多孔氧化铝模板法可控构筑基于碳管的纳米结构

• 作 者: 赵相龙
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2010年期

多孔阳极氧化铝(AAO)模板,具有孔径、孔形貌和厚度均可控的优点,因此是可控合成碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)、金属纳米线(metalnanowires,MNWs)和纳米异质结等纳米结构的理想工具。本文利用AAO模板,合成了颜色可以精确调节的CNTs@AAO复合薄膜(即孔内填充有CNTs的AAO薄膜)、由CNTs和MNWs线性联结而成的复杂异质纳米结构以及三种具有不同形貌的碳纳米容器,拓展了AAO模板在纳米结构制备中的应用范围。本文的主要内容和创新点如下:　　
(1)在CNTs生长之前,采用磷酸各向同性腐蚀的方法减小模板厚度、增大模板孔的直径,实现了对CNTs@AAO复合薄膜颜色的精确调节。对复合薄膜进一步的等离子体清洗后发现,孔径较大的CNTs@AAO复合薄膜的颜色可以随水的浸入而发生明显的改变。此外,通过对同一片AAO模板上的不同区域进行不同时间的磷酸腐蚀,获得了带有图案的CNTs@AAO复合薄膜,即复合薄膜的每一个区域都可以显示独特的颜色。　　
(2)以具有Y形貌分支孔的AAO为模板,采用先往模板的分支孔内沉积MNWs,再对MNWs进行部分腐蚀,最后在MNWs两端生长CNTs的方法,制备了Y形貌CNT(Y-CNT)与两个MNWs、两个CNTs依次线性联结组成的Y-CNT/2MNWs/2CNTs异质结构。　　
(3)通过合理选择AAO模板的制备条件来设计模板的孔形貌,然后在模板孔内生长CNTs,获得了锥形的碳纳米试管、碳纳米瓶和碳纳米滴管等三种尺寸可调的特殊形貌碳纳米容器。