CN1693539A - 一种三维氧化铝纳米模板的制备方法 - Google Patents

一种三维氧化铝纳米模板的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1693539A
CN1693539A CN 200510018403 CN200510018403A CN1693539A CN 1693539 A CN1693539 A CN 1693539A CN 200510018403 CN200510018403 CN 200510018403 CN 200510018403 A CN200510018403 A CN 200510018403A CN 1693539 A CN1693539 A CN 1693539A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminum oxide
oxide nano
aluminium flake
voltage
dimensional aluminum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 200510018403
Other languages
English (en)
Other versions
CN100412237C (zh
Inventor
郭东来
邹宪武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University WHU
Original Assignee
Wuhan University WHU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University WHU filed Critical Wuhan University WHU
Priority to CNB200510018403XA priority Critical patent/CN100412237C/zh
Publication of CN1693539A publication Critical patent/CN1693539A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100412237C publication Critical patent/CN100412237C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

本发明公开了一种制备三维氧化铝纳米模板的方法。它是将经过表面处理、阳极氧化、溶解掉氧化铝的铝片再次进行阳极氧化，在再次阳极氧化过程中先以较高电压阳极氧化然后降低到较低电压阳极氧化，使在铝片表面形成的氧化铝纳米孔洞发生分叉，一条孔洞分成三条并且三条孔洞不处在同一平面，从而形成三维纳米孔洞结构。该方法不仅操作方便、制作成本低，而且制备出的三维氧化铝纳米模板结构特殊，完全有可能在电输运过程、场发射、紫外光谱等方面存在特殊性质，从而在相关领域有广泛的应用前景。

Description

一种三维氧化铝纳米模板的制备方法
技术领域
本发明涉及一种三维氧化铝纳米模板的制备方法，属于电化学技术领域。
背景技术
众所周知，在制备纳米材料时通常需使用纳米结构模板。由于氧化铝模板结构有序，能够制造出有序的纳米结构组装体系，且制备氧化铝纳米模板的操作简单、成本低，所以，目前多使用氧化铝模板来制备纳米材料。但人们现在所用的电化学沉积、化学沉积、气相沉积等制备氧化铝纳米模板的方法还只能制备出长度和直径可控的一维纳米管线材料及其阵列，现有的这些制备方法无法制得具有其它微观结构的氧化铝纳米模板，因此也极可能会限制氧化铝纳米模板在一些特殊领域，如电输运过程、场发射、紫外光谱等方面的应用。
发明内容
为了克服现有方法只能制备一维氧化铝纳米模板的不足，本发明提供一种能制备三维氧化铝纳米模板的方法，用该方法制备的氧化铝纳米模板具有一分三的微观结构，而且有序程度高。
本发明解决问题的方案是在适当环境温度下采用如下步骤制备：
(1)对铝片依次用常规方法进行去油、表面清洗、电化学抛光、阳极氧化、溶解氧化铝膜的处理。
(2)在恒定的电压下将处理过的铝片再次进行阳极氧化，并使电压保持恒定适当时间至氧化充分，电压选择在40伏到65伏之间。
(3)以0.1v/s～3v/s的速度将电压降到25伏到40伏之间，并使降低后的电压也保持恒定适当时间至纳米模板完全形成，即得到三维氧化铝纳米模板。
最后将制得的三维氧化铝纳米模板置入饱和HgCl溶液中去掉模板上剩余的铝后，将模板取出清洁并干燥即可。
其中，步骤(2)所用电压与步骤(3)中所用电压的比值在1.5∶1到2.0∶1之间。
用上述方法制备三维氧化铝纳米模板时，铝片通常应选择纯度较高的铝片，环境温度一般应在0到30摄氏度之间，并且通常使用丙酮去油，分别用浓度低于1mol/L的稀强酸和稀强碱溶液对铝片进行表面清洗，使用0.2-0.5mol/L的草酸做电解液，抛光后的铝片做阳极，铂片做阴极，对铝片进行阳极氧化，用4～10wt％磷酸和1～3wt％铬酸的混和溶液溶解在铝片表面形成的氧化铝膜。
本发明通过改变一维氧化铝纳米模板的制造工艺，在阳极氧化过程中从一个较高的电压改变到一个较低的电压，因氧化铝纳米孔洞的面密度与阳极氧化的电压的平方成反比，在氧化铝模板的生长过程中，如果降低阳极氧化电压，会使氧化铝纳米孔洞的面密度增大，孔洞的数目增多，从而使模板中的纳米孔洞发生分叉，每条孔洞由一条分叉为数条，形成立体的三维纳米孔洞结构，此即三维氧化铝纳米模板。用这种模板制备出的纳米材料由于其结构特殊，完全有可能在电输运过程、场发射、紫外光谱等方面存在特殊性质，从而在相关领域有广泛的应用前景。而且，本发明提供的制备三维氧化铝纳米模板的方法还具有成本低、操作方便的优点。
附图说明
图1为本发明制备的三维氧化铝纳米模板的正面俯视图。
图2为本发明制备的三维氧化铝纳米模板的侧面劈裂图。
图3为本发明制备的三维氧化铝纳米模板的反面俯视图。
具体实施方式
本发明制备三维氧化铝纳米模板的方法是在0℃～30℃的环境温度下按如下步骤操作：
步骤一：将一纯度最高可达99.99％的铝片依次经过去油、稀强酸清洗、稀强碱清洗、电化学抛光，从而形成清洁光亮的表面。
步骤二：使用0.2-0.5mol/L的草酸做电解液，抛光后的铝片做阳极，铂片做阴极，对铝片进行一次或数次阳极氧化，然后使用磷酸和铬酸的混和溶液溶解在铝片表面形成的氧化铝膜。
步骤三：再次进行阳极氧化，并使电压在40v～60V间的一恒定电压下持续适当时间至氧化充分。
步骤四：以0.1v/s～3v/s之间的速度，将电压降到40v～25v之间一电压值，步骤三中恒定电压与该电压的比值应在1.5∶1到2.0∶1之间，并将该电压持续适当时间至纳米模板完全形成。
步骤五：使用饱和氯化汞溶液溶解掉氧化铝模板上的铝。
下面提供具体实施例如下：
实施例一
在环境温度为20摄氏度左右，按如下步骤操作：
(1)将厚度为0.2mm的铝片裁成2.5cm×3cm的形状。
(2)使用丙酮去油，然后分别使用浓度为0.3mol/L的稀硫酸和稀氢氧化钠溶液洗涤该铝片。
(3)在80wt％无水酒精和20wt％高氯酸混合溶液的电解液中，将处理过的铝片做阳极，铂片做阴极进行电化学抛光，电压为16v，时间3分钟。
(4)使用0.3mol/L的草酸做电解液，抛光后的铝片做阳极，铂片做阴极，对铝片进行阳极氧化。电压52v，时间6小时。
(5)使用6wt％磷酸和1.8wt％铬酸的混和溶液溶解在铝片表面形成的氧化铝膜。
(6)使用草酸做电解液，在52v的恒定电压下再次进行阳极氧化40分钟。
然后以0.5v/s的速度将电压降低到30v，然后固定在30v，持续80分钟。
(7)将所制备的三维氧化铝纳米模板置入饱和HgCl溶液中去掉模板上剩余的铝，将氧化铝模板取出清洁并干燥。
实施例二
在环境温度为15摄氏度左右，按如下步骤操作：
(1)将厚度为0.2mm的铝片裁成2.5cm×3cm的形状。
(2)使用丙酮去油，然后分别使用浓度为0.3mol/L的稀硫酸和稀氢氧化钠溶液洗涤该铝片。
(3)在80wt％无水酒精和20wt％高氯酸混合溶液的电解液中，将处理过的铝片做阳极，铂片做阴极进行电化学抛光，电压为16v，时间3分钟。
(4)使用0.3mol/L的草酸做电解液，抛光后的铝片做阳极，铂片做阴极，对铝片进行阳极氧化。电压60v，时间3小时。
(5)使用6wt％磷酸和1.8wt％铬酸的混和溶液溶解在铝片表面形成的氧化铝膜。
(6)使用草酸做电解液，在60v恒定电压下再次进行阳极氧化40分钟。然后以0.3v/s的速度将电压降低到35v，然后固定在35v，持续80分钟。
(8)将所制备的三维氧化铝纳米模板置入饱和HgCl溶液中去掉模板上剩余的铝，将氧化铝模板取出清洁并干燥。
实施例三
在环境温度为10摄氏度左右，按如下步骤操作：
(1)将厚度为0.2mm的铝片裁成2.5cm×3cm的形状。
(2)使用丙酮去油，然后分别使用浓度为0.3mol/L的稀硫酸和稀氢氧化钠溶液洗涤该铝片。
(3)在80wt％无水酒精和20wt％高氯酸混合溶液的电解液中，将处理过的铝片做阳极，铂片做阴极进行电化学抛光，电压为16v，时间3分钟。
(4)使用0.3mol/L的草酸做电解液，抛光后的铝片做阳极，铂片做阴极，对铝片进行阳极氧化。电压40v，时间6小时。
(5)使用6wt％磷酸和1.8wt％铬酸的混和溶液溶解在铝片表面形成的氧化铝膜。
(6)使用草酸做电解液，在40v的恒定电压下再次进行阳极氧化40分钟。然后以0.1v/s的速度将电压降低到23v，然后固定在23v，持续80分钟。
(7)将所制备的三维氧化铝纳米模板置入饱和HgCl溶液中去掉模板上剩余的铝，将氧化铝模板取出清洁并干燥。
对实施例一制得的成品进行分析，如图1、图2、图3所示，各图标尺均为100nm，图中浅色部分为氧化铝，黑色部分为孔洞，图1中孔洞直径为60nm；图2显示将电压降低后原来的每条孔洞分叉为三条，因为三条孔洞不在同一平面上，所以图上大多只看到一条孔洞分叉成两条，左下角小图为劈裂图上一条孔洞分叉成三条的特例；图3中的孔洞直径为35nm，孔洞密度为图(1)中的三倍；从这三幅图可以说明用本发明提供的方法可以制备出具有一分三结构的三维氧化铝纳米模板。

Claims (7)

1、一种三维氧化铝纳米模板的制备方法，其特征在于在适当环境温度下采用如下步骤制备：
(1)对铝片依次用相应的常规方法进行去油、表面清洗、电化学抛光的处理。
(2)对处理过的铝片用常规方法进行阳极氧化，阳极氧化的次数可为1次，也可反复进行数次。
(3)用常规方法将阳极氧化后的铝片表面的氧化铝膜溶解。
(4)在恒定的电压下将处理过的铝片再次进行阳极氧化，并使电压保持恒定适当时间至氧化充分，电压选择在40伏到65伏之间。
(5)以0.1v/s～3v/s的速度将电压降到25伏到40伏之间，并使降低后的电压也保持恒定适当时间至纳米模板完全形成，即得到三维氧化铝纳米模板。
2、根据权利要求1所述的三维氧化铝纳米模板的制备方法，其特征在于：最后将制得的三维氧化铝纳米模板置入饱和HgCl溶液中去掉模板上剩余的铝后，将模板取出清洁并干燥。
3、根据权利要求1或2所述的三维氧化铝纳米模板的制备方法，其特征在于：步骤(4)所用电压与步骤(5)中所用电压的比值在1.5∶1到2.0∶1之间。
4、根据权利要求1或2所述的三维氧化铝纳米模板的制备方法，其特征在于：使用丙酮去油，分别用稀强酸和稀强碱溶液对铝片进行表面清洗，稀强酸和稀强碱溶液的浓度在1mol/l以下。
5、据权利要求1或2所述的三维氧化铝纳米模板的制备方法，其特征在于：使用0.2-0.5mol/L的草酸做电解液，抛光后的铝片做阳极，铂片做阴极，对铝片进行阳极氧化。
6、根据权利要求1或2所述的三维氧化铝纳米模板的制备方法，其特征在于：使用4～10wt％磷酸和1～3wt％铬酸的混和溶液溶解在铝片表面形成的氧化铝膜。
7、根据权利要求1或2所述的三维氧化铝纳米模板的制备方法，其特征在于：环境温度在0到30摄氏度之间。
CNB200510018403XA 2005-03-18 2005-03-18 一种三维氧化铝纳米模板的制备方法 Expired - Fee Related CN100412237C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB200510018403XA CN100412237C (zh) 2005-03-18 2005-03-18 一种三维氧化铝纳米模板的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB200510018403XA CN100412237C (zh) 2005-03-18 2005-03-18 一种三维氧化铝纳米模板的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1693539A true CN1693539A (zh) 2005-11-09
CN100412237C CN100412237C (zh) 2008-08-20

Family

ID=35352655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB200510018403XA Expired - Fee Related CN100412237C (zh) 2005-03-18 2005-03-18 一种三维氧化铝纳米模板的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100412237C (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100441348C (zh) * 2006-05-12 2008-12-10 天津大学 金属纳米镍管及制备方法
CN103173832A (zh) * 2013-04-25 2013-06-26 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 具有微尺度自驱动滴状冷凝功能的新型铝材及其制备方法
CN107002273A (zh) * 2014-07-11 2017-08-01 西班牙高等科研理事会 纳米结构化的材料、获得该材料的方法及该材料的用途

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8426264D0 (en) * 1984-10-17 1984-11-21 Alcan Int Ltd Porous films
GB8823145D0 (en) * 1988-10-03 1988-11-09 Alcan Int Ltd Porous anodic aluminium oxide membranes
US6325909B1 (en) * 1999-09-24 2001-12-04 The Governing Council Of The University Of Toronto Method of growth of branched carbon nanotubes and devices produced from the branched nanotubes

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100441348C (zh) * 2006-05-12 2008-12-10 天津大学 金属纳米镍管及制备方法
CN103173832A (zh) * 2013-04-25 2013-06-26 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 具有微尺度自驱动滴状冷凝功能的新型铝材及其制备方法
CN103173832B (zh) * 2013-04-25 2015-12-23 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 具有微尺度自驱动滴状冷凝功能的铝材及其制备方法
CN107002273A (zh) * 2014-07-11 2017-08-01 西班牙高等科研理事会 纳米结构化的材料、获得该材料的方法及该材料的用途

Also Published As

Publication number Publication date
CN100412237C (zh) 2008-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100381613C (zh) 一种氧化铝纳米模板光子晶体的制备方法
CN100572616C (zh) 一种高质量氧化铝光子晶体的制备方法
CN106987876B (zh) 一种超疏水/亲油油水分离Ni-Cu复合镀层网膜的制备方法
BR112017024433B1 (pt) Sistemas e métodos para recuperação de chumbo a partir de baterias de chumbo-ácido
CN87103965A (zh) 耐用电解电极及其制造方法
CN102896834A (zh) 一种石墨烯-铜纳米粒子复合材料及其制备和应用
KR101787670B1 (ko) 과황산염 수용액에 전기화학 박리작용을 적용하는 그래핀 나노막 및 나노 잉크의 제조방법
CN104404566B (zh) 一种以修饰TiO2纳米管阵列为中间层的钛基二氧化铅阳极及其制备方法与应用
CN100588754C (zh) 一种通过恒流降压制备三维氧化铝纳米模板的方法
CN101651046A (zh) 一种Al2O3/TiO2复合介质膜铝电极箔的制备方法
CN106119927A (zh) 电化学处理制备各向异性油水分离铜网的方法
CN1609283A (zh) 有序多孔阳极氧化铝模板的制备方法
KR20160072535A (ko) 과황산염 수용액에 전기화학 박리작용을 적용하는 그래핀 나노막 및 나노 잉크의 제조방법
CN102360955B (zh) 一种采用电化学沉积法提高铝电极箔比容的方法
CN105755519B (zh) 梯度阳极氧化法制备高效空气集水铜表面的方法
CN1693539A (zh) 一种三维氧化铝纳米模板的制备方法
CN105483795A (zh) 一种采用欠电位沉积技术制备复合铜纳米线的方法
CN109647397B (zh) 一种利用三氧化钨变色性能制备三氧化钨/Pt纳米复合材料的方法
CN1184357C (zh) 梯度功能复合阳极材料的制备方法
CN101265602A (zh) 一种自支撑通孔氧化铝膜的制备方法
CN1783546A (zh) 纳米尺寸的电池、电容器及其制备方法
CN104911643A (zh) 氯化胆碱类离子液体中由氧化铁电沉积纳米铁的方法
CN107815558B (zh) 电化学分离盐湖卤水中镁锂金属离子的方法
CN104593816B (zh) 一种利用稀土铕改性钛基二氧化锡涂层电极的制备方法
CN1397518A (zh) 纳米羟基磷灰石/氧化铝复合生物陶瓷的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080820