多孔阳极氧化铝(AAO)模板的应用
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
ｂ
… ｌｆｆ Ｉ 州 ｌ ｄｌ ｌ
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
！ 墨 ：！
ＣＮ ２ １ ２ ／ ２ － ３ ３ Ｎ
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）
多孔阳极氧化铝AAO模板的制备与特性研究.
①文章编号:1009-0568(200403-0024-05多孔阳极氧化铝(AAO 模板的制备与特性研究张景川石鲁珍(塔里木农垦大学文理学院,新疆阿拉尔8433001引言阳极氧化通常指通过电化学氧化使作为阳极的金属表面生成氧化膜的工艺。
这一工艺已广泛应用于铝、铜、镁以及其他各种合金的表面精饰,在电解电容的制造、金属装饰材料的表面染色、提高零件的表面性能(抗蚀、耐磨、绝缘等以及制造光电介层等方面得到了大量的应用[1]。
阳极氧化铝(Anodizing Aluminum Oxide 简称AAO 模板,按照其结构特征可以分为致密无孔的“障壁型”膜和有均匀空洞的“多孔型”膜两种。
形成的阳极氧化层的类型依赖于氧化时的各种因素。
其中最重要的因素是电解质类型。
在对氧化层溶解能力差的电解溶液中,阳极氧化形成被称为“障壁型”的无孔膜。
而在对氧化层稍有溶解的溶液中,阳极氧化则形成“多孔型的氧化膜”。
这类电解质很多,工业常用的有硫酸、铬酸、草酸、磷酸等。
图1多孔阳极氧化铝结构示意图“多孔型”氧化膜在氧化形成过程中有相对稳定且高的电流通过,由此可得到连续膜层的生长。
其结构如图1所示:多孔阳极氧化铝具有较高的研究价值。
前人对阳极氧化多孔层的特征参数受各种条件的影响已有很多报道[2]。
阳极氧化铝模板的形成涉及到物理、化学方面诸多复杂的原理,对其形成机理的研究已有很多报道[3~4]。
多孔阳极氧化铝(AAO 成为一种广泛研究课题已具有40多年的历史。
1955年加拿大R oycspooner 以硫酸溶液作为电解液,深入讨论了影响阳极氧化铝模板生长的电解液浓度、温度、氧化时间、电流密度等因素,[6]1970年,O ’sullivan 和W ood [7]利用孔尖的电场分布模型理论解释了阳极氧化铝模板生长机理和阳极氧化铝模板具有较小孔径、较高孔隙率的成因,[8]1990年Digbyd.macdonald [9]就氧化层孔洞形成提出了如下机理:因为点阵排布高度混乱,金属空位缺陷成正离子在易于缺陷扩散的氧化层下凝聚,由此引起氧化层局部脱离金属基板,从而在锥形脊部位的金属层较其他周围金属极板难以氧化。
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。
氧化铝模板的制备及其应用
AAO 模板的制备及其应用李晓洁 张海明 胡国峰 李育洁 （天津工业大学 理学院 天津 300160）摘要：AAO 模板由于其价廉，制备工艺简单，以及特殊的结构和多样的组装方法得到了广泛的研究和应用。
本文主要介绍了AAO 模板的制备方法、影响因素，和其在纳米组装体系中的应用，包括纳米线，纳米管，量子点和“电缆式”层状纳米材料等。
关键词：二次阳极氧化 氧化铝模板（AAO ） 纳米材料Fabrication and application of AAO templateLi Xiaojie Zhang Haiming Hu Guofeng Li Yujie(TianJin Polytechnic University College of Science 300160)Abstract: Key words:自1953年Keller 等[1]首先报道了用电化学的方法制备了多孔氧化铝膜以来，这种具有独特结构的被广泛用于各种纳米结构材料的制备。
多孔氧化铝模板（AAO ）具有独特的结构，紧靠铝基体表面是一层薄而致密的氧化铝阻挡层，上面则是较厚且疏松的多孔层，多孔层的膜胞是六角密堆排列，每个膜胞中心有一个纳米级的孔道，孔径一般为5-200nm ，多孔层的厚度一般为1-50μm ，且孔基本与表面垂直。
这种特异的结构使得这种多孔膜在纳米结构有序阵列的制备中发挥着独特的优势，因而也成为当前纳米材料与技术研究的热点之一。
它的优点是：(1)制备工艺简单、孔径大小均匀可调、价廉；(2)AAO 模板本身耐高温、绝缘、在可见和大部分红外光区透明；(3)适用于金属、合金、非金属、半导体氧化物和硫化物、导电高分子、高分子聚合物等多种材料的组装；(4)适合制备纳米粒子直径大小一致的单分散阵列体系，去除AAO 模板得到纳米粒子、线、棒和管纳米结构单元，复制金属和高分子聚合物等模板；(5)采用层层组装，可制备同轴纳米套管(或电缆)等纳米结构材料；(6)可通过改变模板内被组装物质的成分和纳米颗粒的形状比来调节纳米结构材料的性能。
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。
多孔阳极氧化铝(AAO模板)的应用
上海上木科技有限公司 多孔阳极氧化铝应用
简介
多孔阳极氧化铝（Porous anodic alumina, PAA,
或称为Anodic Aluminum oxide, AAO ）具有精
确的，不变形的蜂窝状孔结构，孔与孔之间
在侧面没有交叉和连接。
同时孔径分布均匀，
孔的高度可调，如示意图所示，这些特点使
其在多个方面有着广泛的应用。
根据工艺条
件不同，孔径可以调控在20-300nm 、孔间距
在50-600nm 、孔深在100nm-100μm 范围。
应用领域
∙ 纳米压印用模板，可以实现几个纳米到几百纳米孔径的阵列，主要用于高分
子材料表面压印
∙ 电沉积制备纳米线 / 溅射制备纳米点阵 / MBE 制备纳米点阵 / 溶胶凝胶法
制备纳米结构等，可以实现几个纳米到几百纳米孔径的纳米阵列 ∙ 纳米滤膜，可以实现几个纳米到几百纳米孔径的过滤 ∙ HPLC 流动过滤和排气
∙ 溶剂超净化
∙ 重量分析
∙ 脂质体分离
∙ 扫描电镜研究
∙ 细菌培养及分析
∙ 湿度传感器
∙
电镜样品支撑膜 ∙
隔热层 ∙
光子晶体 ∙
纳米反应器。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
多孔阳极氧化铝应用
简介
多孔阳极氧化铝（Porous anodic alumina, PAA,
或称为Anodic Aluminum oxide, AAO）具有精
确的，不变形的蜂窝状孔结构，孔与孔之间
在侧面没有交叉和连接。
同时孔径分布均匀，
孔的高度可调，如示意图所示，这些特点使
其在多个方面有着广泛的应用。
根据工艺条
件不同，孔径可以调控在10‐500nm、孔间距在30‐600nm、孔深在100nm‐150μm范围。
应用领域
•纳米压印用模板，可以实现几个纳米到几百纳米孔径的阵列，主要用于高分子材料表面压印
•电沉积制备纳米线 / 溅射制备纳米点阵 / MBE制备纳米点阵 / 溶胶凝胶法制备纳米结构等，可以实现几个纳米到几百纳米孔径的纳米阵列
•纳米滤膜，可以实现几个纳米到几百纳米孔径的过滤
•HPLC 流动过滤和排气
•溶剂超净化
•重量分析
•脂质体分离
•扫描电镜研究
•细菌培养及分析
•湿度传感器
•电镜样品支撑膜
•隔热层
•光子晶体
•纳米反应器
我们能够开发的产品
¾高度有序的孔结构
¾任意可调的孔径
除上图中三种孔径：40nm, 150nm, 250nm，我们已经可以实现从10纳米以下到500纳米以上任意规格的孔径：
¾多样的表面结构及截面功能结构
任意厚度/孔的深度
调控精度达到10纳米，数据来源于: Nanotechnology 22 (2011) 305306，样品全部
由我们提供，与浙江大学合作。
¾超薄的多孔阳极氧化铝
转移到两英寸硅片上的超薄PAA膜及其微观结构
超薄PAA膜制备的纳米点/量子点阵列，超薄阳极氧化铝膜可以转移到任意基底。