铝基阳极氧化铝模板水热法制备TiO2纳米管阵列

在(NH4)2TiF6的水溶液中,以铝基阳极氧化铝为模板,采用水热法制备了TiO2纳米管阵列. 使用场发射扫描电镜和X射线衍射对水热合成产物进行了表征. 实验结果表明,水热处理所得TiO2纳米管阵列具有特殊的形貌,其表面为连续的多孔状,断面为不连续、相互分离的管状;管口和管壁分别由平均粒度约45和25 nm的微细TiO2颗粒紧密堆积而成. 采用本方法制备的TiO2纳米管阵列无需热处理便已具有明显的锐钛矿型晶相特征.     

Y型分支的碳纳米管的氧化铝模板法制备及其表征(英文)

利用两步氧化法,通过对氧化直流电压进行周期性调制可制备出带有Y型孔道的氧化铝模板;然后以金属钴为催化剂,乙炔为碳源,通过CVD法制取得到具有规则Y型分支的碳纳米管阵列.已制备出的碳管分支角度在20°～120°的范围内.实验表明,两段分支所成的角度以及分支的长度与合成氧化铝模板的脉冲电压调节规律有关,短脉冲,高氧化电压有利于生长出的短而密集的分支构型.     

强烈阳极氧化法快速制备多孔氧化铝模板

In the electrolyte of oxalic acid/alcohol/aqueous solution, highly-ordered porous anodic aluminum oxide(AAO) template was fabricated by hard anodization. The surface morphology and the structure of AAO template were characterized by Field-Emission Scanning Electron Microscope(FE-SEM) and XRD, respectively. The effects of different factors including alcohol type, ratio of alcohol to water, and oxalic acid concentration on the ordering degree and pore diameter of AAO template were investigated. Under the glycol to water ratio of 1∶1(by volume) with an oxalic acid concentration of 0.5 mol·L^-1, and voltage at 160 V, the obtained AAO template was hexangular arrangement with pore diameter of 80 nm and pores spacing of 120 nm, the growth rate was 51.9 μm·h^-1.     

大长径比有序多孔阳极氧化铝模板的制备及用于镍纳米线阵列

报道一种恒电流二次氧化制备大长径比(>1000)阳极氧化铝(AAO)模板的方法,研究氧化时间和氧化电流密度分别对制备的AAO模板的表面形貌、孔径大小、厚度等的影响.结果表明,AAO模板的表面形貌及厚度n受m氧、厚化度电约流为密2度00及μ氧m、化长时径间比的为影10响0;-当13氧00化的电高流质密量度A为AO8模m板A·.c采m用-2电时化,氧学化沉1积8方h能法在制制备备出的孔A径A为O模15板0-的20孔0中成功制备了Ni纳米线阵列,分别用扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)和X射线能量散射光谱(EDS)对其进行了表征;结果显示,制备的Ni纳米线排列整齐有序,每根Ni纳米线直径几乎相同,约150nm,长度约为180-200μm,长径比为1200-1300,与AAO模板的参数一致.研究了Ni纳米线阵列的长径比对其磁性能的影响,发现大长径比的Ni纳米线阵列具有明显的磁各向异性,而长径比约为200的Ni纳米线阵列未表现出明显的磁各向异性.本文结果表明,恒电流二次氧化方法能制备大长径比的AAO模板,并能用于制备大长径比的一维纳米材料阵列,可望在制备具有特殊光学、磁学等性能材料方面得到应用.     

用AFM研究阳极氧化铝的不稳定生长

用原子力显微镜(AFM)研究了多孔阳极氧化铝(AAO)模板的不稳定生长. 结果表明:AAO模板的不稳定生长导致了纳米孔道结构有序度的降低.在H₃PO₄溶液中生长的AAO模板孔道结构稳定性较差;而在H₂C₂O₄溶液中生长的AAO模板稳定性依赖于氧化电压和电流密度,在低电压和电流密度下稳定性较好,高电压和电流密度下稳定性较差. 充分利用这种不稳定生长特性,通过控制AAO模板的阳极氧化条件,可得到具有分枝孔道结构的特殊模板,这为利用模板法制备各种Y形或T形纳米线、管提供了新的发展空间.     

一步阳极氧化法制备超亲水氧化铝

本文应用一步阳极氧化法在铝表面制作纳米粗糙结构的超亲水表面.考察控槽压、控电流及氧化时间对氧化铝表面超亲水性的影响.测试表明,控电流法更有利于制作超亲水表面,增大电流密度可缩短氧化时间,该法可制作稳定性好、机械强度高的超亲水氧化铝表面,富有潜在的应用价值.     

层层自组装制备基于多壁碳纳米管的胆碱生物传感器

以经混酸处理的多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰铂(Pt)电极,在此基础上固定(PAA/PVS)3复合膜,采用层层自组装技术将高分子聚电解质PDDA与胆碱氧化酶交替组装在已修饰的电极上,构建了电流型胆碱生物传感器。实验结果表明,MWCNTs的引入使电极对H2O2的催化电流明显增大,制成的酶电极可以有效控制酶量的使用,酶膜组装层数为8时最优,对胆碱的线性响应范围为5×10-7～1×10-4mol/L;灵敏度为12.53μA/mmol;响应时间为7.60s;检出限为2×10-7mol/L(S/N=3)。传感器的抗干扰能力强,稳定性好,30d时的响应电流值仍保持最初的89.5%。3次平行实验的RSD为3.64%。     

纳米孔阵列阳极氧化铝膜的制备和表征

本文通过在0℃、0.5mol·L^-1的草酸溶液中阳极氧化高纯铝片的方法制得了阳极氧化铝(AAO)膜，并用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对AAO膜的形貌和结构进行了表征。结果表明，阻挡层AAO膜中大小一致的膜胞在铝/氧化铝界面上排成六方形阵列;有孔层AAO膜中含有高度有序的纳米孔阵列和膜胞阵列，并且孔的直径和膜胞的尺寸都具有较窄的分布。另外，考察了阳极氧化电压对膜胞尺寸、孔径大小、孔密度和膜胞密度的影响，表明在一定的电压范围内，膜胞和孔径都随电压的升高而增大，而孔密度和膜胞密度却随电压的升高而减小。     

阳极氧化铝模板上热扩散法制备MoOx纳米阵列

采用简单的热扩散法, MoO3可在模板纳米孔道内有序生长, 经还原后获得MoO2和金属Mo纳米管／线阵列. 运用XRD、SEM、TEM、HRTEM等技术对产物进行了表征. 结果表明: 在70 nm孔径的阳极氧化铝模板上, H2/N2气氛下600 ℃时的还原产物为单晶MoO2; 而在50 nm的模板上, 同样条件的还原产物为MoO2微晶聚合体. 乙醇的加入能够大大改善产物的形貌. H2气氛, 650 ℃以上温度下进一步还原得到了金属Mo纳米管阵列.     

多孔氧化铝模板催化制备定向碳纳米管阵列

Well-aligned open-ended multi-walled carbon nanotube (MWCNT) arrays were prepared via chemical vapor deposition (CVD) method in porous anodic aluminum oxide (AAO) templates without depositing any transition metals as catalyst. Effects of the CVD temperature and heat treatment were studied in detail.Well-aligned open-ended MWCNT arrays were obtained at the CVD temperature above 600 ℃; when CVD temperature is reduced to around 550 ℃, CNTs, CNFs and other structures existed at the same time; no CNTs or carbon nanofibres (CNFs) could be found as the CVD temperature is below 500 ℃, and only amorphous carbon in the porous AAO template was found. Experimental results showed that the AAO template is catalytic during the CVD process, and it has the following two effects: to catalyze thermal decomposition of acetylene and to catalyze conversion of carbon decomposed from acetylene into CNTs or CNFs. Heat treatment could improve the graphitization degree, but it might also introduce new defects.     

贫水电解质体系制备多孔阳极氧化铝模板的研究

在有机溶剂为主的含草酸电解质中,研究了大孔径有序度高的阳极氧化铝(AAO)的一步法电化学制备.实验证实,电解质中水含量的降低能够有效抑制铝的电氧化速率和溶解速率,使得其氧化膜孔道的生长能够稳定进行,所得到的六方孔道排列有序度明显高于纯水溶剂制备的电解质体系下的产物.考察了水含量、有机溶剂种类以及电解质浓度对AAO模板孔道形貌的影响.结果表明,有机溶剂贫水电解质体系使得电氧化电压的选取范围比水溶液电解质体系更宽,孔径连续可调,反应条件温和.该方法适合于制备均匀大孔径的AAO模板.     

Effect of Nonsolvent on the Formation of Polymer Nanomaterials in the Nanopores of Anodic Aluminum Oxide Templates

We study the effect of nonsolvent on the formation of polymer nanomaterials in the nanopores of porous templates. Water (nonsolvent) is added into a poly (methyl methacrylate) (PMMA) solution in dimethylformamide (DMF) confined in the nanopores of an anodic aluminum oxide (AAO) template. Water forms a wetting layer on the pore wall and causes the PMMA solution to be isolated in the center of the nanopore, resulting in the formation of PMMA nanospheres or nanorods after the solvent is evaporated. The formation of the polymer nanomaterials induced by nonsolvent is found to be driven by the Rayleigh‐instability‐type transformation. Without adding the nonsolvent, PMMA chains precipitate on the walls of the nanopores after the solvent is evaporated, and PMMA nanotubes are obtained.     

阳极氧化铝模板合成介孔CeO2纳米纤维及其光致发光性能

以多孔阳极氧化铝膜(AAO)为模板,将模板的纳米孔洞作为微腔反应器,以聚环氧乙烯醚-聚环氧丙烯醚-聚环氧乙烯醚三嵌段共聚物(P123)为致孔剂、Ce(NO3)3.6H2O为铈源、无水乙醇为溶剂合成前躯体,采用压力诱导的方法将前躯体注入到AAO孔道内,经加热处理后,在模板的纳米孔洞内合成了具有介孔结构的一维CeO2纳米材料。通过SEM、TEM、XRD、EDS和N2吸附-脱附进行表征,结果表明,所合成的介孔CeO2纳米纤维具有介孔结构和较大的比表面积,并考察了其光致发光性能。     

自组装金属有机纳米管模板法制备高分子纳米管

高分子纳米管(PNT)是一类具有中空管状结构的高分子纳米材料, 模板法是制备管状高分子纳米材料的有效方法. 本研究以自组装金属有机纳米管(MONT)为模板, 杈状多元胺和多元羧酸为前体分子, 利用杈状多元胺与MONT表面的铜离子配位络合, 在MONT表面上形成包覆层, 再与同样具有杈状结构的多元羧酸活化酯进行交联反应后, 去除掉内部的自组装模板, 从而制得具有良好水分散性的PNT. 利用扫描电子显微镜(SEM)、扫描透射电子显微镜(STEM)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射(XRD)和漫反射傅立叶变换红外光谱(DRIFTS)对PNT的表面形貌、组成和结构进行了表征. 结果表明, 当多元胺用量为MONT用量的0.4摩尔当量时, 交联产物的成管率最高, 达80%以上, 纳米管的长度大多为500 nm~3 μm、内径为60~100 nm、外径80~120 nm.     

氧化钴纳米管的制备和模板剂多孔氧化铝的孔洞结构

以草酸电解液制备的多孔氧化铝作为模板,采用硝酸钴溶液浸润法,合成出氧化钴纳米管．通过对分叉氧化钴纳米管成因研究,指出氧气气泡的作用是形成多孔氧化铝纳米孔洞结构的主要驱动力．     

模板法制备高度有序的聚苯胺纳米纤维阵列

近年来,利用化学或物理方法制备多种材料的纳米有序阵列复合结构已成为学术界的研究热点．用具有纳米孔洞的模板(多孔阳极氧化铝、多孔硅以及聚碳酸脂膜)制备的金属、半导体、碳纳米管等材料的纳米有序阵列复合结构已在润滑、微电极、单电子器件、传感器、垂直磁记录、场致电     

氧化铝模板中Ag纳米线阵列的选择性生长

利用Ag离子与Br离子之间的化学沉积作用在孔隙中充满明胶的阳极氧化铝(AAO)模板中制备了AgBr/AAO纳米介孔复合材料.材料选择性曝光后,利用原位显影液对其进行化学显影,在AAO模板中选择性得到Ag纳米线阵列.实验结果表明:Ag纳米线是连续的、致密的,且具有多晶结构,充满了曝光部分的模板孔隙.本文还对影响Ag纳米线选择性生长的因素进行了简单讨论.     

Fabrication of Multicomponent Polymer Nanostructures Containing PMMA Shells and Encapsulated PS Nanospheres in the Nanopores of Anodic Aluminum Oxide Templates

Multi‐component polymer nanomaterials have attracted great attention because of their applications in areas such as biomedicine, tissue engineering, and organic solar cells. The precise control over the morphologies of multi‐component polymer nanomaterials, however, is still a great challenge. In this work, the fabrication of poly(methyl methacrylate)(PMMA)/poly­styrene (PS) nanostructures that contain PMMA shells and encapsulated PS nanospheres is studied. The nanostructures are prepared using a triple solution wetting method with anodic aluminum oxide (AAO) templates. The nanopores of the templates are wetted sequentially by PS solutions in dimethylformamide (DMF), PMMA solutions in acetic acid, and water. The compositions and morphologies of the nanostructures are controlled by the interactions between the polymers, solvents, and AAO walls. This work not only presents a feasible method to prepare multi‐component polymer nanomaterials, but also leads to a better understanding of polymer‐solvent interactions in confined geometries.

     

Preparation of Metal Oxide Nanotubes Using Gelators as Structure-Directing Agents

Summary: Cationic gelators, capable of gelling alcohols, were developed as structure-directing agents for preparing metal oxides. The sol-gel polymerization of metal alkoxides using the gelators as templates afforded metal oxide nanotubes. The unique structure of metal oxides was created by transferring the shape of fibrous aggregates of gelator. The electrostatic interaction between cationic gelator and anionic metal oxide precursor plays an important role for acting as templates.     

两步电沉积法制备单晶Au纳米线阵列

以多孔阳极氧化铝为模板,采用两步交流电脉冲沉积法制备具有单晶结构的有序金纳米线阵列.实验表明:在氧化铝模板中由交流电沉积制备的金属纳米线,其成核电压直接影响模板内纳米线的填充率,而生长电压则控制纳米线的结构和形貌均一性.在最佳沉积条件下得到的金纳米线阵列,其填充率高达95%,且具有单晶结构.