金屬納米多孔膜的制備-單通AAO模板應(yīng)用
單通AAO模板應(yīng)用——金屬納米多孔膜的制備
一般來說，AAO模板主要用于納米線的制備，這里我們介紹一個用AAO模板制備可調(diào)的另外一類納米結(jié)構(gòu)，納米孔——納米線陣列的反結(jié)構(gòu)。
圖1.（a）納米孔（左）和納米線（右）結(jié)構(gòu)示意圖。（b）Ni納米多孔膜制備流程示意圖：Au膜沉積(I)，PMMA填充(II)，模板去除(III)，Ni電化學(xué)沉積(IV)，PMMA去除(V)。
對于超級電容器來說，電極的比表面積越大越有利于電容器性能的提高。因此，人們通過采用一維納米結(jié)構(gòu)（納米線、納米管）來提高電極材料的比表面積。然而，這種納米結(jié)構(gòu)存在兩個嚴(yán)重缺點，一是當(dāng)結(jié)構(gòu)的長徑比較大時就會發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，二是結(jié)構(gòu)的機械性能較差。
AAO模板具有可調(diào)的納米結(jié)構(gòu)，它可以說是納米線陣列的反結(jié)構(gòu)（如圖1a所示），具有高比表面的同時，又有較大的機械強度，而且，孔的長徑比越大，膜越厚，機械強度越大，而且不存在團(tuán)聚的問題。然而，AAO的材質(zhì)是不導(dǎo)電的，所以無法直接用作超級電容器的電極。不過，通過模板結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)印，就可以采用單通AAO模板制備出金屬納米多孔模板，這種金屬模板的結(jié)構(gòu)與AAO相同，只是原來氧化鋁的位置被導(dǎo)電金屬取代了。2014年，Huaping Zhao等采用高分子填充結(jié)合電化學(xué)沉積，成功實現(xiàn)了這種轉(zhuǎn)移，首先在單通AAO表面沉積一層Au薄膜，然后涂覆PMMA，使PMMA填充到AAO的孔道中，接著將AAO去除，就得到了PMMA納米線陣列，之后通過直流電化學(xué)沉積法，以所鍍的Au多孔膜為電極，制備Ni納米多孔膜，在此過程中，Ni填充了PMMA納米線陣列的空隙位置，即原來AAO所占的位置。
他們所用的單通AAO以及所制備的Ni納米多孔膜如圖7所示。所用的AAO孔結(jié)構(gòu)為四方結(jié)構(gòu)，這是因為它是通過納米壓印預(yù)制凹坑制備的，他們也在文中提到這種排列的AAO的孔隙率不如六角密排的高，其實，不需要采用納米壓印，而采用傳統(tǒng)的兩步氧化法制備的短程有序的單通AAO即可獲得更大的比表面積，而且可以很容易地獲得面積超過一百平方厘米的AAO模板。他們制備的Ni納米多孔膜的厚度達(dá)到了8.4μm。
參考文獻(xiàn)：
Adv. Mater. 2014, 26, 7654–7659