经阳极氧化的氧化铝膜具有大小一致、排列有序、分布均匀的纳米级柱状孔洞,孔径4～200nm,孔密度达101 1个·cm -2,用此做模板,合成各种纳米结构材料不仅方法简单,能够得到不同尺寸范围的纳米管、纳米棒、纳米纤维、甚至毛刷状材料,而且在设计、创造和组装纳米结构材料过程中,人的主观意愿得到最大程度的实现——人们可以有目的的改变氧化铝膜参数和组装材料来控制组装体系的性能和结构。因此,自20世纪90年代日本学者Masuda在Science报道成功合成了有序纳米氧化铝模板以来,用氧化铝膜为模板组装纳米结构材料已成为纳米材料研究中的一大热点。制备出孔径可控、孔阵列高度有序的AAO薄膜是开展与其相关的纳米结构合成及物性研究的基础。本选题是结合我们实验室所做的二氧化钛纳米管光催化性能研究所需要的模板进行研究和讨论的。本文采用了二次阳极氧化的方法分别在草酸和硫酸溶液里成功地制备出孔径尺寸、孔深可调可控,孔排列高度有序的高质量的多孔氧化铝阵列模板,并成功完成了逆电剥离工作,将氧化铝膜与铝基体成功分离开来,得到大面积氧化铝膜,同时还用5wt%磷酸将氧化铝膜的阻挡层溶解,得到两面贯通的模板。摸索总结了实验条件下制备氧化铝阵列模板的最佳操作条件,优化了工艺参数。用透射电子显微镜观察分析了氧化铝阵列模板的结构形貌,初步探讨了其生长机理并讨论了各种影响因素对膜结构的作用;用X射线衍射仪分析了氧化膜的成分和形态,确定了在我们实验条件下制备的氧化膜是非晶态的;并且较为系统完整的研究分析了阳极氧化制备条件和二次阳极氧化等对所形成的氧化铝膜的影响。结果表明,多孔氧化铝膜是两层结构:外表层的多孔层和与之相接的阻挡层。其中,阻挡层是致密且无孔的,多孔层则含有高密度的纳米级孔洞阵列,这些孔洞相互平行、孔径大小基本一致、分布较为均匀。氧化电压是孔径和孔密度的主要影响因素;电解液浓度是孔形貌的主要影响因素;氧化时间和电流密度是膜厚的主要影响因素;提高电流密度可以加快膜的生成速度;不同的电解液对孔径也有影响,相同条件下,草酸溶液中生成的氧化膜的孔径大于硫酸溶液中生成的氧化膜的孔径。综上,氧化铝膜的膜参数(包括孔径、膜厚和有序度等)都受到电压、温度、时间和电解液浓度等多重因素的影响,在整个氧化过程中各个因素相互制约、相互协调。