模板法则指的是使用有纳米孔径结构的模板来制造纳米多孔材料的方法,常用的模板有聚碳酸酯(PC)模板、阳极氧化铝模板(AAO)等。其中AAO模板是根据铝在酸性的介质中进行阳极氧化而自发生成的自组织效应来制备纳米多孔材料,在该过程中氧化的氧化铝会形成六角型的多孔结构,这些多孔结构的尺寸一般为几十纳米,分布比较均匀,采用合适的工艺即可得到有序的纳米多孔结构。而PC模板法则采用了蚀刻的方法,首先在聚碳酸酯上得到均匀分散的微型孔,再以这些微型孔为模板来制造纳米多孔材料。这些使用模板得到的纳米多孔结构操作较为简单,对孔径的尺寸也有较强的可控性,但模板的制作没有办法大批量进行,前期准备工作较为复杂。

去合金化法即选择性腐蚀法,是在电化学腐蚀或者化学腐蚀的过程中,根据不同的元素在溶液中溶解程度或速度的不同来有选择性的去除某种元素的方法。随着腐蚀的加深,被去除的元素逐渐减少,被腐蚀的区域不断扩大,并向样品内部延伸,形成有一定尺寸的孔径,因而得到了纳米多孔结构。去合金化法操作简单,且对孔径的形貌有较强的可控性,这一系列的优点都引起了国内外研究人员的注意,开拓了在制造纳米多孔材料领域的新维度。

斜入射沉积法指的是以PVC(物理气相沉积)的原理为基础,通过倾斜基片到一定的角度,控制入射的方向和基片倾斜的法线方向呈一定的角度,再加上基片不同的旋转方式,就可以得到各向异性的纳米多孔薄膜,这样的方式较为颠覆传统,从而使得薄膜的性能发生非常大的变化。用斜入射沉积法得到的纳米多孔材料在光学效应有着独特优良的性能,如双折射效应等,因此拥有广阔的光学领域应用前景。

1。2  去合金化法制备纳米多孔材料

1。2。1  去合金化制备法

去合金法就是在合金中进行选择性溶解某一成分的方法。去合金法有着非常悠久的历史,最早,在印加文明石器,人们就通过一种“腐蚀镀金法” ,即溶解铜金合金表面的铜来获得具有纯金表面的工艺品。而在欧洲,从中世纪开始,工匠们开始使用并发展这样的方法。而20世纪中, 去合金化得现象作为一种涉及腐蚀的行为在腐蚀机理中被研究。

然而,去合金化过程中所形成的金属得骨架结构则一直被研究者们忽视。直到Erlebacher等2001年首次对金银合金用硝酸进行去合金化之后,制得了700nm的厚度、10nm的孔径尺寸的纳米多孔金,并且发现了它在传感器以及生物医用材料方面的巨大潜在应用,而且在Nature杂志上发表文章报道后,才让去合金化法开始受到人们的重视,同时,这一成就和发现也开拓了多孔材料新的应用领域,并成为制备纳米多孔材料的一种重要方法。从此以后,众多研究者开始集中的研究纳米多孔金的去合金化机理、对纳米孔隙的影响因素,还有如何制备出其他纳米多孔金属,尤其是制备纳米多孔铜及铜合金。文献综述

1。2。2  去合金化机理的研究进展

1。2。3  去合金化制备法的优势

与其他方法相比,去合金化制备法操作方便,成本低,可行性强,前期准备工作简单。研究发现,通过控制前驱体的去合金化温度、去合金化时间、溶液浓度等变量因素,可以有效的调控孔径尺寸和韧带尺寸。同时,制备出的纳米多孔材料还拥有极佳的力学性能和较好的化学和物理性能。在拥有一般纳米多孔材料的优点如比表面积大,屈服强度高等以外,还表现出如导电性能佳,表面增强拉曼散射性能提高等优良特性。

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