基于陽極氧化鋁膜制備錳氧化物納米材料的研究.pdf

1、以陽極氧化鋁(AAO)膜為模板制備一維納米材料是一種非常重要的納米材料合成方法,其制備出的材料排列有序、尺寸均勻可控,在材料結構與性能研究中有重要的意義,因而制備出不同尺寸(孔徑、有序度等)的AAO膜,并研究其影響因素是非常必要的?；诖?本文首先研究了AAO膜的制備方法及其影響因素。在草酸水溶液中、40V電壓下成功制備出了小孔徑的AAO膜,并考察了前處理、反應溫度、反應時間對產(chǎn)物的影響,其產(chǎn)物平均孔徑約56 nm,孔間距100 nm,

2、有序疇區(qū)面積為2.5μm2;在H2C2O4-H2O-C2H5OH混合溶液中、80 V電壓下成功制備出了孔間距分別為120～190 nm和170～220 nm的AAO膜;在160 V電壓下成功制備出了孔間距為280～380 nm的AAO膜,并研究了過渡層對孔道有序度的影響及電流密度和電壓對孔徑和孔間距的影響。
　　 錳氧化物在電化學、催化、磁性材料等方面有非常廣闊的應用前景,若將其制備成納米形態(tài)則可能表現(xiàn)出加強的或者新的性能。借助

3、AAO模板的限制作用可制備出一維錳氧化物納米材料,從而使其性能得到改善。因此本文還研究了基于AAO模板,分別用溶膠—凝膠法和電沉積法制備錳氧化物及其產(chǎn)物的結構、性能等方面內容。
　　 采用溶膠—凝膠法制備了形貌規(guī)則、完整的Mn3O4納米線陣列,納米線的直徑約90-100 nm、長度約幾微米,呈四方尖晶石結構。研究結果表明,AAO模板不僅能通過空間限制作用促使產(chǎn)物納米尺寸的形成,還可以通過提供相對封閉的微反應空間,使樣品在灼燒時孔

4、道內溫度遠高于孔道外的溫度,從而在較低溫度下實現(xiàn)向Mn3O4的相轉變。
　　 用恒電位直流電沉積法制備出了高度有序的錳氧化物納米線陣列。納米線長約2μm,直徑約75 nm,尺寸均勻,呈無定形結構。經(jīng)500℃熱處理后,產(chǎn)物轉變?yōu)楹笑?MnO2和Mn2O3的混合物相結構,700℃熱處理后,產(chǎn)物轉變?yōu)镸n3O4物相結構。
　　 本文關于AAO膜制備和以之為模板合成錳氧化物的研究,擴展了AAO膜在納米材料中的應用范圍,揭示了A