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多孔氧化铝模板的一维无机纳米材料的组装及性能研究

李承勇  
【摘要】:近年来,一维纳米结构材料由于其独特的电学、光学、磁学以及催化性能,成为当今纳米材料研究的前沿和热点。 本文以多孔氧化铝(PAM)为模板,采用交流电化学沉积的方法制备了Fe、Co、Ni、Fe_xCo_(1-x)、Cu、Ag纳米线,采用化学气相沉积的方法制备了碳纳米管。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、能谱(EDS)、红外透过光谱(IR)、紫外可见光吸收光谱(UV-vis)、振动样品磁强计(VSM)以及光致发光(PL)等分析测试手段,对所合成的一维纳米结构材料的形貌、结构、成分以及物性进行了研究,进一步探讨了它们的生长条件和形成机制。主要的内容和结论如下:采用二次阳极氧化的方法,在草酸溶液中制备出孔径约为50nm,排列高度有序的PAM,并对模板的形貌、生长机理、耐高温性能及光致发光性能进行了研究。 以阶梯降压处理后的PAM为模板,通过交流电化学沉积成功制备了直径约50nm的Fe、Co、Ni及Fe_xCo_(1-x)合金纳米线,并对不同条件下制备的纳米线的磁性进行了研究,发现易磁化轴均沿纳米线的长轴方向,纳米线阵列具有较好的磁各向异性。调节电解液的pH,在PAM中交流电化学沉积制备了Cu、Cu_2O单质及其复合体纳米线。当pH≤3时,可以得到单质Cu纳米线;当pH=4时,可以得到Cu/Cu_2O复合体纳米线;当pH=5时,可以制备Cu_2O纳米线。以阶梯降压处理后的PAM为模板,采用交流电沉积方法制备了六方相(4H)亚稳态结构的Ag纳米线,这是由于尺寸效应造成的。以通孔PAM为模板,采用化学气相沉积的方法制备了碳纳米管。采用双层聚合电解质法成功地将Au纳米粒子负载到PAM的纳米通道中,可用于纳米通道催化机理的研究。


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