[發(fā)明專利]制備多孔氧化鋁薄膜的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110235107.0
• 申請日: 2011-08-16
• 公開（公告）號(hào): CN102953107A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 智林杰;賈玉瑩;羅彬
• 申請（專利權(quán)）人: 國家納米科學(xué)中心
• 主分類號(hào): C25D11/04
• 分類號(hào): C25D11/04
• 代理公司: 北京潤平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 王浩然;王鳳桐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制備多孔氧化鋁薄膜的裝置及使用該裝置制備多孔氧化鋁薄膜的方法。

背景技術(shù)

高度有序的蜂窩狀結(jié)構(gòu)陽極氧化鋁模板(AAO?template)自1995年由Masuda等人發(fā)明(Science，1995，268，1466～1468)以來，廣泛應(yīng)用于納米材料的制備，通過以AAO為模板可以制備高度有序的金屬、半導(dǎo)體或者高分子納米線(納米管)，已有研究發(fā)現(xiàn)，如果以內(nèi)徑約30納米的多孔氧化鋁模板為基體，在其孔內(nèi)沉積上磁性金屬，則其記錄密度可比現(xiàn)今的硬盤提高50倍以上。Fan等人(Nature?Materials，2009，8，648-653)以AAO為模板制備了三維陣列式太陽能電池，由此大大提升了太陽能電池的短路電流，從而提高到了電池的效率，同時(shí)作者還提出大孔間距的AAO將會(huì)提高電池性能，然而目前商業(yè)上出售的氧化鋁模板的尺寸通常很小，這就使得其成本較高，同時(shí)不易于大面積制備納米材料，雖然目前也有大面積制備AAO的方法(尚杰，碩士學(xué)位論文，2007)，但是其制備的AAO孔間距較小，這就使得其在微型器件中的使用受到很大的限制，因此，制備大面積、大孔間距的AAO模板便成了急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提供一種新的制備多孔氧化鋁薄膜的裝置和方法。根據(jù)本發(fā)明的裝置以及方法能夠得到大面積大孔間距多孔氧化鋁薄膜。

本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，使用本發(fā)明的裝置，通過固定件將鋁片和模板固定在凹槽內(nèi)，使鋁片、模板與有機(jī)玻璃擋板緊密貼合，將該裝置放入酸性電解液中，使鋁片進(jìn)行電解，能夠得到大面積且大孔間距的多孔氧化鋁薄膜。

即本發(fā)明提供一種制備多孔氧化鋁薄膜的裝置，其中，該裝置包括：有機(jī)玻璃基板，該有機(jī)玻璃基板在相鄰的第一表面和第二表面的拐角處具有凹陷部，且所述有機(jī)玻璃基板具有與所述凹陷部相通的通孔；有機(jī)玻璃擋板，該有機(jī)玻璃擋板貼合在所述有機(jī)玻璃基板的所述第一表面上并在其中間具有通孔；模板，該模板具有至少一個(gè)貫穿該模板厚度方向的通孔且可活動(dòng)地位于所述凹槽內(nèi)；以及固定件，該固定件與通孔螺合，且在長度方向的長度要長于通孔的孔深度。

本發(fā)明還提供一種多孔氧化鋁薄膜的制備方法，該方法包括將鋁片依次進(jìn)行以下的步驟：一次陽極氧化步驟、腐蝕一次氧化膜步驟、二次陽極氧化步驟、剝離鋁基底步驟以及去阻擋層步驟，其特征在于，在所述一次陽極氧化以及二次陽極氧化步驟中，使用上述的裝置，通過固定件將鋁片和模板固定在凹槽內(nèi)，使鋁片、模板與有機(jī)玻璃擋板緊密貼合，將該裝置放入酸性電解液中，以石墨為陰極，所述鋁片為陽極進(jìn)行電解，所述電解在溫度為-20～0℃下進(jìn)行。

根據(jù)本發(fā)明的裝置以及方法，由于使用本發(fā)明的制備多孔氧化鋁薄膜的裝置與電解槽分離，因此可以很容易將電解槽中的電解液冷卻，防止電解液溫度過高，從而方便地實(shí)行在低溫的環(huán)境下氧化，并且可以有效的避免氧化面積增大導(dǎo)致的熱效應(yīng)過大，同時(shí)可以通過提高氧化電壓來調(diào)控多孔氧化鋁薄膜的孔徑、孔間距的大小，適用于大面積大孔間距多孔氧化鋁薄膜的制備。另外，由于模板上面的圖案可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，從而方便不同使用的需要。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的制備多孔氧化鋁薄膜的裝置的有機(jī)玻璃基板的正面立體圖；

圖2為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中的制備多孔氧化鋁薄膜的裝置在通孔11上的截面圖；

圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中的制備多孔氧化鋁薄膜的裝置在通孔11上的截面圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1中多孔氧化鋁的FESEM圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例2中多孔氧化鋁的FESEM圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例3中多孔氧化鋁的FESEM圖。

附圖標(biāo)記說明

1??????????有機(jī)玻璃基板

11?????????通孔

12?????????第一表面

13?????????第二表面

2??????????凹陷部

3??????????有機(jī)玻璃擋板

31?????????通孔

4??????????模板

41?????????通孔

5??????????固定件

6??????????有機(jī)玻璃墊板

7??????????密封墊

8??????????鋁片

具體實(shí)施方式