1。2 PAA 纳米模板制备工艺

PAA 模板是通过模板法制备纳米材料的常用模板，PAA 模板一般是高纯度铝片使用阳极 氧化法在酸性电解液中制得的，使用不同类型的电解液能够制备出不同形貌和规格的 PAA 模 板。制备过程中，还有很多因素对 PAA 模板形貌有影响，如升压方式、温度范围、氧化时间 等。现阶段，制备 PAA 模板的方法已经很成熟，许多研究者将对 PAA 模板制备的研究重点 转移到了提高 PAA 模板的规整性以及制备效率上。下面根据查阅的文献，介绍一些制备 PAA 纳米模板常用的方法：

1。2。1 二次阳极氧化法

1995 年，Masuda 等[9]在 40 V 的条件下，在草酸浓度为 0。3 mol·L-1 的电解液中，恒压阳 极氧化 160 h，制备出了具有高度有序性的 PAA 膜。他们据此得出，延长阳极氧化的时间对 于提高 PAA 膜的有序性有显著的帮助，并且其有序区域的面积与氧化时间成正比关系。随后， 他们提出了“二次阳极氧化法”[10]，并进行了以下实验：将预处理后的铝片在浓度为 0。3 mol·L-1 的草酸电解液中进行 40 V 恒压阳极氧化 10 h；一次氧化后，将铝片浸泡在饱和 HgCl2 溶液中 以除去第一次阳极氧化生成的氧化膜；然后在同样的条件下，二次阳极氧化几分钟，得到了 有序性非常好的 PAA 模板。Li 等[11]在二次氧化法的基础上发展并进行工艺改进，也制备出了 有序性优异的 PAA 模板。

二次氧化法的一般过程是[12]：（1）将预处理后的铝片作为阳极插入相应的电解液中，在 一定的阳极氧化条件下进行一次阳极氧化。（2）氧化结束后将铝片浸泡在用特定的酸溶液混 合配制的脱模液中一段时间，以除去一次阳极氧化生成的氧化膜，同时在铝基体表面留下排 布均匀有序的半球形凹坑。（3）在与一次阳极氧化相同的条件下再次氧化，便会得到规整度 更高、有序性更好的 PAA 模板。图 1。1 是二次阳极氧化制备的 PAA 颜色编码扫描电子显微 镜（Scanning electron microscopy，SEM）图[13]，二次氧化法作为一种铝的温和阳极氧化方法， 氧化反应过程温和，电流密度较低，氧化膜生长速率较缓慢，其制备的 PAA 膜结构呈现为多 畴结构，随着阳极氧化时间的增加，无缺陷区域在几微米的范围内也随之增加。

图 1。1 二次阳极氧化制备的 PAA 颜色编码 SEM 图[13]

1。2。2 预先模压法

二次氧化法改善了制备得到的 PAA 模板的规整性，但是由于一次氧化后模板上出现的凹 坑以及经历了酸溶液脱模工序，使得模板还是存在着不少缺陷。2003 年，Masuda 等[14]根据 “酸性场致溶解”的多孔形成机制，提出了一种制备 PAA 模板的新方法：预先模压法。他们 先利用电子束光刻技术，制造出带有排列规整的微型钉针的 SiC 模具（模具上微型钉针之间论文网

的距离为纳米级别）；再使用此 SiC 模具预先在铝基体表面压出一系列微型凹坑；模压处理之 后，铝基体表面不再平整，使得“酸性场致溶解”效应从这些排列有序的凹坑中开始，从而 制备出高度有序的 PAA 模板。

预先模压法中，凹坑的孔径，孔间距，排列形状等很大程度上决定了阳极氧化得到的氧 化膜纳米孔洞的形状，孔径以及孔间距。已有相关实验通过预先模压正六角形和正方形排列 的凹坑，阳极氧化制备得到正六角形以及正方形排列的纳米孔洞[15,16]。

图 1。2 （a）正六角形[15]（b）正方形[16]阵列的 PAA 膜