2。2。1 铝片的预处理 7

2。2。2 铝片的阳极氧化 8

2。3 结果与讨论 9

2。3。1 草酸水溶液中 PAA 模板的制备 9

2。3。2 含 PEG 的草酸电解液中 PAA 模板的制备 。

2。4 本章小结。

PAA 膜通孔工艺研究。

3。1 实验药品及仪器。

3。2 实验部分。

3。3 结果与讨论。

3。3。1 阶梯降压法减薄阻挡层 。

3。3。2 化学腐蚀法制备通孔 PAA 模板 。

3。4 本章小结。

磷酸二氢铵溶液中 PEG 对阳极氧化的作用 

4。1 实验药品及仪器。

4。2 实验部分。

4。3 结果与讨论。

4。3。1 不同组成磷酸二氢铵电解液中阳极氧化过程的研究

4。3。2 PEG 组分在电解液中的作用分析。

第 II页 本科毕业设计说明书

4。4 本章小结 22

结论 24

致谢 25

参考文献 26

1 绪论

1。1 选题背景与意义

纳米材料，又称超微颗粒材料，因其在光学、电学、力学、磁学、热学等方面表现出了 奇异的性能，因而在高科技领域有着极大的应用前景。1991 年，日本科学家 Lijima[1]发现了 碳纳米管。之后，人们开始研究低维的纳米材料，并对其产生了很大兴趣。模板法作为制备 一维结构纳米材料的制备方法，因其能够实现纳米材料的定向，定位生长，所制备的纳米材 料尺度均一、结构可控，因此在众多制备一维结构纳米材料的方法中脱颖而出，成为最常使 用的制备方法[2]。

其中，使用电化学法制备的多孔阳极氧化铝（Porous anodic alumina，PAA）模板相比于 其他模板，具有许多优势，如制备成本低廉，制备工艺简单，纳米孔洞序列具有高度的规整 性；多孔层的孔径和孔间距大小，孔道形状等可以随着制备条件（温度，电压，电解液种类， 氧化时间等）的变化在较大范围内自由调节[3]；模板耐高温，绝缘性能好。正是由于其特殊 的纳米级微孔结构以及性能上诸多优点，PAA 模板已成为制备各种纳米材料的首选模板[4-6]。 PAA 模板的制备以及阳极氧化技术的研究已成为当今材料科学领域的研究热点。

几乎所有对 PAA 制备的研究都是基于水溶液。有少数论文是基于甘油溶液条件下对 PAA 生长的研究[7]。然而，在水溶液中的铝阳极氧化已被证实具有一定的局限性，如易于在高场 的条件下发生电击穿或者燃烧。最近，Chen 等[8]使用聚乙二醇（Polyethylene glycol，PEG） 作为磷酸溶液的调节剂，通过添加有机溶剂进入水溶剂以改善阳极氧化过程的稳定性（低分 子量的 PEG 在室温下为液体）。实验发现添加 PEG 可明显抑制氧化铝的化学溶解现象以及避 免燃烧。电解质溶液的电化学性能高度依赖于所使用的溶剂，而电解质溶液也是影响 PAA 的 生长的最重要的因素之一。因此，我们有必要更深入地了解有机溶剂对 PAA 膜生长和形态的 影响。