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摘要多孔阳极氧化铝（PAA）由于其纳米有序的多孔结构而在纳米自组装材料上得到了广泛应用。本文选取PEG的磷酸溶液作为Al阳极氧化的电解液，研究Al在聚合物电解液中的阳极氧化过程；通过改变电流密度、氧化时间、分子量、前处理等条件，研究这些因素对PAA模板形貌的影响；利用扫描电子显微镜（SEM）对不同条件下制备的PAA模板进行表征。结果发现：PEG的加入能使PAA孔径增大，孔径随着PEG浓度的增加而增大；电流密度增加，PAA的生长速率增加；阳极氧化的时间越长，PAA的厚度越大，但时间长短不影响孔径；PEG分子量越大，PAA孔径反而减小；前处理影响V-t曲线的起点，无前处理会使V-t曲线整体偏移，且影响PAA模板的形貌。25752
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关键词 多孔阳极氧化铝 PEG电解液 阳极氧化 PAA孔径
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Fabrication of PAA Nano Template in PEG Solution
Abstract
Porous anodic alumina (PAA) have been widely used at the self-assembly nano materials due to the nano-porous structure. We choose PEG of phosphoric acid as the electrolyte to research the anodized process of Al in polymer electrolyte. By changing the current density, oxidation time, molecular weight, pre-treatment to study the influence of these factors on PAA template morphology. Using scanning electron microscopy (SEM) to characterize PAA template formed under various conditions. We found that the diameter of PAA increases by the addition of PEG and is proportional to the content of PEG in the electrolyte. The growth rate of PAA increases with the current density increased. The longer the time of anodizing, the greater the thickness of the PAA template, and the length of time does not affect the pore size. The diameter of nanotubes is inversely proportional to the molecular weight of PEG. Pre-treatment affects the starting of the V-t curves, the V-t curves shifts if experimenting without pre-treatment, and it influences the morphology of the PAA template.
Keywords Porous anodic alumina PEG electrolyte Anodic oxidation Diameter of PAA
目 次
1 绪论 1
1.1 课题的研究背景与意义 1
1.2 多孔阳极氧化铝的研究现状 1
1.3 本课题的研究思路及内容 4
2 PEG溶液中PAA纳米模板的制备 6
2.1 实验部分 6
2.2 结果与讨论 9
2.3 本章小结 14
3 PAA形貌的影响因素探讨 16
3.1 电流密度对PAA形貌的影响 16
3.2 阳极氧化时间对PAA形貌的影响 19
3.3 PEG分子量对PAA形貌的影响 21
3.4 前处理对PAA形貌的影响 24
3.5 本章小结 27
结 论 28
致 谢 30
参考文献31
1 绪论
1.1 课题的研究背景与意义
20世纪80年代中期，纳米材料作为一种新型材料发展起来，随后多孔阳极氧化铝（porous anodic alumina, PAA）由于其纳米有序的多孔结构而受到众多纳米材料研究学者的广泛关注。
PAA作为纳米材料制备的有效模板，硬度高、比表面积大、热稳定性和化学稳定性十分优良[1,2]，故在纳米半导体材料、纳米电容材料、纳米磁性材料[3]、碳纳米管阵列、太阳能电池材料[4]、生物传感材料[5]等方面表现出十分广阔的应用前景。然而，尽管学界对PAA 形成机理的研究已长达50多年，至今对其纳米孔道的形成机理仍然没有统一的定论。一般来说，在酸性溶液如硫酸、草酸、铬酸等溶液中对铝基体进行阳极氧化，可生成多孔型的氧化膜，而在硼酸、有机酸盐等接近中性的电解液中进行阳极氧化，生成的则是致密型的氧化膜[6-8]。