多孔氧化鋁膜的制備與其應(yīng)用分析

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1、目錄3．2．3AAO膜透射成像光學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果??????????．．223．3本章小結(jié)??????．．???????????．．23第4章AAO模板制備金納米線陣列研究????????????244．1引言??．．?????．．???????????．244．2樣品制備??????????????????．244．3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論???．．．．??．．?．????．???．．264．3．1多孔氧化鋁／金納米線組裝體光學(xué)透射行為???????264．3．2金納米線陣列上羅丹明6G的拉曼光譜測(cè)量與研究?????304．4本章小結(jié)????????????

2、??????．32第5章總結(jié)．．?????．．．．???．?．??．??．???．33參考文獻(xiàn)．．????．????．???????????．34在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果????????????．．4l致謝?????????????????????．42第1章緒論1．1納米材料的定義自從20世紀(jì)80年代，德國(guó)科學(xué)家H．Gleitern3提出“納米晶體材料”的概念，納米科學(xué)技術(shù)正式走進(jìn)了人們的視野，標(biāo)志著人類文明從“毫米文明”、“微米文明”邁進(jìn)認(rèn)識(shí)客觀世界的新層次：“納米文明”。極其微小的物質(zhì)世界(納米世界)常用納米作為表征單位，1納米(n

3、m)即l米的十億分之一長(zhǎng)度。最初，納米材料一般是指由納米顆粒及由納米顆粒構(gòu)成的納米薄膜、固體；而現(xiàn)在，納米材料被廣義地泛指在三維空間尺寸中至少有一維處于納米量級(jí)(1-lOOnm)或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料瞳1，又稱為超微顆粒材料。納米材料的基本單元按照維數(shù)分為四類：零維：指空間三維尺寸都在納米尺度，存在的材料如納米尺度顆粒、原子團(tuán)簇等；一維：指在空間有兩維處于納米尺度，存在的材料如納米管、納米纖維(絲或棒)盤(pán)蟹奇；二維：指在三維空間中有一維在納米尺度，存在的材料如超晶格材料、超薄膜、多層膜等；三維：指在三維空間中含有上述納米材料的塊體，存在的

4、材料如納米陶瓷等。伴隨著納米科學(xué)技術(shù)和制備技術(shù)的發(fā)展，大量納米材料的復(fù)合體和具有納米結(jié)構(gòu)的材料應(yīng)運(yùn)而生，這些材料又被稱為第五類和第六類納米材料口1。納米世界介于宏觀世界、微觀世界之間，因此又被稱之為介觀世界。納米顆粒尺寸較小，其表面的原子占有相當(dāng)大的比例，所以納米材料具備著與宏觀、微觀物質(zhì)不同的物理化學(xué)性質(zhì)H。73：小尺寸效應(yīng)、表面界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)、介電限域效應(yīng)陰1等。1994年納米材料工程概念的正式提出，開(kāi)拓了納米科學(xué)及納米材料制備研究的新領(lǐng)域。人們利用納米材料特異的物理化學(xué)效應(yīng)，并基于納米材料的基礎(chǔ)研究、制備工藝及設(shè)備

5、的發(fā)展，結(jié)合先進(jìn)的納米合成、添加技術(shù)，大大擴(kuò)展了納米材料在材料、催化、能源、環(huán)保、傳感器、生物、醫(yī)學(xué)、人工智能等頗多領(lǐng)域的應(yīng)用前景陋1。1．2一維納米材料的制備一維納米材料主要包括納米線、納米棒、納米管、納米帶等，是其他低維材料的基礎(chǔ)，具備優(yōu)異的物理、化學(xué)特性，在介觀領(lǐng)域和納米器件研究與應(yīng)用方面有著重要第1章緒論的發(fā)展前景。一維納米材料現(xiàn)今在納米材料研究領(lǐng)域備受關(guān)注【9】，多年來(lái)有關(guān)一維納米材料的制備方法的報(bào)道不斷出現(xiàn)。1．2．1水熱法制備一維納米材料水熱法n01：高壓高溫環(huán)境下，利用特殊裝置使不溶或比較難溶的物質(zhì)溶解或者反應(yīng)，生成相應(yīng)溶解產(chǎn)物，

6、并且達(dá)到一定過(guò)飽和度后進(jìn)行結(jié)晶、生長(zhǎng)。水熱法由于設(shè)備簡(jiǎn)單、原料廉價(jià)、反應(yīng)條件溫和、能耗低、產(chǎn)率高、無(wú)污染，在納米材料合成領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。目前，水熱法已成為特種凝聚態(tài)材料、功能材料及無(wú)機(jī)化合物等合成的重要途徑。1．2．2溶劑法制備一維納米材料溶劑法nu類似于水熱法制備原理，不同的是將水熱法中的水換成非水溶媒或有機(jī)溶劑，可以制備在水溶液中易水解、易氧化或?qū)λ舾械牟牧?。溶劑法主要用?lái)制備各種碳納米管、化學(xué)物納米線等一維納米材料。例如通過(guò)對(duì)溶劑、絡(luò)合物的選擇，并對(duì)生成的納米材料的尺寸和形貌加以控制，成功地獲得多種一維、準(zhǔn)一維的非氧化物納米材料n2l。1．

7、2．3氣相法制備一維納米材料氣相法主要有化學(xué)氣相和物理氣相兩種合成法。氣相合成指直接利用氣體或者使用各種方法將物質(zhì)變?yōu)闅怏w，使其在氣體狀態(tài)下發(fā)生化學(xué)或物理反應(yīng)，最后經(jīng)冷卻過(guò)程而凝聚長(zhǎng)大制備成納米微粒n引。常規(guī)的一維無(wú)機(jī)納米材料基本都可利用氣相法得以合成。氣相法特點(diǎn)是反應(yīng)速度快，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，而且制造的納米粉體有純度高、分散性好、團(tuán)聚少、表面活性大，但反應(yīng)需要在高溫下瞬間完成，對(duì)反應(yīng)物、反應(yīng)設(shè)備、加熱方式等要求非常高n4

8、。1．2．4液相化學(xué)法制備一維納米材料液相法化學(xué)法主要經(jīng)歷氧化、還原、水解、重結(jié)晶等幾個(gè)過(guò)程，易得到獨(dú)立的、純的一維納米材料

9、。液相化學(xué)法主要分為溶劑熱法、氧化還原法、沉淀法、溶膠一凝膠法等。液相法化學(xué)法制備一維納米材料設(shè)備簡(jiǎn)單、可控性強(qiáng)、條件溫和、產(chǎn)品純度高，