层的研究与制备

采用两步电化学沉积法制备了CZTS薄膜和CZTS纳米线阵列,对450～650℃硫化温度下的CZTS薄膜的形貌和物相结构进行了分析,结果表明:在550℃硫化条件下可以获得锌黄锡矿相的CZTS.以阳极氧化铝(AAO)作为模板,采用了"先硫化,后移除AAO模板"和"先移除AAO模板,后硫化"两种方式对Cu-Zn-Sn预制层进行处理,得到了垂直形貌的CZTS纳米线,保证了纳米线的完整性和较好的垂直度.在0.2～2μm入射光波范围,与CZTS薄膜相比,CZTS纳米线平均反射率降低20％,展现了良好的减反射特性,有利于增大吸收层的吸收;同时也通过优化硫化工艺顺序为制备垂直的CZTS纳米线提供了新思路.     

铂纳米线阵列电极对肼的电催化性能

以阳极氧化铝为模板,采用直流电沉积法制备了铂纳米线阵列电极。用扫描电子显微镜,X射线衍射等手段对铂纳米线阵列电极的形貌与结构进行了表征,同时应用循环伏安法和计时电流法测试研究了其对肼的电催化氧化性能.结果表明,铂能够在氧化铝模板孔洞中完整地沉积生长,且纳米线直径与氧化铝模板孔径一致,约为50 nm;铂纳米线阵列电极对肼有明显的电催化活性,且其催化活性与肼浓度及扫描速率有关,肼浓度越大,催化活性越高,当肼浓度为50 mmol/L时,电流密度可达48 mA/cm2,约是铂柱电极的3倍;扫描速率越快,电流密度越大,且与峰电流密度的平方根成正比.铂纳米线阵列电极对肼也具有良好的催化稳定性和耐受性.