有序多孔材料的制备、性能及其应用研讨.pdf

分类号 0611．4 密级 UDC 编号 同 济 大 学 博士后研究工作报告 有序多孔材料的制备、性能及其应用研究 赵颖 工作完成日期 2008年4月_2010年3月 报告提交日期 2010年3月1日 同济大学 (上海) 2010年3月 有序多孔材料的制备、性能及其应用研究 ORDERED OF APPLICATION AND PREPARATION，PROPERTY MATERIALS POROUS 博 士 后 姓 名 赵颖 流动站(一级学科)名称 同济大学材料科学与工程 专业(二级学科)名称材料学 研究工作起始时间2008年4月23日 研究工作期满时间2010钲广-3月1日 同济大学C_k海) 2010年3月 摘要 摘 要 有序多孔材料是材料领域的研究热点之一。目前用作模板的有序多孔材料主 要有分子筛、高分子材料、多孔氧化铝等，其中多孔阳极氧化铝由于在可见光范 围内具有较高的透过率，成为制备纳米结构光学材料重要的模板材料之一。利用 模板法，在一定条件下合成多种金属、半导体等不同系列的纳米有序阵列复合结 构，并研究其新颖的光学特性，是这一领域的研究热点。另一重要的有序多孔材 料一多孔阳极氧化钛性能优异，也是目前这一领域的研究热点和难点。然而到目 前为止采用电化学阳极氧化法制备有序多孔氧化钛膜尚未有报道。 本文利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和能谱分析(EDS)、高分辨 等分析测试方法深入研究了阳极氧化铝(PAA)模板的制备工艺，讨论了工艺参 数对孔径、孔密度、孔分布的有序性、膜厚以及阻挡层的影响并对氧化膜的光学 性能进行了讨论；系统地研究了利用电化学沉积法和双室化学反应法在PAA模 板的孔道中合成Cu、Ag纯金属纳米线和CdS半导体纳米线的过程。对PAA纳 米复合结构的形貌、结构、形成机理以及光学性能也进行了一定深度的探讨。最 后对阳极氧化法制备有序多孔氧化钛膜的研究进行了初步探索，主要结果如下： 采用二次阳极氧化法在5℃，0．3M草酸溶液中在40V，鲕的阳极氧化条件 下获得有序多孔氧化铝模板。模板厚度约为269in，为非晶态结构。孔径约为 40nm，孔密度为1．O×1010／em2。孔单胞呈六角状结构，孔道取向高度一致，互不 连通、彼此平行且垂直于膜表面。在一定范围内，随着阳极氧化电压的升高，模 板厚度增加，孔径增大，孔密度减小；随着阳极氧化时间的延长，膜厚增加，孔 分布的有序性增加；随着电解液温度的升高，膜厚增加，但孔分布的有序性降低； 阴极材料对PAA模板的厚度、孔间距等没有影响。此外，PAA膜在465～490nm nm左右。该发光带来自膜中的单 之间有一个较宽的蓝色发光带，发光峰在479 离子氧空位—矿中心。 采用电化学循环伏安法在PAA模板的孔道中沉积了纯金属Cu、Ag纳米线。 纳米线复制了