多通道鋁酸鋅納米管制備及機理研究

《多通道鋁酸鋅納米管制備及機理研究》是依託昆明理工大學，由劉建雄擔任項目負責人的地區科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：多通道鋁酸鋅納米管制備及機理研究
• 項目類別：地區科學基金項目
• 項目負責人：劉建雄
• 依託單位：昆明理工大學

項目摘要

用模板－電沉積－退火－化學腐蝕工藝製備多通道納米管。用高純鋁板陽極氧化製作氧化鋁模板，在氧化鋁模板中，用電沉積法製備金屬鋅納米管或納米線，通過高溫退火工藝使氧化鋁模板與鋅納米管或線發生界面反應，利用化學腐蝕方法對界面反應後的樣品處理，得到多通道鋁酸鋅納米管。通過改變高純鋁製造工藝、工藝參數及電沉積鋅納米管或線後的退火參數，探索其對多通道鋁酸鋅納米管尺寸大小的影響規律。通過改變鋁在陽極氧化過程中的工藝參數，獲取不同孔徑的氧化鋁模板、調節電沉積鋅納米管或線的工藝參數、改變界面反應的退火溫度、時間等參數、選擇腐蝕劑種類及腐蝕條件等探索製備多通道納米管內通道數的可控性。研究多通道鋁酸鋅納米管的微觀結構，探索其形成機理；研究多通道鋁酸鋅納米管的可控制造技術及發光等物理性能，為納米管材料及納米器件的製備提供科學依據，奠定實驗基礎，對複雜納米結構的製造具有重要的科學意義。

結題摘要

鋁酸鋅納米材料具有較高的熱穩定性、耐蝕、耐磨、化學性能穩定性，絕緣性好、熱膨脹係數小、硬度高，紫外阻隔性好等優異性能，在高溫陶瓷材料、催化劑、納米器件等方面有較好的套用。 本課題在對納米管制備技術研究基礎上，以製備複雜準一維納米材料為目的，將製備納米材料的各種方法結合起來製備複雜納米結構，通過本項目研究製備出了單通道鋁酸鋅納米管陣列、氧化鋅鋁酸鋅複合納米管陣列、鋁酸鋅納米模板和多通道鋁酸鋅納米管。單通道鋁酸鋅納米管陣列納米管排列整齊，管徑大小相等。多通道鋁酸鋅納米管形貌結構特殊，其結構外形為納米棒，納米棒由七個納米圓柱孔道組成，孔道排列規則，直徑相同。該類結構具有較高的比表面積，形狀規則，且製備方法簡單，對環境無污染，可在催化、納米器件、發光材料等領域使用，具有重要的潛在套用價值。 項目提出了將模板法、電沉積法、固態反應法及選擇性刻蝕等方法結合起來製備特殊形貌準一維半導體納米材料，充分發揮每一種製備方法的優勢。為製備複雜形貌納米材料提供了一種新的途徑。 項目利用高純鋁板陽極氧化製作氧化鋁模板，電沉積金屬鋅納米線，通過退火工藝發生界面反應，利用化學腐蝕方法對界面反應後的樣品處理，首次製備得到了形貌特殊的“多通道鋁酸鋅納米管”， 並對成型機理進行了分析。認為形成“多通道鋁酸鋅納米管” 的主要原因是氧化鋁模板與氧化鋅納米線的充分擴散及在NaOH刻蝕時，亞晶界處能量高容易被刻蝕。 通過採用模板法、電沉積法、固態擴散法及化學刻蝕法製備“鋁酸鋅納米管陣列”和“鋁酸鋅/氧化鋅複合納米管陣列”等納米結構工藝研究及機理分析，實現了鋁酸鋅納米管結構、形貌及尺寸的可控制備。