有序锥形孔氧化铝模板的制备及其表征分析

阳极氧化铝(AAO)模板具有高度有序的纳米孔阵列,在制备一维纳米材料方面有广泛的应用,阳极氧化铝模板法是制备纳米线及纳米管的重要方法。文章基于二次阳极氧化的方法实验制备了柱面氧化铝模板,围绕氧化铝模板纳米孔径的大小和有序性,利用扫描电子显微镜(SEM)对所形成纳米孔的形貌特征进行观测,并与平面阳极氧化铝模板的纳米孔进行比较,分析了氧化铝模板表面纳米孔的生长情况及其形成机理。结果表明:高度有序的锥形纳米孔阵列会沿着柱面直径辐射生长;纳米孔没有出现弯曲和分叉现象,柱面AAO模板内外表面纳米孔径大小分别为40和55 nm;纳米孔径变化率为0.5 nm/μm,膜厚约为30μm,通过调整柱面铝片的曲率半径和阳极氧化时间,可以控制锥形纳米孔径大小范围在60~120 nm之间。     

硅基上图案化自组装膜的制备及表征

基底上图案化纳米薄膜的制备在微观结构设计领域有广泛应用,在硅基上制备端基为乙烯基的自组装单层膜,利用铜丝电氧化以及高锰酸钾混合溶液氧化,制备不同端基表面的单、双层自组装膜.采用红外光谱(FTIR)、接触角以及原子力显微镜(AFM)对所制备的薄膜进行表征.红外检测结果表明:乙烯基表面经氧化后转变为羧基表面,氧化前后接触角从58.1°转变为19.9°,说明薄膜的亲水性有明显的变化,原子力显微镜扫描得到薄膜的表面形貌,可观察到不同薄膜表面之间的相位及高度变化.结果表明:自组装技术与电氧化法相结合能够有效地制备出不同性质的图案化表面,以用于未来微纳米器件等领域的研究.     

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.     

溶胶凝胶法制备介孔五氧化二钽薄膜

以五氯化钽为反应前驱体,三嵌段两性聚合物P123做天然模板,用溶胶凝胶法制备出了介孔五氧化二钽薄膜．经过SEM检测分析,薄膜厚度约为200nm．XRD研究结果表明,制得的薄膜具有明显的介孔结构,经TEM检测可以观察到孔洞结构;得到的五氧化二钽薄膜经过400℃煅烧1h,介孔结构仍然得到保留．     

三乙醇胺对介孔二氧化钛薄膜的光电增强作用

以三嵌段共聚物为模板剂,钛酸正丁酯为无机前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2溶胶,利用提拉法获得了纳米晶介孔TiO2薄膜,对薄膜的制备条件进行了优化。研究表明,将介孔TiO2薄膜电极浸入含有三乙醇胺的缓冲溶液中,在紫外光照射条件下,三乙醇胺作为电子供体,能够显著增强介孔TiO2薄膜电极的光电流强度。     

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。     

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%.     

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.     

玻璃基底上多孔氧化铝模板的制备

利用磁控溅射在玻璃基底上直接溅射一层铝薄膜,然后利用阳极氧化制备了多孔氧化铝模板,扫描电子显微镜图片显示在195V、60s的条件下获得的多孔氧化铝模板孔道排列规则,且双向贯通。这种方法为在玻璃等硬质基底上制备规则的纳米结构提供了一种有效途径。     

纳米介孔二氧化锡的合成及其光电性质研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米介孔二氧化锡,并利用扫描电镜、透射电镜、X-射线衍射等分析手段对纳米介孔二氧化锡进行了表征。对氧化铟锡(ITO)/SnO_2电极进行了光电信号的检测,研究了草酸钾、三乙醇胺两种电子供体和CdS量子点对ITO/SnO_2电极的光电行为的影响。结果表明:电子给体三乙醇胺与CdS量子点对介孔SnO_2薄膜具有明显的光电增强作用。     

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。     

Glass capillary nanopore for single molecule detection

Single molecule detection based on nanopore technology is a very promising approach for medical diagnostics, drug therapy and even DNA sequencing. Compared with other biological nanopores and solid-state nanopores, the glass capillary nanopore has low cost, easy availability and stable mechanical characteristics, thus it has been widely used in the nanopore technology for single molecule detection. In this review, we will focus on the studies of the glass nanopore sensors. The popular glass nanopore fabrication methods would be introduced, and the applications of glass nanopores in the detection of nanoparticles, proteins and DNA molecules would be presented. We hope this review will help widen field of vision and promote the development of the nanopore technology based on the glass capillary nanopores.     

AAO模板上碳纳米棒定向膜的制备及摩擦性能分析

在多孔阳极氧化铝（AAO）模板上的有序纳米孔中电化学沉积过渡金属Co作为催化剂，通过催化化学气相沉积（CCVD）法制备出有序、均匀的非晶态碳纳米棒定向膜。采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）及激光Raman光谱等方法分析了非晶态碳纳米棒定向膜的微观结构和形貌，并讨论了其摩擦因数与载荷及速度的关系。实验结果表明，非晶态碳纳米棒定向膜具有较小的摩擦因数，并且随着载荷的增加而减小，随速度的增加而先减小后增大，当滑动速度为0.18 m/s时摩擦因数最小。     

Functionalization of semi-terminated silica nanotubes

The semi-terminated silica nanotubes with 80–100 nm porous diameter were prepared with Al/Al₂O₃ (AAO) template by the sol-gel method, and then were functionalized by 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES). The functionalized silica nanotubes were characterized by transmission electron microscope (TEM), fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), nuclear magnetic resonance (¹H-NMR and ²⁹Si-NMR). The results indicated that APTES was successfully functionalized onto the internal surface and the mouth of the silica nanotubes. It would provide the material base for silica nanotubes corking and delivery drug.     

Effect of nanopore size on poly(dT)30 translocation through silicon nitride membrane

The nanopore size effect on translocation of poly(dT)30through Si3N4 membrane is investigated.In this paper,we report that the speed of the poly(dT)30 transport through Si3N4 nanopores can be slowed down by half through increasing the nanopore diameter from 4.8 nm to 10.8 nm.The results are consistent with our simulation results.Besides,the current blockage induced by DNA passing through the nanopore is less obvious as pore diameter is larger,which is in good agreement with the theoretical prediction.The conclusion about DNA transport through nanopores is beneficial for the design of DNA sequencing devices.     

良溶剂对PS-b-PEO-b-PS嵌段共聚物膜结构的影响

为了考察良溶剂对共聚物膜结构的影响,采用原子力电子显微镜(AFM)对不同条件下的膜结构进行观察,发现嵌段共聚物PS-b-PEO-b-PS在二氯甲烷良溶剂诱导下发生的去润湿现象并在膜表面形成了纳米孔结构.三种厚度(以初始溶液的浓度控制膜厚)的聚合物膜在经过二氯甲烷溶剂处理后都发生了相同的"孔洞成核"去润湿行为.对发生去润湿后的膜区域进行观察,其表面存在均匀的纳米孔结构,用于溶解聚合物的溶剂不同,得到的纳米孔结构也存在差异.     

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.     

电化学模板法制备金属纳米线的理论探讨

通过恒电势沉积的方法,以蒸镀有银导电基底的多孔阳极氧化铝膜(Al2O3／Ag)为模板制备了铂纳米线。详细讨论了金属沉积过程中电解液在纳米阵列电极上的扩散形式与相邻两单电极的间距和扩散时间的关系。对因孔深逐渐减小所引起的电流上升阶段的电流-时间曲线进行了实验和理论上的比较。结果表明：在电流上升的初始阶段理论值与实验值相吻合,后随电流增大理论值与实验值有较大偏差。这是由于氧化铝膜表面的球形扩散比较复杂,在计算过程中忽略了膜表面的界面层厚度l造成的。