納米孔陣列陽(yáng)極氧化鋁膜的制備及其性能的研究.pdf

1、二十一世紀(jì)被稱(chēng)為“納米世紀(jì)”，納米材料的制備、表征方法、性能及應(yīng)用研究己成為當(dāng)前新材料研究的重點(diǎn)。納米結(jié)構(gòu)材料的制備，模板技術(shù)是常用的方法之一，其中陽(yáng)極氧化鋁模板(AAM)，由于其具有納米尺寸、高有序性、尺寸可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛的關(guān)注。 對(duì)于陽(yáng)極氧化鋁的研究，最早可追溯到1953年，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)G.C.Wood和美國(guó)鋁制備公司的F.Keller等的研究工作。由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)限制以及陽(yáng)極氧化工藝的局限性，在二十世紀(jì)九十年代以前，

2、基本制得的都是無(wú)序多孔型AAM和致密型AAM。直到1997年，日本京都大學(xué)的H．Masuda等才首次 制備了具有有序納米孔陣列結(jié)構(gòu)的AAM；隨后，國(guó)內(nèi)外許多研究小組都制備出了納米孔陣列AAM，并對(duì)陽(yáng)極氧化工藝及其結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了一定的研究。但是，由于在制備過(guò)程中，陽(yáng)極氧化條件苛刻，且制備過(guò)程復(fù)雜，制備高密度均勻有序的納米孔陣列陽(yáng)極氧化鋁膜較困難；對(duì)鋁的陽(yáng)極氧化機(jī)理、孔的形成和生長(zhǎng)機(jī)理以及納：米孔陣列的形成機(jī)理等方面的研究還不夠深入；對(duì)陽(yáng)

3、極氧化條件與制備的AAM形貌、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間關(guān)系的研究還不夠系統(tǒng)，不能得到可控納米孔陣列AAM。另外對(duì)于制備出的納米孔陣列AAM在不同溫度下退火后的性能以及AAM-SnO<,2>復(fù)合膜的制備和性能的研究報(bào)導(dǎo)不多。 本文通過(guò)陽(yáng)極氧化法在鋁片上制備納米孔陣列AAM，從改變電解液種類(lèi)、電解液濃度、陽(yáng)極氧化電壓、電解液溫度和陽(yáng)極氧化時(shí)間等條件入手，探索研究了陽(yáng)極氧化條件對(duì)制備納米孔陣列AAM中孔的大小、密度、深度以及孔隙 單的影響關(guān)系

4、：將制備好的AAM在不同溫度下退火，并通過(guò)X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、光致發(fā)光(PL)等對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試，觀察退火對(duì)AAM形貌和光學(xué)性質(zhì)的影響；利用超聲噴霧熱分解法在納米孔陣列AAM、玻璃和A1片上分別制備Sn02薄膜，通過(guò)XRD、SEM、紫外一可見(jiàn)和紅外光吸收和透過(guò)譜等測(cè)試，對(duì)比分析了納米孔陣列AAM對(duì)SnO<,2>薄膜結(jié)構(gòu)及性能的影響。實(shí)驗(yàn)中陽(yáng)極氧化膜的相結(jié)構(gòu)由XRD來(lái)表征，陽(yáng)極氧化膜的表面形貌由SEM和原子力顯微

5、鏡fAFM)來(lái)表征。研究結(jié)果表明，我們制得的納米孔陣列AAM中含有大小均勻一致、排列規(guī)整的納米孔陣列；對(duì)AAM進(jìn)行光致發(fā)光特性曲線的測(cè)試分析發(fā)現(xiàn)，AAM在400—600nm 之間有一個(gè)藍(lán)色發(fā)光帶，該發(fā)光帶是由氧空位產(chǎn)生的；通過(guò)對(duì)不同溫度下退火的AAM進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)，退火溫度對(duì)AAM的結(jié)構(gòu)、形貌和光學(xué)性能都有影響；對(duì)AAM-SnO<,2>、A1-SnO<,2>和玻璃-SnO<,2>：的XRD、SEM、紫外和紅外光的透過(guò)和吸收譜測(cè)試研究發(fā)現(xiàn)，