氧化鋁模板法一維納米功能材料的制備與形成機理分析.pdf

1、納米材料是20世紀80年代發(fā)展起來的一種具有全新結(jié)構(gòu)的材料，由于其顯著的表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等，表現(xiàn)出獨特的力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)和化學(xué)特性，在生產(chǎn)和高科技領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，也將推動基礎(chǔ)研究的發(fā)展。
　　 所謂一維納米材料是指在材料的兩維空間上具有納米尺度，而第三維方向尺寸較大，甚至是宏觀量。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、孔道平行可根據(jù)實際需要調(diào)控孔徑大小及分布。因

2、AAO模板顯著的特點，在模板法一維納米材料的制備中得到廣泛的應(yīng)用。
　　 本文通過電化學(xué)陽極氧化法制備了有序納米微孔氧化鋁薄膜，采用化學(xué)腐蝕獲得了Al2O3納米線陣列，利用Sol-Gol填充模板法合成了Li4Ti5O12有序納米陣列。論文的主要研究內(nèi)容包括下面幾個方面：
　　 1.有序微孔氧化鋁模板的制備及表征
　　 采用純鋁兩步陽極電氧化法制備了30～120nm有序微孔氧化鋁模板，實驗分別以硫酸、草酸、磷酸為

3、電解液測定其對模板孔結(jié)構(gòu)和尺寸的影響，還考察了槽電壓(40～60V)、電氧化溫度(0～25℃)、電解液濃度(0.2～0.4mol/L)和擴孔時間(0～2h)對模板形貌的影響，SEM和image-pro plus統(tǒng)計軟件的分析結(jié)果顯示：模板孔徑隨著槽電壓的升高、電解液濃度的增加和擴孔時間的延長而增大，孔密度則與槽電壓和電解液濃度成反比關(guān)系，而電氧化溫度對模板孔徑和孔密度的影響不明顯。
　　 2.Al2O3納米線的電化學(xué)制備及形成

4、機理分析
　　 通過對純鋁板電化學(xué)陽極氧化及腐蝕液處理，在不同電氧化溫度、槽電壓、化學(xué)腐蝕時間的條件下制備出了排布有序的Al2O3納米線，SEM、EDS、IR表征結(jié)果顯示：多孔Al2O3薄膜經(jīng)腐蝕后形成納米線，在鋁基板上呈六角形排布，組成為純Al2O3，直徑隨電氧化溫度、槽電壓的升高和腐蝕處理時間的延長減小，直徑范圍為16～60nm，長徑比較大。在實驗的基礎(chǔ)上，提出了有序排布Al2O3納米線的形成機理。
　　 3.So

5、l-Gel填充模板法制備Li4Ti5O12有序納米陣列
　　 利用Sol-Gel模板法制備了尖晶石結(jié)構(gòu)的Li4Ti5O12納米陣列。SEM、XRD和EDS的表征結(jié)果顯示：Li4Ti5O12材料的晶形受焙燒溫度(600～900℃)和焙燒時間(10～20h)的影響；Li4Ti5O12納米陣列形成取決于溶膠的濃度(0.7～0.9mol/L)和沉積次數(shù)(1～4次)。利用孔徑為100nm左右的有序納米微孔氧化鋁薄膜為模板，負壓下于0.8m