基于陽極氧化鋁模板的金屬氧化物及其復合一維納米材料的電泳沉積法制備和表征.pdf

1、一維納米材料(納米管、線、棒等)是構筑納米器件的基本單元，在光信息儲存、電子傳感、發(fā)光顯示及單電子傳輸等方面具有潛在應用前景。制備方法很多，通過這些方法，人們制備了大量的一維納米材料，但主要是單一結構的納米線、納米管，復合結構的一維納米材料很少涉及。 實際上，復合納米材料，尤其是金屬氧化物的復合納米材料長期以來一直是材料研究的熱點領域。由于納米材料的復合形成異質結構，因而在光學、光催化、傳感等方面表現(xiàn)出新奇的性能。氧化錫、氧化鋅

2、、氧化鈦都是無機半導體材料中極有價值、應用廣泛的材料。它們的復合納米結構在光催化、環(huán)保、氣敏檢測、光電轉換、鋰離子電極材料等領域有著重要的應用價值。但是，以前對它們復合材料的研究主要集中在復合納米顆粒(零維)和復合納米薄膜(二維)的研究方面，在復合納米管、納米線(一維)的制備和研究方面，由于缺乏合適的制備方法而進展緩慢。 多孔陽極氧化鋁(AAO)模板法是制備大面積的一維納米線結構陣列的一種廉價且很有效方法。制備的納米線形貌均一、

3、便于器件化和陣列化。AAO模板法通常與其他方法相結合使用，其中電泳沉積與AAO模板法相結合的方法是一種新興且有效的方法。它利用外電場的作用使得帶有確定電荷的膠體顆粒發(fā)生定向移動，最后緊密地聚集在AAO模板的微孔中，形成高填充率的納米線陣列。根據電泳沉積的原理，AAO模板法與電泳沉積法相結合的方法亦應該可用于制備復合結構的納米線陣列。 本論文的主要工作包含以下三個方面： 1．AAO模板的制備及表征采用兩步氧化法，分別以硫酸

4、、草酸、磷酸為電解液制備了不同孔徑的有序多孔陽極氧化鋁模板，并用SEM和AFM對樣品進行表征。總結了兩步氧化法制備AAO模板的最佳條件。 2．SnO<,2>、ZnO單一納米線陣列的制備及表征采用AAO模板與電泳沉積法相結合，成功地制備了SnO<,2>、ZnO納米線微陣列，并用XRD、TEM、SEM、EDAX對樣品進行表征。此項工作證明了電泳沉積法與AAO模板法相結合制備金屬氧化物納米線的可行性，并構筑了電泳沉積法的基本裝置，探索

5、了實驗的基本條件，為進一步電泳沉積金屬氧化物的復合納米線創(chuàng)造了條件。最后對SnO<,2>、ZnO納米線的微結構進行了研究。 3．復合納米線陣列的制備及表征創(chuàng)造性地采用電泳沉積法、多孔陽極氧化鋁模板相結合的方法，成功制備了TiO<,2>/ZnO的復合納米線陣列，并用XRD、TEM、SEM、EDAX對樣品進行了詳細表征。實驗結果顯示，該方法是制備金屬氧化物復合納米線的切實可行的方法。論文對電泳沉積與陽極氧化鋁模板法相結合的方法制備復