基于氧化铝模板可控生长的一维磁性纳米结构的制备与研究

发布时间：2018-01-24 14:46

  本文关键词： 多孔氧化铝模板 孔径 孔间距 一维磁性纳米结构　出处：《山西师范大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着纳米科学技术的发展,一维磁性纳米材料由于结构的特殊性从而有很多新奇的物理性能,在诸如高密度磁存储、光学设备,电子软件,光学,催化以及纳米传感等很多领域都有很好的应用前景,因此备受研究者关注。多孔氧化铝膜由于孔洞排列高度有序,参数容易调控,加上制备工艺简单,易于工业化生产等,成为制备一维纳米材料的常用模板之一。本文首先针对不同参数的氧化铝膜进行各有侧重的研究和分析,并在此基础上研究一维磁性纳米材料的性能与结构的关系。1小孔径模板方面,主要研究单一酸中加入酒精后对氧化铝膜参数的影响,尤其是生长速率的变化。2对于具有较大孔间距的氧化铝膜,主要是通过柠檬酸和草酸的混合酸制备了在一定范围内连续可调的较大孔间距的氧化铝模板,并借助于氧化电流分析了连续可调的内在机制。3采用电化学沉积的方法在具有较小孔径的氧化铝模板中制备了一维磁性金属纳米材料,研究了其结构对磁学性能的决定作用。4利用较大孔径氧化铝模板制备镍纳米线和纳米管,并分析探讨了制备纳米线和纳米管的关键因素。主要研究内容如下:(1)研究硫酸中加入酒精后自组装电压和氧化铝膜生长速率的变化。酒精的加入会提高自组装电压的范围,而少量酒精的加入会大大提高氧化铝膜的生长速率,酒精含量过多时生长速率反而下降。与硫酸中加入少量酒精会提高氧化铝膜的生长速率不同的是,草酸中加入酒精后会直接降低氧化铝膜的生长速率。这与酒精与草酸的酯化反应降低了溶液中的草酸浓度有关。(2)在柠檬酸和草酸的混合溶液中制备了较大孔间距的氧化铝膜,且孔间距在一定范围内连续可调。柠檬酸比例增加时,自组装电压和孔间距会相应变大。并通过对氧化电流的分析找到孔间距连续可调的原因,即自组装氧化电压的范围取决于电解液的有效电离常数。当混合溶液中比例发生变化时有效电离常数会相应改变,自组装氧化电压和孔间距也会相应变化。而柠檬酸和草酸之间可任意混合,从而实现孔间距的连续可调性。(3)在制备各种不同孔径和孔间距的氧化铝模板的基础上,采用电化学沉积的方式,首先在较小孔径的氧化铝模板中制备了一维磁性金属纳米阵列,并各有侧重的研究了磁学性能。即Fe纳米线的磁学性能与直径的关系,Ni纳米链和纳米线的磁学性能与结构的关系以及不同沉积液温度对Co纳米线结构从而对磁学性能的影响。(4)而后研究了较大数值的相同外径的Ni纳米线和纳米管的磁各向异性与结构的关系,以及制备不同纳米结构的关键实验条件。在较大孔径氧化铝模板中制备的Ni纳米线易磁化轴沿线轴方向,而纳米管易磁化轴垂直于线轴方向。在氧化铝模板结合电化学沉积制备纳米线或纳米管时电流密度起着关键作用。电流密度较小时易长成纳米管,较大时易生长成纳米线,在中间时有可能是纳米线和纳米管并存,或者先生长成纳米管再生长成纳米线。产物结构是线还是管取决于模板孔洞存在的吸附能和电场能之间的竞争。
[Abstract]:A one - dimensional magnetic metal nano - material has been studied and analyzed by means of electrochemical deposition , which can improve the growth rate of alumina film . ( 4 ) The relationship between the magnetic anisotropy and the structure of Ni nanowires and nanotubes with the same outer diameter is studied . The key experimental conditions for the preparation of different nano - structures are discussed .

【学位授予单位】：山西师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1;TQ133.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 于翠艳,鄢宏,陈蓉娜;氧化铝模板的制备方法及特征[J];物理测试;2004年05期

2 汤宏伟;王蒋亮;常照荣;苗旺;孙东;;高质量氧化铝模板的制备及其研究[J];表面技术;2007年01期

3 杨咏东;李剑平;张骏;;氧化铝模板二步法制备工艺的改进[J];机械工程材料;2007年04期

4 范胜华;李海涛;刘力虎;李耀鹏;孙会元;;氧化铝模板的制备及表征[J];河北师范大学学报(自然科学版);2008年06期

5 敖昕;戴金辉;时磊艳;徐楠;;超薄氧化铝模板的制备及应用[J];功能材料;2011年S1期

6 洪建明,杨绍光,于冬亮,朱浩,都有为;纳米孔洞氧化铝模板的电镜观测[J];电子显微学报;2000年04期

7 邢茹;鲁毅;赵建军;;氧化铝模板的制备方法[J];阴山学刊(自然科学版);2008年03期

8 朱小虎;;氧化铝模板的制备[J];福建建筑;2008年10期

9 杨宁;陈永坤;王剑华;郭玉忠;;阳极氧化工艺制备氧化铝模板[J];材料科学与工艺;2009年03期

10 徐大印;杨咏东;何志巍;李剑平;吴现成;;沉积在氧化铝模板上的纳米SiC的结构和发光性质研究[J];烟台大学学报(自然科学与工程版);2013年02期

相关会议论文 前10条

1 崔接武;吴玉程;郑红梅;王岩;洪雨;秦永强;舒霞;郑玉春;黄新民;;第一次氧化时间及扩孔方式对氧化铝模板的影响[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第7分册）[C];2010年

2 朱小虎;;氧化铝模板的制备[A];聚羧酸系高性能减水剂及其应用技术研讨会论文集[C];2008年

3 洪建明;杨绍光;于冬亮;朱浩;都有为;;纳米孔洞氧化铝模板的电镜观测[A];第十一次全国电子显微学会议论文集[C];2000年

4 洪羽;毛忠泉;陈弟虎;;基于氧化铝模板表面上的钴反点阵薄膜的制备、表征及模拟[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集（3）[C];2007年

5 韩凤梅;彭必先;陈丽娟;;氧化铝模板的制备及在碳纳米管制备中的应用[A];全面建设小康社会：中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集（上）[C];2003年

6 赵坚;高泉涌;杨勇;;碳纳米管的氧化铝模板法合成及其电化学研究[A];第一届全国纳米技术与应用学术会议论文集[C];2000年

7 常明;张俊喜;陆启飞;燕友果;张立德;;氧化铝模板中合成聚苯胺纳米管阵列及其机理研究[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年

8 常明;张俊喜;陆启飞;燕友果;张立德;;氧化铝模板中合成聚苯胺纳米管阵列及其机理研究[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年

9 范丽霞;郭东来;任峰;付强;蒋昌忠;;EBSD研究衬底晶界对氧化铝模板纳米孔洞有序性影响[A];第二届全国背散射电子衍射（EBSD）技术及其应用学术会议暨第六届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2007年

10 周琴;江志裕;;纳米结构铅管的制备及其表征[A];2005年上海市电镀与表面精饰学术年会论文集[C];2005年

相关博士学位论文 前6条

1 秦秀芳;基于氧化铝模板可控生长的一维磁性纳米结构的制备与研究[D];山西师范大学;2016年

2 杨阳;基于硅基多孔氧化铝模板的硅基纳米发光材料和结构的研究[D];南京大学;2002年

3 于开录;模板法合成一维纳米管阵列[D];天津大学;2004年

4 李rc;氧化铝模板自还原法制备金属及合金纳米线的表征与应用[D];中国科学技术大学;2013年

5 谢成根;纳米结构TNT分子印记探针及其仿生敏感性能研究[D];安徽大学;2007年

6 白鹏;介孔氧化铝合成新方法及其在功能材料合成中的扩展应用[D];中国石油大学;2007年

相关硕士学位论文 前10条

1 解波雨;基于氧化铝模板的一维纳米结构的构筑与表征[D];浙江大学;2007年

2 骆志远;无阻挡层氧化铝模板的制备及应用[D];复旦大学;2012年

3 王利娜;制备条件对氧化铝模板有序性的影响[D];首都师范大学;2008年

4 陈旭;氧化铝模板法一维纳米功能材料的制备与形成机理分析[D];太原理工大学;2010年

5 刘恒君;氧化铝模板法电沉积制备一维金属纳米材料[D];北京化工大学;2008年

6 陆晓晶;氧化铝模板法制备一维无机纳米材料[D];安徽师范大学;2005年

7 梁永峰;基于表面增强拉曼光谱技术的基底设计与测试[D];中北大学;2011年

8 曹幼鸣;纳米氧化铝模板的制备与表征[D];长春理工大学;2004年

9 李祥子;氧化铝模板法制备一维功能纳米材料[D];安徽师范大学;2007年

10 李宁;模板法制备纳米线阵列的研究[D];西安建筑科技大学;2008年

，

本文编号：1460296