AAO无机膜-AAO模板
AAO模板对交流电沉积金属Ni的影响
AAO模板对交流电沉积金属Ni的影响【摘要】采用二次阳极氧化的方法制备了孔径在70-110nm的阳极氧化铝模板（AAO），利用制备的模板交流电沉积金属Ni纳米线。
二次氧化后逐级降低电压到0V，有效地减薄了阻挡层的厚度，阻挡层的厚度是影响电沉积效果的主要因素。
利用扫描电镜及透射电镜表征发现，恒压40V制备的模板进行交流电沉积的Ni纳米线有序性好，直径均匀，与模板的孔径一致，效果最好。
同时，实验中采用完整的正弦交流电信号沉积的纳米线不连续，且呈颗粒状聚集，而采用二极管整流后得到的纳米线连续，均匀。
【关键词】阳极氧化铝模板；交流电沉积；Ni纳米线；氧化电压The AAO Ｐreparation Ｔechnology Ｉnfluence on AC Ｅlectrochemical Ｄeposition of Ni ＮanowireXING Xiao－yun PENG Zhi CHEN Li-na SONG Guo－jun（College of Chemical and Environmental Engineering, Qingdao University, Qingdao Shandong, 266071）【Abstract】Highly ordered anodic aluminum oxide(AAO) pores were successfully fabricated on aluminum template using a two-step anodization method. The pore diameter of AAO was from 70nm to110nm. After the secondary anodic oxidation step, the anodic oxidation voltage decrescence step by step to 0 voltage, could effectively reduce the thickness of barrier layer. The thickness of barrier layer was one of the most important influencing factors. The characterization by SEM and TEM showed that the Ni nanowires fabricated by 40V AAO templates had a good order , uniformity and the same diameter with AAO. At the same time, Ni nanowire deposited by whole sinusoidal alternating current was not continuous, they aggregated by grains. The using of diode rectification could get continuous Ni nanowires.【Key words】AAO; Alternating current deposition; Ni nanowires; Oxidation voltage０引言阳极氧化铝模板（AAO）具有高度有序的阵列结构，模板的孔径及厚度可控，又有较好的热稳定性和化学稳定性而被广泛使用[1]。
AAO模板法制备金属Ni纳米管
活 化及化 学镀 。所 合 成 的 Ｎｉ 米 管 具 有 可调 控 的 纳
内径 ， 并且 是 两端 开 口的。其 外径 由 氧化铝 模 板 的
孔 径 所 决 定 ， 内径 可 以通 过 改 变 沉 积 时 间 来 调 变 。 而
ｒｍｏ ｅａｕ ｌ ｅ ｖ ｌ ｍｉａｍｅ ｒｎ ］ ｍｂ ａ ｅ
ｓ ｎ ｉｉ ｉａｉ ｎ ａ ｄ ａ ｔｖ ｔ ｎ ｅ ｓ ｔ ｚ ｔｏ ｎ ｃｉ ａ ｉ ｖ ｏ
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ｔ ａ ｍｅ ｔｗｉ ｉａ ｅ ｒ ｔ ｎ ｔ ｓ ｌｎ ｅ ｈ ｅ ｅ ｔ ｅ ｓｄ ｐ ｓｔ ｎ Ｎ ｌｅ ｍｌ ｓ ｅ ｏ ｉ ｏ ｉ ｉ
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长春工程学院学报 （ 自然 科 学 版 ）２ １ 年 第 １ 卷 第 ２ ０１ ２ 期
Ｊ Ｃｈ ｎ；ｈ ｎ ｌ ｓ． ｃ ． Ｎａ． ｃ． ｄ ． ． ０ ｌ Ｖｏ． ２・ ． ． ａ ！ ｕ ｎ ｔ Ｔｅ ｈ （ ｔ Ｓ ｉＥ ｉ） ２ １ ・ １１ Ｎｏ ２ ｃ
横截 面上看 ， 的表 面有 一层较 厚 的金 属膜 ， 膜 厚度 约
为 ５ ０ｒ 图 ５ ０ ｍ（ ｉ ｂ右侧 ） 。绝 大部 分 的 孔 道 是空 的 ，
只有 极 少 数 孔 由 于 具 有 比 较 大 的 孔 径 ， 积 了 金 属 沉
图 ３ 镍 纳 米 管 的 Ｓ Ｍ 形 貌 图 Ｅ
得到不 同 内 、 外径 和长度 的 纳米管 。
以多孔 阳极 氧化铝 为 模 板 ， 过 化 学 沉积制 备 金 属 通 纳 米管 的有效 方 法是 通 过 ５步 操 作 束 实现 的， 即除 去铝 基 底及 其 阻挡 层 、 壁修 饰 、 光 处 理 、 化一 孔 抛 敏
AAO模板的制备及其应用
纳米材料研究领域 的一个热 点… 。 由于模 板分布 的有序化 程度 膜顶 部的有序性较差 ，所 以将 一次 氧化后 的铝 片置 于 ８０￣Ｃ的磷
决 定了在孔洞 中生长 的纳 米线 的性能 ，所 以制 备高质 量 的模 板 酸 （６ｗｔ％ ）和铬 酸（１．８ｗｔ％ ）混合溶液 中将 一次膜腐 蚀掉 。二 次
就具有特别的重要性 。
阳极 氧化 是 在 六 角 形 凹坑 阵 列 结 构 的 表 面 上 进 行 的 ，条 件 和 一
本 文 首 先 介 绍 了 在 草 酸 溶 液 中 制 备 的 ＡＡＯ 模 板 的 工 艺 过 次 氧 化 一 样 ，时 间为 ｌＯｈ。
程 ，并用 ＳＥＭ 对其进行 了形 貌 表征 ，最后 简 单介 绍在 有序 纳米
本实验采用二次 阳极 氧化 法来制 备 阳极 氧化 铝模板 。图 １ 是 二 次 阳 极 氧 化 装 置 及 工 艺 流 程 图 。用 直 径 ３５ｍｍ 的 铝 圆 片 做
图 １ 阳极 氧 化 铝 模 板 制 备 装 置 示 意 图
Ｆｉｇ．１ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｏｆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｆｏｒ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ ａｎｏｄｉｃ ＂ａｌｕｍｉｎａ ｔｅｍｐｌａｔｅ
用 。
关键 词 ：二次阳极氧化；氧化铝模板；纳米材料
Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＡＡＯ Ｔｅｍ ｐｌａｔｅ
Ｍ Ｏ Ｒｕｎ —ｗｅｉ ． Ｕ
（１ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００３； ２ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｇｕｉｙａｎｇ ５５０００３，Ｃｈｉｎａ）
aao模板法制备纳米材料流程
aao模板法制备纳米材料流程英文回答：To prepare nanomaterials using the AAO (Anodic Aluminum Oxide) template method, several steps need to be followed. First, the AAO template is prepared by anodizing aluminumin an acid electrolyte solution. This process involves applying a voltage to the aluminum substrate, which causes the formation of a porous oxide layer on its surface. The pore size and distribution can be controlled by adjusting the anodization conditions.Once the AAO template is prepared, it is then filled with a precursor solution containing the desired material for the nanomaterial synthesis. The precursor solution can be a metal salt solution or an organic compound solution, depending on the desired nanomaterial. The AAO template acts as a mold, guiding the growth of the nanomaterial in a controlled manner.After filling the template, it is necessary to remove the excess precursor solution and any impurities. This can be done through a rinsing process using a suitable solvent. The rinsing step ensures that only the desired material remains in the template.Next, the filled template is subjected to a thermal treatment process, such as annealing or calcination, to convert the precursor into the desired nanomaterial. The thermal treatment process involves heating the template to a specific temperature for a certain duration. This step allows for the transformation of the precursor into the desired nanomaterial, while also removing any residual organic compounds.Finally, the AAO template is removed to obtain the synthesized nanomaterial. This can be done by etching the template in a suitable etchant solution. The etching process selectively dissolves the AAO template, leaving behind the nanomaterial in its desired form.中文回答：使用AAO（阳极氧化铝）模板法制备纳米材料需要遵循几个步骤。
阳极氧化铝模板(aao)的制备与应用研究
阳极氧化铝模板（aao）的制备与应用研究【深度与广度兼具的中文文章】题目：探究阳极氧化铝模板（AAO）的制备与应用研究在科技领域中，阳极氧化铝模板（AAO）作为一种重要的材料，具备多种应用潜力。
本文将深入探讨AAO的制备方法和广泛的应用领域，以及对于未来发展的个人观点和理解。
1. 了解AAO的概念让我们对阳极氧化铝模板（AAO）进行一个简单的概念了解。
AAO是一种通过阳极氧化制备而成的铝氧化物薄膜，具有均匀的孔洞结构和优异的性能。
这种特殊的结构使得AAO在多个领域都具有重要的应用前景。
2. AAO的制备方法在研究AAO的制备方法时，我们发现了多种不同的技术途径。
其中，常见的方法包括模板法、自组装法和阳极氧化法等。
每种方法都有其独特的优势和局限性，需要根据具体的应用需求来选择合适的制备方3. AAO在纳米材料合成中的应用随着纳米技术的发展，AAO在纳米材料合成中发挥着重要作用。
其孔洞结构可以作为模板，用于制备纳米线、纳米颗粒等材料，具有广泛的应用前景。
在这一领域，AAO的制备方法和孔洞结构对最终制备的纳米材料性能有着重要影响。
4. AAO在生物医学领域中的应用除了在纳米材料合成中的应用外，AAO还在生物医学领域中展现出巨大潜力。
AAO的孔洞结构可以用于药物输送系统的设计，具有提高药物载荷量和控制释放速率的优势。
其生物相容性和可调控的孔径大小也为生物医学材料的设计提供了可能性。
5. 个人观点与展望在撰写本文的过程中，我对AAO的制备与应用研究有了更深入的理解。
我认为，未来在这一领域的发展中，需要重点关注制备方法的优化和应用性能的提升。
跨学科的合作也将推动AAO在纳米材料、生物医学等领域的更广泛应用。
通过对AAO的制备和应用研究的探讨，我们深入了解了这一重要材料的特点和潜力。
随着科学技术的不断进步，相信AAO必将在更多领域展现出其重要价值，为人类社会的发展做出贡献。
在撰写本文的过程中，我对AAO的制备与应用研究有了更深入的理解，并对其未来发展充满期待。
不同颜色氧化铝模板制作
2 3 2 3
2 3
Al2O3
2 2 2 nAg n2 P ( n n ) Ag Al O Al O
2 3 2 3
1 2nA d A 2nB d B (m ) 2
实验结果与理论结果对比
实物照片和UV曲线
AAO薄膜上着不同颜色
AAO薄膜上着不同颜色
光刻方法制备AAO薄膜
谢谢！
•
理论解释
1 2nA d A cos A 2nB d B cos B (m ) 2
eff Al O eff n 2
2 Al2O3 void 2 P( void Al2O3 ) 2 Al2O3 void P( void Al2O3 )
多彩AAO薄膜的制作
周寒
最近一周工作：
• 1：毕业论文
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AAO的应用
• AAO可以作为模板制作纳米线、纳米管等的模板 • 特别是复杂AAO模板可以用来制作复杂结构的纳米结构材 料。 • 多彩AAO也得到了很大的关注，应用与显示、防伪、室内 装潢、环境监测、液体传感等
掺银AAO薄膜的制作
• • • • AAO薄膜本来也是有相应的颜色。掺入银能够改善 AAO薄膜的颜色饱和度。 实验方法：AAO薄膜的制备。退火 抛光 乙醇，10至15 分钟。然后在去离子水中用超声波清洗。 然后将第一次氧化的AAO薄膜浸入 0.03mol/LAgNO3+30g/L硼酸+5g/L维生素C。 将AAO薄膜放在铜片上以能导电，阴极用石墨烯。使用 50HZ，15V交流电交流沉积得到AAO-Ag。实验得到的结 果是，60s的电镀时间可以得到颜色饱和度最高的AAOAg模板。孔径直径大约是50nm。
阳极氧化铝模板(aao)的制备与应用研究
标题：深度探究阳极氧化铝模板（AAO）的制备与应用研究一、概述阳极氧化铝模板（AAO）是一种具有微孔结构的材料，由于其独特的性质在众多领域展现出了巨大的应用潜力。
本文将深入探讨AAO的制备方法和其在各个领域的应用研究。
二、AAO的制备方法1. 模板法制备模板法是制备AAO的常见方法，通过模板的作用，在铝基底上形成一定孔径和密度的孔洞结构。
该方法可以利用硬模板或软模板，如聚苯乙烯球和聚苯乙烯磺酸钠等，通过控制模板的大小和形状来调控AAO 的孔洞结构。
2. 自组装制备自组装是一种简单高效的AAO制备方法，通过表面张力和化学吸附等现象，使得前驱体在铝表面形成规整的排列。
随后进行阳极氧化处理，即可得到具有有序孔洞结构的AAO材料。
3. 氧化还原制备氧化还原法是将铝箔经过预处理后，在氧化液中进行氧化还原反应，从而形成具有孔洞结构的AAO材料。
这种方法制备的AAO具有高度可控性和规整性，能够满足一些特殊应用的需求。
三、AAO在材料科学中的应用研究1. 纳米材料制备AAO模板具有均匀、有序的孔洞结构，可以用作纳米材料的制备模板。
通过在孔洞中填充各类材料并去除模板，可以制备出具有规整结构和特殊性能的纳米材料，如纳米线、纳米颗粒等。
2. 光伏领域应用AAO的孔洞结构对光子在介质中的传播和反射具有一定影响，因此在太阳能电池、光子晶体和光子晶格方面具有重要应用潜力。
通过调控AAO的孔洞结构和尺寸，可以提高光电转换效率和光学性能。
3. 储能材料研究AAO的孔洞结构可以用于储存和传输离子或分子，因此在储能材料领域有着广泛的应用。
通过在孔洞中填充导电材料或特定离子，可以制备出具有高效储能性能的新型材料。
四、结语通过对AAO的制备方法和应用研究的探讨，我们可以看到AAO具有广阔的应用前景和重要的研究价值。
在未来的科研工作中，我们需要深入研究AAO在材料科学、光伏领域和储能材料等方面的应用，同时不断改进制备方法，以推动其在实际应用中发挥更大的作用。
AAO模板法制备的稀土TbFe合金纳米线及其磁学性能
Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ Ｋ ｅ ３ ， Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｍ ｅ ｒ ， Ｃ ｈ ｅ ｍ￣ ｔ ｙ ｒ ａ ｎ ｄ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ
Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ ５ １ ８ ０ ６ ０ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ
模板 。在 不剥 离 膜 的条件 下，电腐蚀 阻挡层 ，保 留原有铝基底 ，起 电极作 用。在 离子液体 中，利用 电化学工作
站结合 不同 Ｔ ｂ Ｆ ｅ配比的 电镀液 ，摸 索合适 的电镀 液配比，成功电沉积 制备 了 Ｔ ｂ Ｆ ｅ 合金纳米线 。用 Ｓ Ｅ Ｍ、Ｘ Ｒ Ｄ
和Ｅ Ｄ Ｓ 对纳米线 阵列微观形 貌和 结构 进行 分析 。Ｓ Ｅ Ｍ 观测表明，Ｔ ｂ Ｆ ｅ 合金纳米线排列有序 ，尺寸一致；Ｘ Ｒ Ｄ
Ｐｒ ｅ ｐａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ ｍａ ｇ ｎｅ ｔ ｉ ｃ ｐｒ ｏ ｐｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｔｅ Ｆｅ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｎ ａ ｎｏ ｗｉ ｒ ｅ ｓ ｂｙ ｕ ｓ ｉ ｎｇ ＡＡ Ｏ ｔ ｅ ｍ ｐｌ ａ ｔ ｅ
Ｌ Ｉ Ｙ ｕ － ｓ ｈ ａ ｎ， ＬＩ Ｕ Ｈａ ｉ — ｂ ｉ ｎ， Ｚ ＨＡＯ Ｈａ ｏ － ｄ ａ ，Ｐ ＡＮＧ Ｈａ ｉ — ｚ ｈ ａ ｏ ， ＨＡＮ Ｚ ｈ ｉ － ｑ ｕ ｎ ． ＧＯＮＧ Ｘｉ ａ ｏ － ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ
ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｅ ａ ｐ ｅ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｈ ｅ ｘ ａ ｇ ｏ ｎ ａ ｌ ｏ ｒ ｉ ｉ ｆ ｃ ｅ ． Ｍｅ ａ ｎ ｗｈ ｉ ｌ ｅ ， ｂ ｙ ｒ ｅ ｍｏ ｖ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｒ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｗｉ ｈｏ ｔ ｕ ｔ ｐ ｅ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｉ ｆ ｌ ｍ， ｈｅ ｔ ｒ ｅ ｓ ｉ ｄ ｕ ａ ｌ ａ ｌ ｕ ｍｉ ｎ ｕ ｍ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍｅ ｓ ｂ ａ ｓ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ ． Ｉ ｎ ｈｅ ｔ ｎ ｏ ｎ － ａ ｑ ｕ ｅ ｏ ｕ ｓ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ， ｔ ｈ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｒｏ ｔ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｗｏ ｒ ｋ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｇ ｒ ｏ ｐ ｅ ｈｅ ｔ ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｐ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ． Ａｎ ｄ ｔ ｈ ｅ Ｔ ｂ Ｆｅ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｎ ｎｏ ａ ｗｉ ｒ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｓ ｕ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ ｆ ｕ ｌ ｌ ｙ ７ － ； ｃ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｂ ｙ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｍｐ ｌ ａ ｔ ｅ ．Ｔ ｈ ｅ ｍｅ ａ ｎ ｓ ｏ ｆ Ｓ Ｅ Ｍ ，ＸＲ Ｄ ｎｄ ａ ＥＤＳ ａ ｒ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｎａ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｈｅ ｔ
AAO模板的制备与应用
第二阶段：生成的致 密氧化铝膜会和电解 液发生反应，被酸部 分溶解。
第三阶段：当溶解到一定程度时，铝表面会生成规则排列的空点， 称为孔核，这是孔道生长的基础。因为在孔核里，原来均匀分布的 电场将会集中，从而使孔核底部的溶解速率增加，同时由于在孔核 内电场较其它地方更强，电流更大，所以局部温度升高，加快了底 部的反应过程。于是由于孔核底部溶解速度较之侧壁更快，孔核便 会不断生长，成为孔道。在阻挡层的生成速度和溶解速度持平时， 孔道进入稳定生长阶段。
临界电流密度模型 临界电流密度模型：这种模型认为， 对于阳极氧化来说，总存在一个临 界电流密度，在电流大于临界电流 时，氧化过程为致密氧化铝的生长 过程，此过程的电流效率为100%； 在电流小于临界电流时，为多孔氧 化铝的生长过程，此过程的电流效 率小于60%。
应力模型 应力模型：这种模型认为，在铝与电 解液发生反应生成氧化铝的过程中， 由于生成氧化铝的体积比原来铝的体 积大，所以在小孔周围会有膨胀应力， 应力作用使小孔按照能量最低的原则 排列为六角形状。
铝箔的X射线衍射图谱。(a)退火前，(b)退火后
退火后铝箔的表面形貌图
超声清洗
超声清洗主要是为了除去表面可能存在的油脂和尘 埃，为获得光滑平整的表面做准备。在没有除脂的情况 下，可以预期，铝表面会有吸附的灰尘以及一些有机物。 并且难以判断它们的体积大小，最有可能的情况是各种 杂质对于体积大小有一个分布，在纳米量级以上各个阶 段都存在，而影响最大的应该是有机物。无机物在抛光 过程中很可能被除去，而有机物由于附着力大以及不参 与阳极反应的缘故，在阳极氧化的过程中也会存在。由 于难以完全确定有机物的种类，故它们对成核和孔道生 长的影响难以判断。不过可以相信，有机物的存在，会 在一定程度上影响有序孔道的生长。
AAO模板受热失重及发光机理的研究
AAO模板受热失重及发光机理的研究韩玉岩;曹亮;徐法强;千坤;黄伟新【摘要】In order to deeply understand the influence of oxalic impurities on the optical properties of anodic aluminum oxide (AAO), AAOs prepared in oxalic acid solution were investigated by the temperature programmed de-sorption combined with mass spectrograph (TPD-MS), thermogravimetric analysis (TGA), differential thermal analysis (DTA) and photoluminescence (PL) techniques. The thermal weight loss of AAOs was monitored in the temperature range between room temperature (RT) and 1200℃ and analyzed quantitatively. The analysis results indicate that the desorption of H2O, CO and CO2 molecules and the decomposition of oxalic acid impurity occur below 402.2℃, therein water desorption is the main reason for the weight loss. In the temperature range of 402.2-866.7℃, the incomplete decomposition of aluminum oxalate occurs and gives birth to CO and CO2 with CO as the major component. The drastic decomposition of aluminum carbonate and oxalate take place in the temperature range of 866.7-1022.9℃, CO2 is the main product. According to the TGA results and the molar ratios of CO in the desorption products, the content variation of oxalic impurities intermingled in bulk AAOs is obtained with the change of temperature. At last, the correlation of the optical property for AAOs with the concentration of oxalicimpurities and oxygen vacancies (F ) is proposed.%为了深入理解草酸溶液中制备的阳极氧化铝(AAO)模板受热失重以及草酸根对模板发光性能的影响,利用程序升温脱附与质谱联用(TPD-MS)、热重分析(TGA)、差热分析(DTA)以及光致发光(PL)等技术对AAO模板进行了系统研究.热失重分析结果表明,当温度低于402.2℃时,发生H2O、CO以及CO2分子的脱附以及掺杂草酸的分解,其中H2O的脱附为失重的主要原因；在402.2～866.7℃范围内,主要是草酸盐分解放出CO和CO2引起失重,CO为主要产物；碳酸盐以及残余的草酸盐的剧烈分解发生在866.7～1022.9℃范围内,主要放出CO2,并且引起大量失重.由热重结果及脱附产物中CO的摩尔比得到草酸根残余量随处理温度的变化趋势.最后,对模板PL强度、草酸根含量以及氧空位缺陷(F+)浓度三者随处理温度的变化趋势进行了关联,对AAO模板发光的原因进行了分析.【期刊名称】《无机材料学报》【年(卷),期】2012(027)003【总页数】6页(P305-310)【关键词】阳极氧化铝;程序升温脱附与质谱联用;热重分析;差热分析;光致发光【作者】韩玉岩;曹亮;徐法强;千坤;黄伟新【作者单位】中国科学技术大学国家同步辐射实验室,核科学技术学院,合肥230029;中国科学技术大学国家同步辐射实验室,核科学技术学院,合肥230029;中国科学技术大学国家同步辐射实验室,核科学技术学院,合肥230029;中国科学技术大学化学物理系,合肥230026;中国科学技术大学化学物理系,合肥230026【正文语种】中文【中图分类】O734自从 1990年在美国召开了第一届纳米科学技术会议之后, 具有规则六方孔阵列的AAO模板便倍受人们的关注. 如今, AAO模板已经应用于太阳能电池[1], 纳米电容器阵列[2], 特别是金属[3-7]、半导体[8-10]、磁性材料[4,11-12]、有机分子−金属络合物[13]及聚合物[14-15]的纳米点、纳米线以及纳米管阵列的制备等领域. 研究还发现, AAO模板自身还是很好的光子晶体[16-17], 可以通过不同手段对其性能进行调制. 例如, 在纳米孔内填充不同材料[14,18]、调节激发光波长[19]以及在不同温度下对模板退火[20]等. 为此, 研究模板自身的性能就显得尤为重要. 人们已经注意到, 模板自身的发光性质随着退火温度的变化而改变, 并对此进行了细致的研究[20-21]. 关于氧化铝模板发光的解释主要存在两种观点: 一种观点认为发光是由AAO内F+引起的[22], 并且发光强度随着 F+浓度的变化而改变[20,23]; 另一种观点认为AAO的发光是由制备过程中掺杂的含氧酸根阴离子及其转化物导致的[24-25].本课组已经研究了用草酸溶液制备的 AAO模板中F+浓度随温度的变化情况[20]. 以草酸溶液为电解液制备 AAO模板的过程中, 草酸根离子在模板中的掺杂不可避免, 而在模板的制备以及退火过程中并没有对其中的草酸根跟踪监测, 因此不能完全排除草酸根杂质对发光性能有影响. 此前, 关于AAO模板受热失重以及其中草酸根杂质含量随退火温度变化的报道还不够详尽, 因此有必要对其进行深入的分析, 来加深对AAO模板热性能以及草酸根与模板发光特性之间是否存在直接关联的了解.本工作以草酸溶液中二次氧化制备的 AAO模板为研究对象, 设计了 TPD-MS、热分析以及光致发光实验. 并据此判断 AAO受热失重的原因以及草酸根掺杂与AAO 发光之间的关系.1 实验部分1.1 样品的制备将裁剪好的高纯(99.999%)铝片于马弗炉中500℃下退火10 h, 经缓慢冷却消除内应力. 然后使用丙酮超声脱脂, 并用0.1 mol/L的氢氧化钠溶液去除表面的氧化层. 使用自制的抛光液在20 Vdc电压下抛光. 抛光后的铝片在2℃的0.3 mol/L草酸溶液中40 V直流电压下一次氧化6 h, 并用60℃的磷酸与铬酸混合溶液溶掉生成的氧化膜. 之后进行二次氧化, 使用与一次氧化相同的电解液和条件, 时间控制为 9 h. 用饱和氯化铜溶液去除二次氧化后残余的Al基底, 在30℃的0.3 mol/L磷酸溶液中去除阻挡层, 得到透明的AAO模板. 使用去离子水超声清洗5 min后用高纯氮气(N2)吹干, 尽可能地除去残留在模板孔内以及表面的草酸根与其它杂质. 退火后的模板用于 PL表征或在石英研钵中碾压成碎片用于 TPD-MS以及热分析实验. 1.2 程序升温脱附与质谱联用(TPD-MS)称取20.00 mg 的AAO模板碎片进行程序升温脱附实验, 氩气(99.999%)做载气, 并用英国 Hiden公司生产的 QIC20小型气体分析质谱对H2O、CO以及CO2进行监测, 载气流量为20 mL/min, 升温区间为29.8～1000.0℃, 升温速率为10 ℃/min.1.3 样品的热分析称取45.07 mg的AAO模板碎片, 在差示扫描量热仪(Shimadzu-50)上进行热分析测试, N2为保护气体, 流量控制在 50 mL/min, 温度范围为 28.6～1200.0℃, 升温速率为10 ℃/min.1.4 AAO薄膜的光致发光(PL)研究将扩孔后的模板置于石英管式炉中在不同温度退火 6 h, 退火过程中始终使用氩气(99.999%)保护直到样品冷却至室温后取出. 使用荧光分光光度计(Hitachi 850)表征新鲜的以及在不同温度下热处理后的模板的PL谱. Xe灯做激发光源, 激发光波长为348 nm, 滤波片的波长为390 nm.2 结果与讨论2.1 TPD-MS结果以及讨论图1给出了TPD-MS分析过程中H2O、CO、CO2的P-T曲线. 由图1可以看到, 加热后水的分压立刻上升, 并在178℃时达到极大值. 继续升温直到 345℃, 水的分压快速降低. 这部分水主要来自于在模板的表面以及孔内物理吸附以及弱化学吸附的水分子[20]. 吸附在模板表面以及孔洞浅处的水分子很容易脱附, 而孔洞内部的水分子则由于毛细管(表面)张力等原因而较难脱附. 345～545℃范围内水的分压逐渐减小; 在930℃附近又出现水的一个小脱附峰. 虽然草酸分解生成水, 但是可以看到在228℃以下, CO以及CO2的分压与水的分压相差近两个数量级, 所以草酸分解生成的水对水分压的贡献与吸附水对水分压的贡献相比可以忽略.图1 TPD-MS分析过程中H2O、CO、CO2的分压−温度曲线Fig. 1 Pressure-temperature curves of H2O, CO and CO2 in the TPD-MS analysis processThe insert is the detail at the temperature range of room temperature to 883℃图1中低于228℃时CO和CO2分压表明, 背底中只有痕量的CO和CO2存在; 当温度达到228℃, CO与 CO2的分压开始快速增大. 鉴于草酸分解温度低于草酸铝的分解温度, 并且此温度还不足以使碳酸铝发生分解, 因此CO与CO2应该来自草酸的分解, 如式(1)所示:从TPD曲线上看, 228～260℃范围内CO与CO2的P-T曲线基本重合, 说明CO 与CO2的比例接近1:1, 符合草酸的分解规律. 草酸分解生成的水也同时脱附, 但H2O在管道中的吸−脱附会导致滞后现象, 即H2O比CO和CO2有更长的响应时间, 因此到达质谱的表观温度要高于 CO与CO2, 而且有拖尾现象, 由此判断345～545℃范围内被质谱仪检测到的水有部分应来自于草酸的分解. 随着温度继续升高, CO的分压超过CO2的分压并快速上升; CO2的分压在320℃时达到极大值, 此后随着温度的继续升高快速下降, 并在450℃达到最低. 上述结果表明在260℃以上, 草酸的分解量减少, 并且在450℃分解完全, 但几乎同时又发生了产生CO的新反应,根据温度判断最有可能发生草酸铝的不完全分解反应, 如式(2)所示,CO分压在320～883℃范围内缓慢上升, 这是由于大部分的草酸铝嵌入到 AAO的晶格中不能完全分解导致, 期间积累了大量的碳酸铝. CO2的分压在 450～883℃范围内缓慢上升, 表明可能有少量的草酸铝及碳酸铝完全分解生成CO2, 如式(3)、(4)所示, 而且分解速度随温度升高逐渐增大.从883℃开始, CO的分压随温度升高急剧增大,而CO2的分压增加更迅速, 并且在883～1000℃范围内CO2的分压远大于 CO的分压, 这说明该温度范围内不仅草酸铝完全分解得到 CO以及 CO2, 而且之前形成并积累的碳酸铝也同时快速分解并放出CO2, 如式(4)所示. 由生成 CO2的总物质的量远大于生成CO的总物质的量可知, 在AAO制备过程中有一定量的碳酸盐生成. 碳酸铝与草酸铝的分解速度几乎同时在930℃时达到最大值, 这可能与AAO的相变有关, 883℃以下 AAO相变缓慢, 掺杂到AAO体相中的杂质分解相对缓慢. 883℃之后的快速相变导致 AAO晶格结构的破坏[26], 使大量草酸盐与碳酸盐暴露出来并迅速分解. 值得注意的是,该温度范围内只检测到少量的 H2O, 且其物质的量远小于CO与 CO2的物质的量之和.分析上述TPD-MS的结果可以得出: 260～883℃范围内CO的分压一直大于 CO2, 说明大部分的草酸铝只按式(2)反应. 低于883℃, 反应(2)的速率大于反应(4)的速率, 这会导致碳酸铝的积累. CO2总物质的量大于 CO总物质的量, 说明模板制备过程中已经有一定量的碳酸根掺杂到 AAO体相中. 受AAO结构变化的影响, AAO体相中掺杂的草酸盐与碳酸盐的分解速率在883℃上下存在明显的差异.图2是TPD-MS分析过程中CO、CO2、H2O的质量以及 CO＋CO2质量占脱附物比重随温度变化的曲线. 从图2可以看到, 200℃以下脱附水的质量占脱附物近80wt%, 262℃时H2O的质量等于CO、CO2质量和, 即262℃以下主要是吸附的水脱附; 262～883℃范围内草酸及草酸铝分解, 并且主要释放出CO; 883℃以上草酸盐及碳酸盐发生快速分解,期间主要释放出 CO2. 上述分析可以解释模板的热失重.2.2 热分析结果及讨论通过TPD-MS分析可以清楚地了解模板在不同退火温度下发生的脱附、分解反应以及释放 CO、CO2和H2O的比例. 为了进一步了解草酸根含量随温度的变化, 又进行了热重分析测试.图3是AAO模板的TGA曲线, 从图3可以看到, 样品的失重主要可分为以下三个阶段: 首先是由起始温度至402.2℃, 失重0.335 mg, 约为样品总质量的0.743wt%; 第二阶段为402.2～866.7℃, 失重0.0839 mg, 约为样品总质量的0.186wt%; 第三阶段866.7～1022.9℃为止, 失重为2.699 mg, 约占样品总质量的5.988wt%. 在 1022.9～1076.6℃温度范围内样品不再失重, 认为草酸铝与碳酸铝已全部分解.图2 TPD-MS分析过程中CO、CO2、H2O以及CO+CO2的质量占脱附物总质量百分数−温度曲线Fig. 2 Percentage-temperature curves regarding the weight of CO, CO2, H2O and CO+CO2 to the total weight of the desorption products in the TPD-MS analysis process图3 草酸溶液中制备的AAO模板的TGA曲线Fig. 3 TGA curve of the AAO template prepared in oxalic acid solution根据TPD-MS结果, 判断第一阶段的失重由弱吸附的H2O、CO、CO2脱附以及草酸分解引起, 并且H2O的脱附为失重的主要原因.第二阶段的失重是一个缓慢的过程, 失重趋势与文献[27]结果类似. 由 TPD-MS结果得知失重主要是由掺杂的草酸盐缓慢分解释放CO导致.第三阶段样品失重迅速、量大, 约占总失重质量的 84.7wt%, 引起失重的物质对应于图 1中883～1000℃范围内的脱附物. 这是由草酸盐与碳酸盐的快速分解导致, 并且 CO2的释放为主要原因. TGA曲线在931.9℃存在拐点, 说明之前是加速失重的过程; 931.9℃开始失重速率迅速降低说明草酸盐与碳酸盐的分解接近结束.图4为AAO模板的DTA曲线, 从该图可以看出, 热效应从680℃开始变得明显. 680～1070℃范围内热效应的总趋势表现为吸热, 但是在889.4℃、1039.2℃附近还存在两次短暂的放热过程. 由TPD-MS结果分析, 强烈的吸热效应主要是由草酸盐及碳酸盐分解引起; 两次短暂的放热分别与无定形Al2O3到γ-Al2O3的以及γ-Al2O3到α-Al2O3的相变过程有关, 这与文献[28]提到的结果相符. 1064℃之后的 DTA曲线为一条直线, 表明不再有物质分解,并且氧化铝已经转变成了稳定的α-Al2O3相.未经退火或者800℃以下退火的AAO模板主要是由非晶态的 Al2O3构成[20,23,26,28], 即使 AAO 在700℃下退火6 h[20]、750 ℃退火4 h[26], XRD图谱上也没有明显的衍射峰出现, 所以此时只有掺入模板体相较浅处的杂质能发生分解. 延长退火时间可以使这部分草酸盐和碳酸盐分解得更充分, 但是掺杂到模板体相深处的草酸盐和碳酸盐仍不能分解, 因此第二阶段的失重过程缓慢且失重较小.升高退火温度, 在889.4℃和1039.2℃发生了由非晶态的Al2O3到γ-Al2O3和γ-Al2O3到α-Al2O3的快速相变, 导致 AAO晶格结构剧烈变化[26,29], 使掺杂到模板体相深处的草酸盐及碳酸盐充分暴露而发生快速分解,因此总失重的近84.7wt%发生在 866.7～1022.9℃范围内.2.3 草酸根对模板发光的影响结合TPD-MS结果以及TGA的数据可以计算出不同温度下释放的CO质量以及CO总释放质量为0.5699 mg, 由此可以获得草酸根在 AAO模板中掺杂总量以及不同温度下的残余量. 通过与不同温度处理后的模板的发光强度进行关联, 从而确定掺杂的草酸根与模板发光之间的关系.图4 草酸溶液中制备的AAO模板的DTA曲线Fig. 4 DTA curve of the AAO template prepared oxalic acid solution由于草酸根分解生成的CO与草酸根的摩尔比为1:1(200℃以下本底中的CO量与CO总量相比可以忽略), 因此通过CO的释放量计算出模板中草酸根的掺杂量为1.7909 mg, 约占 AAO 质量的3.97wt%.图5为草酸溶液中制备的AAO模板在不同温度下退火后的PL谱. 由图5可以看到使用348 nm的光激发, 无论模板是否经过退火, 在445 nm处都有一强的蓝光发射带, 并且发光强度随着退火温度的升高表现出先上升后降低的趋势.图5 不同温度下退火的AAO模板的PL图谱Fig. 5 PL spectra of the AAOs annealed at different temperatures(Measured with an excitation of the 348 nm)图6 不同温度下退火AAO内草酸根剩余量以及AAO的发光强度(445 nm处)的变化曲线Fig. 6 Curves of the oxalate remains in AAO and the PL intensity (at 445 nm) of the AAO annealed at different temperatures图6给出了热分析过程中模板内草酸根剩余量以及模板发光在 445 nm处的强度随退火温度的变化. 由图 6可以看到900℃以下退火草酸根含量变化趋势平缓, 分解的草酸根大约只占到掺杂总量的28wt%. 而 900～1000℃退火范围内草酸根分解量大约为总掺杂量的 71wt%, 这可用模板晶格结构瓦解促进了草酸盐的分解来解释. 模板的发光强度随着退火温度的升高先上升, 并在500℃达到最大; 随着退火温度的进一步升高, 模板的发光强度迅速降低, 700℃退火的模板与没有退火的模板的发光强度已经相当. 同时可以看到, 200℃退火时模板内草酸根含量还没有发生显著变化, 而这一温度下退火的模板与未退火的模板相比发光强度已经有了很大的提高. 由于草酸铝在 320～886℃范围内持续分解,草酸根含量随着温度的升高逐渐减少, 这与模板发光强度随退火温度的变化趋势明显不同. 由此判断草酸根在模板中含量的变化并非模板发光强度改变的主要原因, 即草酸根的掺杂并不是导致模板发光的直接原因.500℃以下水的脱附应当受到关注. 由于水的脱附减弱了荧光淬灭效应, 也可导致发光强度明显上升. 因此500℃以下退火的模板发光强度的提高不但与 F+浓度的增加有关[22], 还与水的脱附有关. 500℃以上退火的模板发光强度的减弱主要是 F+浓度降低引起[20,23].3 结论使用 TPD-MS、TGA、DTA以及PL等实验手段对草酸溶液中二次氧化制备的AAO模板的退火过程进行研究. 得出了H2O的脱附、草酸盐缓慢分解放出 CO, 以及草酸盐同碳酸盐快速分解放出CO2, 分别为AAO在402.2℃以下、402.2～866.7℃以及 866.7～1022.9℃范围内退火的主要反应和引起失重的主要原因. 通过比较草酸根残余率、模板发光强度以及F+浓度随温度的变化趋势可知, 草酸根的掺杂不是造成模板发光的直接原因, 而水的脱附以及F+浓度的变化导致了模板发光强度的改变. 这些结果对更好地开展 AAO模板在光子晶体等领域的研究及应用有着重要的意义.参考文献:【相关文献】[1] Fan Z Y, Razavi H, Javey A, et al. 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Sci. Process., 2009, 98(4):745−749.。
双通AAO 多孔阳极氧化铝模板
双通AAO的技术说明
将单通AAO的阻挡层去除，就可以获得双通AAO模板。
单通AAO由于有铝基底的支撑，为表面彩色的不透明样品，而一般双通AAO模板是半透明的。
下面是不同尺寸的AAO双通膜。
双通模板的颜色主要和电解液组成、电解电压或电流密度，以及电解时间有关。
双通膜的晶态与电解电流密度关系较大，在超大电流密度下，比如2000-4000A/m2，所形成的膜可以转变为晶体。
双通AAO模板的强度取决于孔隙率和模板厚度，一般空隙率越低，强度越高；模板厚度增加，强度增大。
双通AAO模板的正反面，一般正面的有序度优于反面，在包装过程中，样品正面向上，及当打开样品盒时，向上的一面为正面。
双通AAO模板的孔排列结构和有序度，除了特殊规格样品外（比如独特的表面形貌设计或独特的截面结构设计），和单通AAO模板产品一样。
需要指出的是对于不同孔径范围，比如小于50nm和大于100nm，需要使用不同的电解液，孔的排列及其有序度是不一样的。
12mm直径双通AAO模板
24mm直径双通AAO模板
46mm直径双通AAO模板
大于100cm2的大面积双通AAO模板，可以根据客户需要定制
双通AAO 模板截面，孔间距100nm，笔直的孔道相互平行
双通AAO 模板截面，孔间距400nm 左右，笔直的孔道相互平行
双通AAO 模板截面，孔间距400nm 左右，笔直的孔道相互平行
双通AAO 模板截面，孔深60微米左右，笔直的孔道相互平行。
AAO单体计算模板
设计参数表2- 3 A2/0工艺设计参数及规立(1)有关设计参数BODs污泥负荷为N = [kgB0D5/(kgMLSS ・ d)]回流污泥浓度X R =7200 mg/L污泥回流比R = 100%混合液悬浮固体浓度X = —Xr = 10(XV 7200 = 3600 mg/L1 + /? 1 + 100%TV亠卩4.龙TN()-TNc nnnr 50— 20TN 去除率HTN = ----------- xl00% = ---------- = 60%TNo 50混合液回流比Rrt= nix xlOO% = a)C( =150%1-qTN 1-60%有效水深取h = 4m(2)反应池容积F_0(S°-Se)NX式中V——反应池容积，m3；SO——进水BOD值，mg/L；Se——出水BOD值，mg/L；由设计资料得，S0=175mg/L, Se=15mg/L,小43000x(175-15) ,则：V = ---------------- = 14700.9/rr ^15000m30.13x3600(3)反应池总水力停留时间『=工=型21 = 0.349(〃) = &37(")Q 43000设计缺氧：厌氧：好氧二1:1:3则各段水力停留时间为：缺氧区：Xl/(l+l+3)=；厌氧区：Xl/(l+l+3)=；好氧区：X3/(l+l+3)=；则各段池容为：缺氧区：15000X1/(1+1+3) =3000m3厌氧区：15000X1/(1+1+3) =3000m3好氧区：15000X3/ 仃+l+3)=9000m3(4)校核氮磷负荷好氧段总氮负荷=kgTN/故符合要求厌氧段总氮负荷=符合要求(5)剩余污泥量每日生成的污泥量W[=Y(S a-S e)Q式中：叫一每日生成的污泥量，g/d；丫一污泥的产率系数，一般采用S。
一进水B0D5 浓度，mg/L；S「一出水B0D5 浓度，mg/L；Q—进水量，取平均流量。
讲义3-粉末冶金2(溶胶凝胶法)
目前，利用阳极氧化铝模板已经成功合成 了金属，半导体，氧化物，碳纳米管，高 聚物，生物高分子等的纳米结构。就制备 工艺来看，主要包括电沉积，无电沉积（ 化学镀），化学池沉积，溶胶－凝胶法， 气相沉积，化学聚合等方法。
溶胶－凝胶工艺是制备纳米颗粒的重要工 艺方法，利用前驱体的水解可以首先得到 流动性较好的由纳米团簇构成的溶胶体系 ，因此可以利用许多无机材料体系溶胶具 有较好流动性的特点，利用溶胶填充阳极 氧化铝纳米多孔结构。在溶胶填充时是利 用具有通孔结构的铝膜进行的，否则由于 纳米孔的一端封闭使得具有一定粘度的溶 胶很难进入孔中。
水合离合 M z H 2 O M(H2 O) z
M(H2 O) z M－OH (z－1) H＋ M O (z 2) 2H
上述水解反应的产物，在一定酸度条件下会发生 缩聚反应而形成多核络合物。这是因为已与一个 金属离子结合着的氢氧根或氧基，仍保留一部分 络合能力，还能取代与其他一个金属离子络合的 H2O，而将两个金属离子联系起来。
在溶剂－凝胶工艺中最初形成的纳米结构 往往只是中间体，还需要通过后续的热处 理工艺才能获得最终所需晶相的材料。目 前利用这种方法已经制备了TiO2，ZnO， WO3，SnO2等材料体系的纳米管结构 ， 2005年，张立德等利用改进的溶胶－凝胶 方法，在AAO膜孔中制备了Eu2O3，ZnO纳 米线和纳米管阵列。
Si(OEt)4
加入 H20， HCl 醇溶液(室温) Si(OEt)4，H2O，HCl，EtOH
80℃放置 60℃放置 粘稠溶液 涂 膜
温室抽丝
块状凝胶
凝胶纤维
凝胶薄膜
缓慢加热至 900℃
400-800℃加热
阳极氧化铝模板的制备及其在纳米材料领域的应用进展
阳极氧化铝模板的制备及其在纳米材料领域的应用进展李婧;梁建;赵君芙;黄平;李慧【摘要】概括了传统阳极氧化铝(AAO)模板及几种新型AAO模板的制备工艺,并总结了AAO模板在纳米材料领域的应用进展.【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2010(027)005【总页数】5页(P6-10)【关键词】阳极氧化铝模板;阳极氧化;有序度;纳米材料【作者】李婧;梁建;赵君芙;黄平;李慧【作者单位】太原理工大学,新材料界面科学与工程省部共建教育部重点实验室,山西,太原,030024;太原理工大学理学院物理系,山西,太原,030024;太原理工大学,新材料界面科学与工程省部共建教育部重点实验室,山西,太原,030024;太原理工大学材料科学与工程学院,山西,太原,030024;太原理工大学,新材料界面科学与工程省部共建教育部重点实验室,山西,太原,030024;太原理工大学材料科学与工程学院,山西,太原,030024;太原理工大学,新材料界面科学与工程省部共建教育部重点实验室,山西,太原,030024;太原理工大学理学院物理系,山西,太原,030024;太原理工大学,新材料界面科学与工程省部共建教育部重点实验室,山西,太原,030024;太原理工大学材料科学与工程学院,山西,太原,030024【正文语种】中文【中图分类】TQ133.1自铝阳极氧化技术问世以来，如何制备高有序度、高孔隙率的多孔阳极氧化铝(Anodic aluminum oxide,AAO)模板引起了研究者的广泛关注。
利用AAO模板不仅易于合成各种纳米结构材料，而且能够有效控制材料尺寸，这些材料在光学、电学、磁学、催化学等多方面表现出独特的性能。
作者概述了传统AAO模板以及几种新型AAO模板的制备工艺，并总结了AAO模板在纳米材料领域的应用进展。
1 AAO模板的制备工艺传统的AAO模板是利用一步阳极氧化法或改进后的两步阳极氧化法制备而得，在此基础上发展起来的新型的AAO模板包括图案化的AAO模板、Y型及枝状AAO 模板和硅基AAO模板。
AAO的工艺流程
AAO的工艺流程
《AAO的工艺流程》
AAO，即铝阳极氧化，是一种将铝制品表面形成一层致密、硬度高、耐腐蚀的阳极氧化膜的工艺过程。
下面将介绍AAO 的工艺流程。
1. 预处理
首先，铝制品需要经过预处理，包括去油、除锈等工序，以保证表面干净和无杂质。
2. 碱洗
接下来，铝制品会进行碱洗，将其浸泡在碱性溶液中，去除表面的氧化皮、污物和残留物质。
3. 阳极氧化
铝制品经过碱洗后，进入阳极氧化的工艺过程。
铝制品作为阳极，放在硫酸或者柠檬酸的电解液中，通过直流电进行阳极氧化处理，使表面形成致密的氧化膜。
4. 封闭
在阳极氧化后，需要进行封孔处理。
通常采用热水封孔或者镀封孔的方法，以增加氧化膜的致密性和硬度。
5. 整砂
最后，对经过阳极氧化和封闭的铝制品进行整砂处理，使其表面更加光亮、平整。
通过以上工艺流程，铝制品的表面就可以形成一层高质量的阳极氧化膜，具有耐腐蚀、耐磨损、绝缘、装饰等特性，广泛应用于航空航天、电子、建筑等领域。
纳米氧化铝模板(AAO)的制备
江苏省安全生产科学研究院江苏南京210042摘要多孔性阳极氧化铝aao模板具有制备容易成本低孔道分布均匀等特点是制备纳米材料的理想无机模板近几年颇受人们的关注获得了深入的研究
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第 ２ 卷第 ４期 Ｏ ２０ ０ ６年 ４月
化 工Ｂ： －Ｆ ＪＵ
Ｃｈ ｍ ｉ ｌ ｎ ｕ ｔ ｉ ｓ ｅ ｃ ｄ ｓｒ Ｔｍｅ ａＩ ｙ
ｔ ｚｄｂ ｃｎ ｉ ：ｌ ｔ ｎｍ ｃｏ ｐ （Ｅ ． ｅ ｅ ｙｓａｎ ｇｅ ｃ ｏ ｒｓ ｙ Ｓ Ｍ） ｉ ｒ ｎ ｅｒ ｉ ｏ
Ｋ ｅ ｗｏ ｄｓ ｐ ｒ ｕ ｉ ｍ ａ ｏ ｉ ｌ ｍ ｎ ｍｏ ｉ ｅ ｔｍｐａ ｅ ａｕ ｎ ｍ ｘｄ ｉ ｙ ｒ ｏｏ ￣ｆ ｌ ｎ ｄ ｃ ａｕ ｉ ｕ ｘｄ ｅ ｌｔ ｌｍｉ ｕ ｏ ｉ ｅ ｆ ｍ ｌ
化膜 ， Ｓ Ｍ 观察 了其 形 貌 ， 进行 了分 析探 讨 ， 用 Ｅ 并 以 期 能 为今 后 进一步 改 善 这类 多 孔膜 的质 量 提 供 一些
依据。
预 先存 在 的应力 必 然会破 坏 后来 的平 衡 ， 得 多孔 结 使 构 无序 化 。将试 样 在 丙 酮 中清 洗后 ， 干 ， 后 放 入 烘 然 箱式 电 炉 中 ， １ ￣／ ｎ程 序 升 温 至 ５０【， 温 以 ０ Ｃｍ ｉ ０ 保 ｃ ＝
电解液 通过 电化学 氧 化 法 成 功制 备 了 多孔 铝 阳 极 氧
aao模板法制备纳米材料工艺流程
英文回答：This method is based on the AAO membrane， which is a method of injecting metal or polymer solutions into the hole and then processing nanomaterials。
Its processes include the preparation of AAO templates， injection materials，solidification and removal of AOT templates。
The preparationof the AAO template is the first step in the process。
The core is aluminum—based， with anode oxidation in a given electrolyte，forming an AAO membrane with a rule—based porosity。
This step requires strict control of parameters such as theposition，temperature， voltage， etc。
of the electrolyte to obtain the ideal AAO template。
本方法以阳极氧化铝（AAO）膜为模板，通过将金属或聚合物溶液注入孔道，然后加工制备纳米材料的一种方法。
其工艺流程包括制备AAO模板、注入材料、固化、去除AOT模板等主要步骤。
制备AAO 模板是整个工艺的第一步。
其核心是以铝箔为基材，在特定的电解液中进行阳极氧化，形成具有规则排列孔道的AAO膜。
这一步需要严格控制电解液的成分、温度、电压等参数，以获取理想的AAO模板。
Now let's talk about the steps of injection。
太阳能吸收AAO复合氧化膜的制备与性能
太阳能吸收AAO复合氧化膜的制备与性能魏红阳;常萌蕾;陈东初;王梅丰;叶秀芳【摘要】The highly ordered porous anodic alumina was prepared by anodic oxidation technology,after being treated by AC phosphoric pore broadening,the Cu-Ni nano composite particles were deposited into anodic alumina pores by AC frequency with 50Hz in differentvoltages,different time and different temperatures.The spectra result shows that the coating prepared under the conditions of voltage is12V,time is 600s,temperature is 25℃ has good solar absorption performance,the absorptivity is 0.91,emissivity is 0.18,quality factor is4.9.The SEM and XRD analysis show that CuAl2O4/CuNi composite nanorods were deposited on the surface of the composite oxide coating.After heat treatment at 600℃,the solar absorption and infrared emission of target coating have a small fluctuation and the thermal stability of the coating system is greatly improved.The existing of CuAl2O4 limits the diffusion of metal particles under high temperature environment at the interface,which prevents the Cu/Ni from being oxidized.%通过阳极氧化技术制备高度有序的多孔阳极氧化铝(AAO),交流扩孔后,在不同条件下向氧化铝孔内以50Hz的交流频率沉积Cu-Ni纳米复合粒子.经光谱测试分析可知:在电压12V、时间600s、温度25℃条件下制备的涂层具有良好的太阳光吸收性能,吸收率为0.91、发射率为0.18、品质因子为4.9.经SEM,XRD分析可知,复合氧化膜涂层表面得到CuAl2O4/Cu-Ni复合纳米棒阵列.目标涂层经600℃高温处理后,吸收率、发射率波动很小,涂层体系的热稳定性得到提高.其中,CuAl2O4的存在限制高温环境下Cu,Ni金属颗粒在界面处的扩散,减小氧化概率.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2017(045)011【总页数】7页(P42-48)【关键词】阳极氧化铝;交流电沉积;Cu-Ni纳米复合粒子;吸收率;发射率【作者】魏红阳;常萌蕾;陈东初;王梅丰;叶秀芳【作者单位】佛山科学技术学院材料科学与能源工程学院,广东佛山528000;南昌航空大学材料科学与工程学院,南昌330063;佛山科学技术学院材料科学与能源工程学院,广东佛山528000;佛山科学技术学院材料科学与能源工程学院,广东佛山528000;南昌航空大学材料科学与工程学院,南昌330063;佛山科学技术学院材料科学与能源工程学院,广东佛山528000【正文语种】中文【中图分类】TB331利用太阳能的各种新材料、新设计、新技术成为当今新能源领域的研究热点[1-5]。
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AA 包括模板即P AA 早在
的氧极氧多孔类型的阳多孔渡层景引典型AA 这样和金O 模板，即括单通AAO 板无机膜（上Porous Ano O 。
在 19 世纪中氧化膜，并发氧化工艺最孔型两种氧型，一般来说阳极氧化膜孔型的阳极层。
近年来引起了人们型AAO 结构O 具有蜂窝样的单元中金属之间。
AAO 即阳极氧化O 模板，双上木科技）等odic Alumin 中期，人们发现这层氧最早出现在 2氧化结果。
形说，采用硼膜；采用硫酸极氧化膜。
多，高度有序极大的兴趣构如下图所窝状结构，间有个圆形
O 无机化铝模板，A 双通AAO 模等。
但更为准na ，因为阻挡们就发现铝的氧化膜极大地20 世纪 20形成这种不同硼酸等几乎不酸、磷酸、草多孔型阳极氧序AAO/PAA 趣，国内外所示：
即由许多六形的小孔。
在机膜-A Anodic Alum 模板，超薄A 准确的说法挡型，即阳的表面通过地提高了铝年代，在不同结构的条不溶解氧化草酸等溶解氧化铝膜过A 膜在现代外学者争开展六角形柱体在孔的下端
AAO 模minum Oxid AAO 模板法应该为多孔阳极氧化无孔过电化学阳极铝表面的耐腐不同的氧化条条件主要取决化膜的酸作为解能力较强的过去主要用作代工业和高新展了对它的氧化物原胞端有个半球形模板
de ，又称A （上木科技孔阳极氧化孔的氧化层极氧化可以腐蚀性和耐条件下，会决于氧化时为电解质会的酸作为电作着色层和新技术方面的研究。
胞（单元）形的阻挡层AAO 无机膜技），V 型A 化铝, 简称P 层，也可以称以形成一层致耐磨性。
铝的会产生致密型时所用电解质会形成致密无电解质则会形和粘接工艺的面广阔的应用组成的，每层，位于氧化膜，AAO PAA ，称为致密的阳型和质的无孔形成的过用前每个化层
典型AAO模板的微观结构示意图
超薄双通AAO结构，草酸中制备
AA 高纯（阴 两然后压、 电解
氧化单通A O 制备过程纯度铝片（阴极）
个电极置于后通过恒压电流、时解工艺一般化。
二次阳 单 双氧 超
AAO 膜，磷程简介：
99.999%）于电解液中压或横流模式时间等因素相般采用“二次极氧化相对单通AAO ，双通AAO ，氧化的铝，使超薄AAO ，V 型AAO
，单通AA 磷酸中制备，的铝片作为（典型电解式，进行电相关。
次阳极氧化技对于一次阳二次阳极氧二次阳极氧使用磷酸溶厚度低于1
孔道从上到AO 膜，草酸，包括阻挡层为正极（阳解液为草酸、化学反应。
技术”，即一极氧化，A 氧化后即可氧化后，使溶液去除氧化1um ，即为
到下，孔径酸中制备
层和表面尖端阳极），石墨、硫酸、磷酸电解过程与一次氧化、AAO 模板的可得到单通使用氯化铜和化层，即可超薄AAO
径逐渐减小，端在内厚度仅墨，铝或铂酸以及一些复与电解液组去除氧化层的有序度大AAO
和盐酸的混可获得双通，可以移植
，截面形成
仅200nm
铂电极作为负复合电解液组成、温度、层、二次阳大有提高。
混合溶液去除AAO 。
植到其他基底成V 字型
负极液），、电阳极除未
底。
AAO模板的应用：
AAO之所以成为组装纳米结构材料理想模板，是因为它具有以下优点：(1)高纵横比。
这使利用PAA制备可控长径比的纳米线和纳米管成为可能；(2)高有序性。
PAA高度有序性也是其优于其它模板的一个重要特性；(3)纳米尺寸。
PAA 模板的尺寸一般在40-500纳米之间，孔的密度在(1010～1011)之间；(4)尺寸可调。
PAA模板孔的尺寸一般可以利用调节氧化电压、电解液类型以及扩孔时间来调节纳米孔的孔径。
AAO模板的应用包括：
HPLC流动相过滤
超纯溶剂过滤
纳米过滤膜
制备纳米线的模板
制备纳米点阵列
传感器
导热不导电衬底
参考资料：
AAO微观结构和表征：
/10.1007%2Fs11671-010-9538-9?LI=true&from=SL
AAO超薄膜作为掩膜：
/0957-4484/16/8/050
AAO模板制备：
/doi/10.1002/adma.200306012/abstract
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AAO模板购买：
Whatman公司早有AAO销售，但有序度很差，适合过滤，不适合用于纳米模板，并且货期长。
上海上木科技有限公司，一个专业提供AAO模板的公司，技术全面，并提供专业的技术支持。