多孔氧化铝膜的制备与其应用分析

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1、目录3．2．3AAO膜透射成像光学实验结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．223．3本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．23第4章AAO模板制备金纳米线阵列研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯244．1引言⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．244．2样品制备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．244．3实验结果与讨论⋯⋯⋯．．．．⋯⋯．．⋯．⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．．264．3．1多孔氧化铝／金纳米线组装体光学透射行为⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯264．3．2金纳米线阵列上罗丹明6G的拉曼光谱测量与研究⋯⋯⋯⋯⋯304．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯．32第5章总结．．⋯⋯⋯⋯⋯．．．．⋯⋯⋯．⋯．⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯．33参考文献．．⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．34在读期间发表的学术论文及研究成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4l致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．42第1章绪论1．1纳米材料的定义自从20世纪80年代，德国科学家H．Gleitern3提出“纳米晶体材料”的概念，纳米科学技术正式走进了人们的视野，标志着人类文明从“毫米文明”、“微米文明”迈进认识客观世界的新层次：“纳米文明”。极其微小的物质世界(纳米世界)常用纳米作为表征单位，1纳米(n

3、m)即l米的十亿分之一长度。最初，纳米材料一般是指由纳米颗粒及由纳米颗粒构成的纳米薄膜、固体；而现在，纳米材料被广义地泛指在三维空间尺寸中至少有一维处于纳米量级(1-lOOnm)或由它们作为基本单元构成的材料瞳1，又称为超微颗粒材料。纳米材料的基本单元按照维数分为四类：零维：指空间三维尺寸都在纳米尺度，存在的材料如纳米尺度颗粒、原子团簇等；一维：指在空间有两维处于纳米尺度，存在的材料如纳米管、纳米纤维(丝或棒)盘蟹奇；二维：指在三维空间中有一维在纳米尺度，存在的材料如超晶格材料、超薄膜、多层膜等；三维：指在三维空间中含有上述纳米材料的块体，存在的

4、材料如纳米陶瓷等。伴随着纳米科学技术和制备技术的发展，大量纳米材料的复合体和具有纳米结构的材料应运而生，这些材料又被称为第五类和第六类纳米材料口1。纳米世界介于宏观世界、微观世界之间，因此又被称之为介观世界。纳米颗粒尺寸较小，其表面的原子占有相当大的比例，所以纳米材料具备着与宏观、微观物质不同的物理化学性质H。73：小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、介电限域效应阴1等。1994年纳米材料工程概念的正式提出，开拓了纳米科学及纳米材料制备研究的新领域。人们利用纳米材料特异的物理化学效应，并基于纳米材料的基础研究、制备工艺及设备

5、的发展，结合先进的纳米合成、添加技术，大大扩展了纳米材料在材料、催化、能源、环保、传感器、生物、医学、人工智能等颇多领域的应用前景陋1。1．2一维纳米材料的制备一维纳米材料主要包括纳米线、纳米棒、纳米管、纳米带等，是其他低维材料的基础，具备优异的物理、化学特性，在介观领域和纳米器件研究与应用方面有着重要第1章绪论的发展前景。一维纳米材料现今在纳米材料研究领域备受关注【9】，多年来有关一维纳米材料的制备方法的报道不断出现。1．2．1水热法制备一维纳米材料水热法n01：高压高温环境下，利用特殊装置使不溶或比较难溶的物质溶解或者反应，生成相应溶解产物，

6、并且达到一定过饱和度后进行结晶、生长。水热法由于设备简单、原料廉价、反应条件温和、能耗低、产率高、无污染，在纳米材料合成领域应用广泛。目前，水热法已成为特种凝聚态材料、功能材料及无机化合物等合成的重要途径。1．2．2溶剂法制备一维纳米材料溶剂法nu类似于水热法制备原理，不同的是将水热法中的水换成非水溶媒或有机溶剂，可以制备在水溶液中易水解、易氧化或对水敏感的材料。溶剂法主要用来制备各种碳纳米管、化学物纳米线等一维纳米材料。例如通过对溶剂、络合物的选择，并对生成的纳米材料的尺寸和形貌加以控制，成功地获得多种一维、准一维的非氧化物纳米材料n2l。1．

7、2．3气相法制备一维纳米材料气相法主要有化学气相和物理气相两种合成法。气相合成指直接利用气体或者使用各种方法将物质变为气体，使其在气体状态下发生化学或物理反应，最后经冷却过程而凝聚长大制备成纳米微粒n引。常规的一维无机纳米材料基本都可利用气相法得以合成。气相法特点是反应速度快，能实现连续化生产，而且制造的纳米粉体有纯度高、分散性好、团聚少、表面活性大，但反应需要在高温下瞬间完成，对反应物、反应设备、加热方式等要求非常高n4

8、。1．2．4液相化学法制备一维纳米材料液相法化学法主要经历氧化、还原、水解、重结晶等几个过程，易得到独立的、纯的一维纳米材料

9、。液相化学法主要分为溶剂热法、氧化还原法、沉淀法、溶胶一凝胶法等。液相法化学法制备一维纳米材料设备简单、可控性强、条件温和、产品纯度高，