一种多孔阳极氧化铝模板的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多孔阳极氧化铝模板的制备方法，包括以下步骤：步骤10，在铝材料结构体的一面上密封设有导电部形成密封面，另一面暴露形成暴露面；步骤20，将步骤10处理后的铝材料结构体放入电解液中，并将导电部与阳极连接，对铝材料结构体进行阳极氧化，从暴露面氧化，直至铝材料结构体被完全氧化；步骤30，将多孔阳极氧化铝模板与导电部分离，得到无铝基底的多孔阳极氧化铝模板。通过本发明专利技术的制备方法制备多孔阳极氧化铝模板，由于导电层将铝材料结构体的一面密封，防止电解液进入铝材料结构体和导电层之间，并确保可稳定向铝材料结构体输送电流，铝材料结构体被完全氧化，制得有多孔阳极氧化铝模板没有铝基底，不需要剥离。

Preparation of porous anodic alumina template

【技术实现步骤摘要】
一种多孔阳极氧化铝模板的制备方法
本专利技术涉及氧化铝模板制备
，尤其涉及一种多孔阳极氧化铝模板的制备方法。
技术介绍
多孔阳极氧化铝模板具有独特有序多孔结构，孔径均一、孔密度高、孔道彼此平行且与铝基座垂直，是合成各种规则纳米材料的优选。目前，制备多孔阳极氧化铝模板有方法有多种，其中，最广泛方法是电化学氧化-阳极氧化方法，具体的，其以高纯度铝的铝片作为正极(阳极)，铂电极作为负极(阴极)；将两个电极置于电解液中，然后通一定的电压，进行电化学反应，但电化学反应完成后电化学氧化-阳极氧化方法制得的多孔阳极氧化铝模板的形貌如图1所示，形成带有铝基底5的多孔阳极氧化铝模板，需要去除铝基底5。现有技术中，通常使用含重金属离子的溶液去除铝基底；例如用氯化铜、饱和氯化汞、四氯化锡或二氯化铜等溶液去除铝基底，得到无铝基底的多孔阳极氧化铝模板。但存在反应时间长且不易去除干净，在多孔氧化铝模板上易残留金属铝，铝基底易残留以及需要使用重金属离子等弊端；而且，多孔阳极氧化铝模板的孔道内也易沾染上重金属离子，在清洗多孔阳极氧化铝模板的废液里即含有铝离子又含有重金属离子，给分离和后处理带来困难。另外，现有技术中还可以使用浓酸的方法分离铝基底；例如使用乙醇/浓盐酸混合溶液或者采用浓硫酸再氧化阳极氧化铝膜并配合CrO3和H3PO4刻蚀液，尽管较易去除铝基底，但均需要使用危险性化工原料-浓酸，对设备要求较高，不易操作，且浓酸属于易制毒使其获取受到一定限制，也存在安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的至少一个缺点，提供一种免于剥离铝基底的多孔阳极氧化铝模板的制备方法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种多孔阳极氧化铝模板的制备方法，包括以下步骤：步骤10，在铝材料结构体的一面上密封设有导电部，所述铝材料结构体设有所述导电部的一面形成密封面，另一面暴露形成暴露面；步骤20，将所述步骤10处理后的所述铝材料结构体放入电解液中，并将所述导电部与阳极连接，对所述铝材料结构体进行阳极氧化，从所述暴露面氧化，直至所述铝材料结构体被完全氧化；步骤30，将所述多孔阳极氧化铝模板与所述导电部分离，得到无铝基底的多孔阳极氧化铝模板。本专利技术的有益效果是：通过本专利技术的多孔阳极氧化铝模板的制备方法制备多孔阳极氧化铝模板，由于导电层将铝材料结构体的一面密封，防止电解液进入铝材料结构体和导电层之间，在对所述铝材料结构体进行阳极氧化过程中，导电层可稳定向铝材料结构体输送电流，确保铝材料结构体导电均匀，并从所述暴露面氧化，直至所述铝材料结构体被完全氧化，从而可以获得没有铝基底的多孔阳极氧化铝模板，因此，不需要剥离铝基底，可以省去剥离铝基底所带来的不便，简化多孔阳极氧化铝模板生产步骤、并提高生产效率，减省人力物力。另外，在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进，还可以具有如下附加技术特征。进一步，本实施例的一种多孔阳极氧化铝模板的制备方法，在所述步骤10之前，还包括步骤05，对所述铝材料结构体进行抛光、退火处理；通过对铝材料结构体进行退火处理，消除铝材料结构体表面的机械应力，提高铝材料结构体的性能，从而便于提高生成的多孔阳极氧化铝模板的品质。进一步，在所述步骤20与所述步骤30之间，还包括步骤25，对所述步骤20形成的所述多孔阳极氧化铝模板进行清洗，干燥；本实施例通过对多孔阳极氧化铝模板进行清洗，去除多孔阳极氧化铝模板上的杂质组分，对多孔阳极氧化铝模板上进行干燥处理，增加多孔阳极氧化铝模板的强度，便于将将多孔阳极氧化铝模板与所述导电层分离。进一步，所述步骤20中的两次阳极氧化，依次为完成第一次阳极氧化、去除第一次阳极氧化形成的氧化层及进行第二次阳极氧化；先通过第一次阳极氧化得到氧化铝模板，再将得到氧化铝模板清洗后，基底表面留下规则排列的凹形痕迹，再进行第二次阳极氧化，制得高度有序的多孔阳极氧化铝模板。进一步，所述导电部为导电层，所述导电层由石墨纸、石墨烯、金箔中的任意一种或几种紧密贴合在所述铝材料结构体上形成；或由炭黑、导电墨水、导电胶中的任意一种或几种涂履在所述铝材料结构体上形成；确保导电层将铝材料结构体的一面密封，防止电解液进入铝材料结构体和导电层之间，在对所述铝材料结构体进行阳极氧化过程中，导电层可稳定向铝材料结构体输送电流，确保铝材料结构体导电均匀，便于为铝材料结构体被完全氧化。进一步，所述铝材料结构体的材质为高纯铝；提高生成的多孔阳极氧化铝模板的品质。附图说明图1为现有的电化学氧化-阳极氧化方法制得的多孔阳极氧化铝模板的放大后的形貌示意图；图2为本专利技术实施例的多孔阳极氧化铝模板的制备方法的流程图；图3为本专利技术实施例一的铝材料结构体连接在电解池装置中的示意图；图4为本专利技术实施例二的铝材料结构体连接在电解池装置中的示意图；图5为本专利技术实施例三的铝材料结构体连接在电解池装置中的示意图；图6为本专利技术实施例一制得的多孔阳极氧化铝模板放大后的的形貌示意图；图7为本专利技术实施例四的制得的多孔阳极氧化铝模板放大后的的形貌示意图；附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、阳极导电片，2、阴极导电片，3、铝材料结构体，5、铝基底，30、铝片，40、导电层，41、导电体。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。实施例一：本实施例提供的一种多孔阳极氧化铝模板的制备方法，如图2所示，包括以下步骤：步骤10，在铝材料结构体的一面上密封设有导电部，所述铝材料结构体设有所述导电部的一面形成密封面，另一面暴露形成暴露面；步骤20，将所述步骤10处理后的所述铝材料结构体放入电解液中，并将所述导电部与阳极连接，对所述铝材料结构体进行阳极氧化，从所述暴露面氧化，直至所述铝材料结构体被完全氧化；步骤30，将所述多孔阳极氧化铝模板与所述导电部分离，得到无铝基底的多孔阳极氧化铝模板。具体的，本实施例中的铝材料结构体为片状结构，在本实施例的所述步骤10之前，还包括步骤05，对所述铝材料结构体进行抛光、退火处理。具体的，本实施例对铝材料结构体3经过抛光处理，具体为电化学抛光处理，具体的操作为：依次向200ml烧杯中加入总量为150ml的高氯酸和乙醇的混合液，其中高氯酸与乙醇体积比1:4，接着将混合液磁力搅拌20min，使其混合更加均匀；再以直流稳压稳流电源为工作电源，铝片作为阳极连接电源正极，铂片、铝片或石墨等导电体作为阴极连接电源负极，阳极和阴极的间距为3.5cm，本实验水浴温度恒定为6℃，氧化电位设定在25V，电化学抛光处理时间为3min。具体的，本实施例通过对铝材料结构体进行退火处理，消除铝材料结构体表面的机械应力，提高铝材料结构体的性能，从而便于提高生成的多孔阳极氧化铝模板的品质；本实施例的所述铝材料结构体3的材质为高纯铝，纯度为99.5％，先将厚度为220μm的铝材料结构体切割成20mm×20mm的规则矩形小片，退火处理的温度为510℃，退火处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔阳极氧化铝模板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤10，在铝材料结构体的一面上密封设有导电部，所述铝材料结构体设有所述导电部的一面形成密封面，另一面暴露形成暴露面；步骤20，将所述步骤10处理后的所述铝材料结构体放入电解液中，并将所述导电部与阳极连接，对所述铝材料结构体进行阳极氧化，从所述暴露面氧化，直至所述铝材料结构体被完全氧化；步骤30，将所述多孔阳极氧化铝模板与所述导电部分离，得到无铝基底的多孔阳极氧化铝模板。

【技术特征摘要】
1.一种多孔阳极氧化铝模板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤10，在铝材料结构体的一面上密封设有导电部，所述铝材料结构体设有所述导电部的一面形成密封面，另一面暴露形成暴露面；步骤20，将所述步骤10处理后的所述铝材料结构体放入电解液中，并将所述导电部与阳极连接，对所述铝材料结构体进行阳极氧化，从所述暴露面氧化，直至所述铝材料结构体被完全氧化；步骤30，将所述多孔阳极氧化铝模板与所述导电部分离，得到无铝基底的多孔阳极氧化铝模板。2.根据权利要求1所述的一种多孔阳极氧化铝模板的制备方法，其特征在于，在所述步骤10之前，还包括步骤：步骤05，对所述铝材料结构体进行抛光、退火处理。3.根据权利要求1所述的一种多孔阳极氧化铝模板的制备方法，其特征在于，在所述步骤20与所述步骤30之间，还包括步骤：步骤25，对所述步骤20形成的所述多孔阳极氧化铝模板进行清洗，干燥。4.根据权利要求1所述的一种多孔阳极氧化铝模板的制备方法，其特征在于，所述步骤20中的阳极氧化包括两次阳极氧化，依次为完成第一次阳极氧化、去除第一次阳极氧化形成的氧化层及进行第二次阳极氧化。5.根据权利要求1所述的一种多孔阳极氧化铝模板的制备方法，其特征在于，所述导电部为导电层，所述导电层...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏菘，张晓艳，
申请(专利权)人：铜仁学院，
类型：发明
国别省市：贵州,52