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1、大庆石油学院硕士学位论文模板组装纳米线的生长动力学研究姓名：林红岩申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：许涛20050310大庆石油学院顿士研究生学位沦文模板组装纳米线的生长动力学研究摘要本文酋先采用= 次阳极氧化高纯铝片的方法在草酸溶液中制备出纳米氧化铝模扳，通过透射电子显徽镜( T E M ) 、扫接电子虽徽壤( S E M ) 获x 射线套于羹孝仅等现代测试技术辩模板进行了表铥，结果表明我们制冬的氧化铝模扳具有有序的六边形结构；氧化铝薄膜为非晶结构；孔洞之间甄相不联通，垂直予氧化铝膜面；孔径分布窄；阻捎层氧化铝的底部由一个个弧形结构所组成，每个弧形结构对艨予宥矬层鬟诧铝巾毂一个膜麓。
2、研究讨沦7 裹夏鞭处理、毫援发澄度对i 0 有序性熬蟛嚷；电压、P H 值、扩孔时间及温度对模板尺寸的影响。并改进了氧化铝模板剥铝的方法，其具有剥铝效果好、翊辩少、容易襟作、环麓友好等优点。对有序孔的形戒梳理也进行了研究及探讨。然君在模板纳米砘内鸯流电沉积镶纳米线阵列，X R D 定性分 斤表明，纳米线在生长过程中有N i ( 2 2 0 ) 择优取肉，晶体 为蔺心立方结构。从纳米线阵列的偶M 圈可以看到，纳米线长短犬体一致，粗缁均匀，表观形状与模教豹拄鼯徽i l 穗嗣。控镁电流积翳闷霹娃靠l 寰不溜长度静镝求绫。最后对镰在缡米孔鑫爱藏活纯麓进行了实验测定，实验结果表明纳米孔径越小活化能越小，
3、即越有利于反应的进行，为研究纳米线成长机理奠定了巍好韵基础。关键谲阳极腐蚀；氧化锅模瑕：纳米线；电沉积；威应活化能姥! ! ! 垒曼!S t u d yo ft h eG r o w i n gK i n e t i c so fN a n o w i r e sD e p o s i t e di nT e m p l a t eA 8 S T & 整C 薯T w o s t e pp r e p a r a t i o nt e c h n o l o g yi su s e dt op r e p a r ea n o d i ea l u m i n u mo x i d e ( A
4、A o 、f i l m sb ya n o d i z i n gh i 砖l yp u r ea l u m i n u mf o i l si nH 2 C 2 0 4s o l u t i o nT h em o r p h o l o g i e sa n ds t r u c t u r e so f t h eo b t a i n e dA A Of i l m sa r ec h a r a c t e r i z e db yt r a n s m i s s i o ne l e c t r o nm i c r o s c o p e ( T E M ) ，s c a
5、n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p e ( S E M ) a n dxr a yd i f i r a c t i o n ( X R D ) R e s u l t ss h o wt h a tt h ef i l mh a so r d e rt i e x a g o n a ls t r u c t u r ea n dt h ef i l mi Sa m o r p h o u ss t r u c t u r e ；t h a tt h eh o l e sa l ep a r a l l e lt oe a c ho t h e
6、 ra n dv e r t i c a lt ot h es u r f a c eo f t h ef i l m ；t h a tt h ed i a m e t e r so ft h e p o r e s w h i c ha r e o n t h es c a l eo f n a n o m e t e rh a v en a r r o w d i s t r i b u t i o n ；t h a t t h eb o t t o mo f b a r r i e r A A O i sm a d e u p o f a r cs t r u c t u r ea n
7、de v e r y es t r u c t u r e c o r r e s p o n d s t o a c e l lo f p o r o u s A A O 。T h ee f f e c t s o fe x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n s o nq u a i l t ya n ds i z e o f o b t a i n e d A A O f i l m sa l ed i s c u s s e d A n e w t y p eo f a g e n t f o rs t r i p p i n ga l u m i
8、 n u mf r o mp o r o u sa n o d i ca l u m i n af i l m si sr e s e a r c h e db yt h em e t h o do f t h eo r t h o g o n a le x p e r i m e n t + T h i se x p e r i m e n t a lr e s u a ss h o wt h mi ti sc h a r a c t e r i z e db ys t a b l ec a p a b i l i 瓴l e s sp o l l u t i o n ，s i m p l e
9、 ro p e r a t i o na n dg o o de f f e c to f s 廿i p p i n ga l u m i n u m T h em e c h a n i s mo f t h ef o r m i n go f o r d e rp o r e si sa l s od i s c u s s e d 。T h e nd e p o s i tN n a n o w l r e 6a r r a yl nl l a n o h e l e so f A A Of i l m sb yd i r e c tc n t T e n td e p o s i t
10、i o n 。X R Ds h o w st h a td u r i n gt h eg r o w i n gp r o g r e s sN ip r e f e r st o ( 2 2 0 ) d i r e c t i o na n dt h a tN ic r y s t a li sc u b i cs t r u c t u r eT E Ms p e c t r ao fn a n o w i r e sa r r a ys h o wt h a tt h el e n g t ho f n a n o w i r e si su n i f o F f na n dt h
11、 a tt h es h a p eo fn a n o w i r e si st h es a m ew i t ht h a to f n a n o h o l e s 。T h el e n g t ho f n a n o w i r e se a nb ec h a n g e db yc h a n g i n gd e p o s i t i o nt i m e F i n a l l y , r e a c t i o na c t i v a t i o ne n e r g yo f N ig r o w i n gi nn a n o h o l e si sd e
12、 t e r m i n e db ye x p e r i m e n t a ld a t aR e s u l t ss h o wt h a tN ig r o w i n gi nt h es m a l l e rn a n o h o l e si sm u c he a s i e rt h a ni nt h eb i g g e rn a n o h o l e s 。K e y w o r da n o d i ce r o d e ；a n o d i ca l u m i n u mo x i d e ；n a n o w i m s ；e l e c t r i c
13、d e p o s i t i o n ；r e a c t i o na c t i v a t i o ne n e r g yH大庆石油学院硕士研究生学位论文第一章绪论1 1 罢l 畜充满啦机的2 1 世纪，咀知识经济为主旋律和推动力正在引缴一场新的工业革命，节省资源、合理毋l 惩辘源、净链生存环境是这场工篷萃念的孩心f l 】。纳米技本焱生产方式霸王终方式斡交摹孛正在发挥重要作用，它对社会发展、经济繁荣、国家安全和人类生活成最的提黼所产生的影响魁觅法估量的。2 0 0 0 年3 月，茭国政府推出了促进纳米技术繁荣的搬告，明确指出：启动纳米技术促进计划，关篆禹美国在2 l 整纪的竞争安力
14、。权藏专家预测，纳米技术与倍惑技术及垒物技术将或为2 l 键莼社会经济发展的3 大支柱，也是当今世界大国争夺的战略制商点。在富有挑战性的2 1 世纪前2 0 年，纳米技术产韭发展瓣水平决定羞一个嗣家在世界经济中的建位，瞧是我豳窭理第三个战略瓣撩，残必蠼爨先遴瀚家难得的机遇。从前瞻性和战略性的高度发展纳米技术产业，全方位向高技术芹口传统产业渗透和注入纳米技术是亥q 不褰缓的，是关系到我国在来来世界政治经济巍争格局中能否处下有利地位的关键阔箍。1 2 纳米材料概述1 2 1 纳米材料的定义与分类纳米材料在近十几年的研究中，领域迅速拓宽，内涵不断扩展。目前，普遍接受的定义为基本单元的颗粒或晶粒尺寸至
15、少在一维上小于1 0 0 n m ，且必须具有与常规材料截然不同的光、电、热、化学或力学性能的一类材料体系。纳米材料按其维数可以划分为( 1 ) 零维纳米结构，指空间三维尺度均在纳米尺度的结构体系，如纳米尺度颗粒、原子团簇、量子点等；( 2 ) 一维纳米结构，指在空间中有二维处于纳米尺度的结构体系，如纳米线、纳米棒、纳米管以及量子线；( 3 ) 二二维纳米结构，指在三维空间中有一维是纳米尺度的结构，如薄膜、分子束外延膜。这一领域涉及的新体系还包括碳纳米管及其填充体系、微孔和介孔( 包括凝胶和气凝胶) 体系、纳米丝有序阵列、粗糙度小于1 0 0 r i m 的表面等。1 2 2 纳米材料的基本特
16、性1 2 - a l传统的陶体物理学研究问题时，总有一个基本前提：固体中存在无限长周期性势场。当材料的尺寸减小至纳米量级时，这一前提不再成立。事实上，由于尺寸的减小，纳米材料表现出许多不同于常规块体材料的奇异性质。如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面与界面效应、宏观量子隧道效应、库仑堵塞与量子隧穿、介电限域效应等。( 1 ) 量子尺寸效应当粒子尺寸下降到某一值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象和纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级，能隙变宽的现象均称为量子尺寸效应。根据K u b o 理论，能级间距和颗粒直径有如下关系：6 ；! 生( 1 1 ) 3 式( 1 - 1 ) 中：8 为能级间距：E F 为费米能级；N 为颗粒中总的自由电子数；对于宏观物体，N 一一，6 0 ，能级连续；对于纳米颗粒，N 为有限值，6 具有一定的值，能级间距发生分裂。当能级间距大于热能、磁能、静电能、光子能量或超导态的凝聚能时，这就导致纳米颗粒的光、电、磁、热、催化等特性与宏观特性存在显著的不同。第一章绪谚(
