一种阳极氧化铝膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种阳极氧化铝膜及其制备方法和应用。本发明专利技术的阳极氧化铝膜的制备方法包括以下步骤：将硝酸

【技术实现步骤摘要】
一种阳极氧化铝膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及氧化铝膜材料
，具体涉及一种阳极氧化铝膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]铝在电解液中进行阳极氧化可以形成两种不同类型的阳极氧化铝膜：阻挡型阳极氧化铝膜和多孔型阳极氧化铝膜。阻挡型阳极氧化铝膜通常是在偏中性的电解液中形成，具有致密无孔、机械强度高、耐腐蚀性好等特点，是一种耐磨、耐腐蚀的绝缘材料，在航空、建筑、电子等众多领域得到了广泛应用。多孔型阳极氧化铝膜具有类蜂巢结构，由六边形结构单元密堆积排列而成，每个结构单元包含一个圆形孔洞，表面开孔，与铝基相连的背面为致密而厚度较薄的阻挡层。多孔型阳极氧化铝膜通常具有规则的纳米孔洞阵列，其孔洞尺寸可调，膜厚度可控，可以作为模板材料来合成各种功能性纳米材料，其本身也可以作为功能材料应用于过滤、传感器、催化载体等众多领域。
[0003]然而，无论是阻挡型阳极氧化铝膜，还是多孔型阳极氧化铝膜，在实际使用过程中均存在明显的局限性。阻挡型阳极氧化铝膜的机械强度高，且耐磨耐腐蚀，但由于其本身无孔洞，比表面积较小，难以作为催化载体或功能性材料使用。多孔型阳极氧化铝膜的比表面积较大，且具有均匀的孔洞结构，但化学稳定性较差、机械强度较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种阳极氧化铝膜及其制备方法和应用。
[0005]本专利技术所采取的技术方案是：
[0006]一种阳极氧化铝膜的制备方法包括以下步骤：将硝酸
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乙醇
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水混合溶液作为电解液，铝片作为阳极，进行阳极氧化，即得阳极氧化铝膜。
[0007]优选的，一种阳极氧化铝膜的制备方法包括以下步骤：将硝酸
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乙醇
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水混合溶液作为电解液，进行过电化学抛光的铝片作为阳极，进行阳极氧化，再将进行过阳极氧化的铝片放入氯化铜水溶液中进行浸泡，即得阳极氧化铝膜。
[0008]进一步优选的，一种阳极氧化铝膜的制备方法包括以下步骤：
[0009]1)将铝片作为阳极，石墨板作为阴极，在高氯酸和乙醇混合溶液中进行恒定电压电化学抛光，得到进行过电化学抛光的铝片；
[0010]2)将进行过电化学抛光的铝片作为阳极，石墨板作为阴极，硝酸
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乙醇
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水混合溶液作为电解液，进行阳极氧化，再将进行过阳极氧化的铝片放入饱和氯化铜水溶液中进行浸泡，即得阳极氧化铝膜。
[0011]优选的，所述铝片的纯度≥99.99％。
[0012]优选的，所述铝片用无水乙醇和去离子水进行过清洗。
[0013]优选的，所述硝酸
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乙醇
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水混合溶液由浓度0.25mol/L～0.35mol/L的硝酸水溶液和乙醇按照体积比0.20:1～0.25:1混合制成。硝酸
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乙醇
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水混合溶液作为电解液制备的阳
极氧化铝膜兼具阻挡型阳极氧化铝膜和多孔型阳极氧化铝膜的结构特点，而常用的草酸、硫酸以及磷酸电解液体系均无法达到该效果。
[0014]优选的，所述阳极氧化的过程为：控制升压速度为0.1V/s～0.5V/s进行线性升压将阳极氧化电压从0升至400V～600V，再恒定电压30min～60min。通过缓慢的线性升压来施加阳极氧化电压，配合使用低温硝酸
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乙醇
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水混合电解液可以在较高阳极氧化电压下进行铝的阳极氧化而不出现阳极氧化膜的燃烧或击穿现象。
[0015]优选的，所述阳极氧化在
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15℃～
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20℃下进行。
[0016]优选的，步骤1)所述高氯酸、乙醇的体积比为0.3:1～0.5:1。
[0017]优选的，步骤1)所述高氯酸和乙醇混合溶液的温度为0℃～5℃。
[0018]优选的，步骤1)所述恒定电压电化学抛光的电压为18V～20V，抛光时间为5min～8min。
[0019]优选的，步骤2)所述浸泡在室温(15℃～30℃)下进行。
[0020]优选的，步骤2)所述浸泡的时间为20min～40min。
[0021]本专利技术的有益效果是：本专利技术的阳极氧化铝膜兼具阻挡型阳极氧化铝膜和多孔型阳极氧化铝膜两者的优点，且其制备操作方便、工艺简单、可靠性好、重复性好，可以用于覆铜导电陶瓷基板、负载型催化剂等领域。
[0022]具体来说：
[0023]1)本专利技术以硝酸
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乙醇
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水混合溶液作为电解液来进行阳极氧化，得到兼具阻挡型阳极氧化铝膜和多孔型阳极氧化铝膜两者结构特点的阳极氧化铝膜；
[0024]2)本专利技术经过一次阳极氧化过程即可得到兼具阻挡型阳极氧化铝膜和多孔型阳极氧化铝膜两者性能优点的阳极氧化铝膜，具有操作方便、工艺简单、可靠性好、重复性好等优点；
[0025]3)本专利技术通过调节阳极氧化条件，可以对阳极氧化铝膜中多孔层的厚度和阻挡层的厚度进行灵活调节；
[0026]4)本专利技术的阳极氧化铝膜用于制备覆铜导电陶瓷基板时，由于其一个表面具有纳米多孔结构，有利于增加铜导电层与阳极氧化铝层的结合强度，而另一表面为较厚的致密氧化铝结构，可以保证足够的绝缘性，有效避免电击穿现象；
[0027]5)本专利技术的阳极氧化铝膜用于制备负载型催化剂时，由于其一个表面具有纳米多孔结构，可以负载各种催化剂粒子，而另一表面为较厚的致密氧化铝结构，可以在阳极氧化膜整体较薄的情况下仍然维持足够高的机械强度和自支撑性。
附图说明
[0028]图1为多孔型阳极氧化铝膜、阻挡型阳极氧化铝膜和实施例1的阳极氧化铝膜的结构示意图和断面的SEM图。
[0029]图2为实施例1的阳极氧化铝膜表面的SEM图。
[0030]图3为实施例1的阳极氧化铝膜断面和背面的SEM图。
[0031]图4为实施例2的阳极氧化铝膜断面的SEM图。
[0032]图5为实施例3的阳极氧化铝膜断面的SEM图。
[0033]图6为实施例4的阳极氧化铝膜断面的SEM图。
具体实施方式
[0034]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的解释和说明。
[0035]实施例1：
[0036]一种阳极氧化铝膜，其制备方法包括以下步骤：
[0037]1)将纯度≥99.99％的铝片依次用无水乙醇和去离子水进行清洗，再将铝片作为阳极，石墨板作为阴极，在0℃的高氯酸和无水乙醇混合溶液(由质量分数为71％的高氯酸和无水乙醇按照体积比0.3:1混合制成)中进行恒定电压电化学抛光，电压为18V，抛光时间8min，得到进行过电化学抛光的铝片；
[0038]2)将进行过电化学抛光的铝片作为阳极，石墨板作为阴极，
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15℃的硝酸
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乙醇
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水混合溶液(由浓度为0.35mol/L的硝酸水溶液和无水乙醇按照体积比0.2:1混合制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阳极氧化铝膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将硝酸
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乙醇
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水混合溶液作为电解液，铝片作为阳极，进行阳极氧化，即得阳极氧化铝膜。2.根据权利要求1所述的阳极氧化铝膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将硝酸
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乙醇
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水混合溶液作为电解液，进行过电化学抛光的铝片作为阳极，进行阳极氧化，再将进行过阳极氧化的铝片放入氯化铜水溶液中进行浸泡，即得阳极氧化铝膜。3.根据权利要求2所述的阳极氧化铝膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将铝片作为阳极，石墨板作为阴极，在高氯酸和乙醇混合溶液中进行恒定电压电化学抛光，得到进行过电化学抛光的铝片；2)将进行过电化学抛光的铝片作为阳极，石墨板作为阴极，硝酸
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乙醇
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水混合溶液作为电解液，进行阳极氧化，再将进行过阳极氧化的铝片放入饱和氯化铜水溶液中进行浸泡，即得阳极氧化铝膜。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的阳极氧化铝膜的制备方法，其特征在于：所述铝片的纯度≥99.99％。5.根据权利要求1～3中任意一项所述的阳极...

【专利技术属性】
技术研发人员：李屹，钟文金，程建华，胡星，凌志远，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：