基于陽極氧化鋁膜制備錳氧化物納米材料的研究.pdf

1、以陽極氧化鋁(AAO)膜為模板制備一維納米材料是一種非常重要的納米材料合成方法,其制備出的材料排列有序、尺寸均勻可控,在材料結(jié)構(gòu)與性能研究中有重要的意義,因而制備出不同尺寸(孔徑、有序度等)的AAO膜,并研究其影響因素是非常必要的?；诖?本文首先研究了AAO膜的制備方法及其影響因素。在草酸水溶液中、40V電壓下成功制備出了小孔徑的AAO膜,并考察了前處理、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物的影響,其產(chǎn)物平均孔徑約56 nm,孔間距100 nm,

2、有序疇區(qū)面積為2.5μm2;在H2C2O4-H2O-C2H5OH混合溶液中、80 V電壓下成功制備出了孔間距分別為120～190 nm和170～220 nm的AAO膜;在160 V電壓下成功制備出了孔間距為280～380 nm的AAO膜,并研究了過渡層對(duì)孔道有序度的影響及電流密度和電壓對(duì)孔徑和孔間距的影響。
　　 錳氧化物在電化學(xué)、催化、磁性材料等方面有非常廣闊的應(yīng)用前景,若將其制備成納米形態(tài)則可能表現(xiàn)出加強(qiáng)的或者新的性能。借助

3、AAO模板的限制作用可制備出一維錳氧化物納米材料,從而使其性能得到改善。因此本文還研究了基于AAO模板,分別用溶膠—凝膠法和電沉積法制備錳氧化物及其產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、性能等方面內(nèi)容。
　　 采用溶膠—凝膠法制備了形貌規(guī)則、完整的Mn3O4納米線陣列,納米線的直徑約90-100 nm、長度約幾微米,呈四方尖晶石結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果表明,AAO模板不僅能通過空間限制作用促使產(chǎn)物納米尺寸的形成,還可以通過提供相對(duì)封閉的微反應(yīng)空間,使樣品在灼燒時(shí)孔

4、道內(nèi)溫度遠(yuǎn)高于孔道外的溫度,從而在較低溫度下實(shí)現(xiàn)向Mn3O4的相轉(zhuǎn)變。
　　 用恒電位直流電沉積法制備出了高度有序的錳氧化物納米線陣列。納米線長約2μm,直徑約75 nm,尺寸均勻,呈無定形結(jié)構(gòu)。經(jīng)500℃熱處理后,產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)楹笑?MnO2和Mn2O3的混合物相結(jié)構(gòu),700℃熱處理后,產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)镸n3O4物相結(jié)構(gòu)。
　　 本文關(guān)于AAO膜制備和以之為模板合成錳氧化物的研究,擴(kuò)展了AAO膜在納米材料中的應(yīng)用范圍,揭示了A