草酸阳极氧化工艺对氧化铝模板孔径的影响

为了寻找出草酸氧化工艺和扩孔工艺对制备的氧化铝模板孔径大小的影响规律,本文采用高倍扫描电镜观察定量研究了纯铝草酸阳极氧化几种氧化工艺参数对制备的氧化铝模板纳米孔径大小的影响,并对氧化铝模板的扩孔工艺进行了研究.结果表明,随着草酸浓度、氧化电压、氧化温度的升高和氧化时间的延长,制备的氧化铝模板的孔径也随着增加;在扩孔溶液浓度、温度保持一定时,随着浸泡时间的延长,氧化铝模板的孔径会逐渐增大.本研究结果为模板合成有序纳米阵列结构提供了参考.     

超声波辅助扩孔对氧化铝模板结构的影响

在0.3mol/dm3的草酸溶液中,采用二次阳极氧化法制备多孔氧化铝模板,研究了阳极氧化后的扩孔处理对多孔膜形貌和结构的影响.SEM和FE-SEM结果表明,经20min超声波扩孔处理后,多孔氧化铝模板纳米孔的结构更加趋于规则,表观孔径从30nm增大到70nm,其扩孔效果较常规扩孔方法更为明显.超声波扩孔时间增加到40min后,多孔膜孔径扩大至100nm,但某些区域的纳米孔壁已被部分溶解.在一定的电压范围内,随着电压增加,经超声波扩孔后的多孔氧化铝膜孔径增大,有序度有较大提高.     

高度有序多孔阳极氧化铝模板的制备

为了得到纳米孔排列高度有序的多孔阳极氧化铝模板,以0.3 mol·L-1的草酸为电解液研究了模板的制备工艺.采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对多孔氧化铝模板的表面形貌进行表征,X射线衍射分析高纯铝及氧化膜的结构.实验结果表明,铝基体不经过高温退火处理,同样能够得到高度有序的氧化铝膜,简化了多孔氧化铝膜的制备工艺.分别讨论了阳极氧化电压和电解液温度对多孔阳极氧化铝膜的形貌及孔径的影响,并对一步法和两步法制得的多孔氧化铝膜进行比较,结果表明,两步阳极氧化法制备的多孔氧化铝模板的有序性优于一步氧化法.XRD分析证实,多孔氧化铝膜由非晶态的Al2O3组成.     

纳米阵列阳极氧化铝模板的制备及其形成机理

多孔阵列阳极氧化铝模板为合成大面积的准一维纳米丝和纳米管微阵列提供了一种有效的载体.采用二次氧化法,制备了孔径在30～40 nm之间的纳米阵列氧化铝模板,分析了纳米阵列阳极氧化铝模板形成的热力学原理、动力学原理及孔的形成机理.采用扫描电子显微镜(SEM)对其形貌进行了表征,通过扩孔试验得到了孔径与扩孔时间的关系.用XRD衍射仪对纳米薄膜的成分和形态进行了分析,证明了制备的氧化膜是非晶态的.     

甘油对阳极氧化铝纳米孔形成过程的影响

电解电压、电解质种类以及添加剂等因素对氧化铝多孔膜的形成过程有显著影响.在电解液中加入甘油作为添加剂,不但可以增加阳极氧化形成的多孔膜的厚度,而且有利于增强氧化膜的韧性.采用高纯铝作阳极,铂网作为阴极,在草酸溶液中进行恒压阳极氧化.研究了在3%(质量分数)草酸溶液中,添加甘油对氧化铝多孔膜形成过程的影响.结果发现,添加甘油并不会改变氧化铝多孔膜的形成过程,也不会改变形成氧化铝多孔膜中Al2O3的非晶态结构,但甘油的加入将降低阳极氧化时多孔氧化铝膜的生长速度以及氧化铝阻挡层的形成速度,同时增加了纳米孔阻挡层的厚度,因此增加阻挡层的形成时间.在阳极氧化电解液中加入甘油还有利于减小氧化铝多孔膜的纳米孔孔径.     

通孔氧化铝模板的强脉冲电化学剥离研究

利用0.3mol·L-1的草酸电解液,采用二步恒压阳极氧化法(30-50V)在高纯铝片上获得了高度有序的多孔氧化铝模板,利用HClO₄-CH₃OH混合溶液为电解液,利用还原反应产生的气体压力将多孔氧化铝膜从铝基底上剥离,获得了大面积(2cm×2cm)均匀无裂的多孔氧化铝的通孔模板,厚度为30-100μm;分析了影响孔径和阻挡层的因素和模板电化学剥离的机理;与其他剥离方法相比,该方法具有工艺简单、周期短、模板溶解少、无污染、模板韧性好, 可获得大面积均匀无裂膜,在纳米结构组装体系研究方面具有重要的实用价值.     

阳极氧化法制备有序纳米多孔氧化铝膜的研究

利用电化学阳极氧化的方法,在草酸溶液中,精确控制反应条件,在高纯铝片表面有序生长了纳米多孔氧化铝膜。试验中,分别采用一次阳极氧化和二次阳极氧化方法制备氧化铝膜。利用H3PO4溶液浸泡法对氧化铝膜进行扩孔处理。通过扫描电子显微镜对样品进行表征分析。结果发现,二次阳极氧化制备的氧化铝膜的孔洞分布较一次氧化的更为规则有序,并且孔径大小均匀一致。扫描电镜观察显示,氧化铝膜的扩孔过程可以去掉阻碍层,并调节孔径大小,溶去二次氧化后黏附在氧化层表面的一些杂质,从而使氧化铝模板更为规则有序,孔径均一。这种经过二次阳极氧化和扩孔处理得到多孔阳极氧化铝模板的方法简单,成本较低,可以为后续的纳米材料合成提供高质量的合成模板。     

电化学阳极氧化法制备有序多孔材料的研究进展

阳极氧化法制备有序多孔材料具有工艺简单、孔径可控以及稳定性高等特点,具有广阔的应用前景.系统介绍了阳极氧化法制备有序多孔氧化铝和氧化钛的研究进展.重点介绍了阳极氧化法制备小孔径有序多孔氧化铝和氧化铝光子晶体的研究,特别介绍了有序多孔氧化钛膜的结构特点及该领域未来的发展方向.此外还简略介绍了阳极氧化法制备ZrO2、HfO2等有序多孔材料.     

多孔阳极氧化铝膜的结构修饰研究

以5%草酸为电解液,温度控制在5℃左右,采用两步阳极氧化工艺制备出多孔氧化铝膜,在1 μm范围内获得了孔径为10～60nm的多孔结构.通过原子力显微技术分析氧化时间及热处理条件对多孔氧化铝膜结构的影响,阳极氧化3h后,在0.3μm2范围内获得了有序的纳米孔阵列,当氧化时间延长至24h,有序孔阵列范围增加至～1μm2.将在聚乙烯中经过超声振荡过的样品在600～700℃中热处理3h.研究结构表明,经过适当的热处理能有效改善多孔氧化铝膜的结构特性,X射线衍射分析结果证实经过结构修饰后的样品呈非晶态结构.     

多孔阳极氧化铝模板制备的研究进展

多孔阳极氧化铝(PAA)模板在制备纳米材料、光谱材料、磁性材料、生物传感材料、太阳能电池材料等领域有着极为广泛的应用。实现多孔阳极氧化铝模板的孔径、孔间距、氧化层厚度等参数的可控制备是获得最佳性能材料的关键。概述了近年来多孔阳极氧化铝模板制备的研究进展,简要介绍了在电化学方法制备条件下各种工艺因素对模板形貌的影响,并综述了利用多孔阳极氧化铝作为模板合成纳米材料的几种方法。     

不同模板剂对介孔氧化铝孔径调节作用

以醇铝为原料,利用三种不同类型的模板剂对氧化铝的孔径进行调节,对各种模板剂的作用机理进行了初步探讨.研究结果表明：不同模板剂获得的介孔氧化铝的孔道结构基本一致,均为蠕虫状结构,模板剂的不同对介孔氧化铝孔径的影响较大,未加模板剂直接由溶胶-凝胶法获得的介孔氧化铝孔径分布较窄,孔径偏小;加入离子型模板剂能够形成孔径分布窄、孔径增大的介孔材料;加入非离子型模板剂则形成孔径更大,但孔径分布较宽的介孔氧化铝.     

高度有序多孔氧化铝模板的制备工艺与生长机制的研究

采用二次氧化法制备出高度有序的多孔氧化铝模板，结合扫描电镜和原子力显微镜对其结构、形貌进行观察和表征。研究了铝箔预处理和温度等对多孔氧化铝模板孔洞有序性的影响，讨论了有序孔洞的自组织生长机理。     

微孔诱导法制备高有序多孔氧化铝模板的研究进展

铝的阳极氧化法是一种应用于模板合成领域的重要技术,制得的阳极氧化铝模板能合成纳米线、纳米管等低维纳米材料.近年来,人们为了进一步增强氧化铝模板的有序性,采用了微孔诱导氧化铝模板制备技术.介绍了此类技术中的印模印刷术、聚焦离子柬法及激光全息技术.制得的超高有序度的模板由于孔间距和孔径可调且基本恒定,在强激光的作用下可提高X射线产额,使其在强激光与物质相互作用领域拥有广阔的应用前景.     

金属有序纳米孔道阵列模板合成法

评述了采用母板复型法合成金属有序纳米孔道阵列模板合成方法、金属模板的特点及应用的研究进展.用于合成金属模板的母板有:多孔阳极氧化铝、径迹刻蚀高分子聚合物、具有纳米孔道的玻璃及氧化锌晶体阵列等,金属模板的金属沉积方法有化学镀、电镀、物理气相沉积法等.由于金属模板具有金属特性,在纳米阵列材料组装、电极制备及过滤膜制备领域具有重要应用前景,研究直接制备金属模板的方法是一个很有发展前途的方向.     

Template synthesis of gold nanotubes in an anodic alumina membrane

Nanotube-containing membranes prepared by the template method show promise for use as highly selective filters for membrane-based chemical and biological separations. Most of the work to date has been done on gold nanotubes prepared by electroless deposition of Au within the pores of polymeric filtration membranes. These polymeric filters have very low porosities (< 1%), and, as a result, the flux through Au nanotube membranes based on these templates is very low. In contrast, the other popular template membranes-anodic aluminas-have high porosities-30% to 50%. In spite of this potential advantage of anodic alumina templates, there have been no reports of electrolessly plated Au nanotubes within the pores of these templates. This is because the electroless plating method used to deposit Au nanotubes in polymeric templates does not work in aluminas. We have developed a modified electroless plating strategy that can be used to deposit high-quality Au nanotubes within the pores of the alumina templates. We describe this new plating method here.     

Phthalocyanine molecular nanowires that were prepared using porous alumina as a template: Development in the sample preparation procedure to evaluate electronic properties

We have proposed the synthesis of organic molecular nanowires using porous alumina as a template. We also proposed the use of a magnetic field to control the molecular packing structure in the nanowires. In this paper, we developed the method to evaluate the electronic properties of the nanowire of a phthalocyanine derivative that was synthesized using porous alumina as a template. The developed method facilitates the study in the organic molecular nanowires that were synthesized using templates and helps their use in future electronic devices.     

Preparation and Analysis of Porous Anodic Alumina Template on Silicon Substrate

Porous anodic alumina (PAA) template is widely used to prepare ordered nanostructure materials. But conventional PAA templates have been restricted for application in micro-electro-mechanical systems (MEMS) technology due to limitations such as shape and brittleness. In this article, a novel process of fabricating alumina porous template based on silicon wafer is described. Porous alumina films were formed by two-step anodization of aluminum layers sputter deposited on silicon wafer. The pore diameters range from 80 to 100 nm. The Pilling–Bedworth ratio of Al/Al₂O₃ was measured and calculated. Thickness of PAA template can be precisely controlled. This research provides an effective tool to nanofabrication in MEMS technology.     

Sputter deposition of self-organized nanoclusters through porous anodic alumina templates

Silver nanoparticles were sputter deposited through self organized hexagonally ordered porous anodic alumina templates that were fabricated using a two-step anodization process. The average pore diameter of the template was 90 nm and the interpore spacing was 120 nm. Atomic force microscope studies of the sputter-deposited silver nanoparticle array on a Si substrate indicate an approximate replication of the porous anodic alumina mask. The nature of the deposition depends strongly on the process parameters such as sputtering voltage, ambient pressure and substrate temperature. We report a detailed study of the sputtering conditions that lead to an optimal deposition through the template.     

AAO模板快速制备方法探究

为了快速制备出高度有序且孔径可调控的AAO(阳极氧化铝)模板应用于工业生产,通过改进传统的两步阳极氧化法,采用逐步提高电解液浓度的硬氧氧化法制备了AAO模板,并确定了最佳制备工艺为初始电解液浓度0.15mol/L,添加电解液浓度0.40mol/L,温度保持在5℃左右,无水乙醇添加比例为1:1,从而使铝片的击穿电压从40V上升到130V左右(模板面积1.5cm×4.5cm),采用DimensionEdge型号的原子力显微镜(AFM)对多孔氧化铝模板进行了表征。结果表明:未经退火处理的铝片,也可以制备出高度有序的AAO模板,但其粗糙度略有增加,并与在高压条件下二次氧化、三次氧化、四次氧化制备AAO模板进行了比较,发现二次氧化制备的AAO模板有序度、孔径、孔间距均优于三次、四次氧化法。     

多孔阳极氧化铝模板制备的研究进展

多孔阳极氧化铝(PAA)以其独特的结构特征在纳米材料方面得到了广泛的应用。综述了PAA模板的传统制备方法,并阐述了基于传统"酸性场致溶解"理论提出的二次氧化和Imprint法的局限性。着重综述了近两年来广泛关注的形状各异的PAA模板的制备方法。