[发明专利]一种高纯铝表面获得规则三维微纳米结构的方法

说明书

一种高纯铝表面获得规则三维微纳米结构的方法，其属于微纳米结构制备的技术领域。该方法为：将高纯铝片在高氯酸和乙醇的混合溶液中进行电化学抛光处理。再将处理后的铝片置于电源正极，将石墨置于电源负极，以磷酸作为电解液，在外加电压条件下使铝表面产生氧化膜，进行剥离氧化膜；重复产生氧化膜的过程后，再次剥离氧化膜。在进行氧化和剥膜之前，采用氢氧化钠溶液进行清洗，洗去自然氧化膜、油污、表面缺陷及不均匀层。采用磷酸和三氧化二铬作为剥膜剂，成本低廉。本方法在第一次氧化和剥膜后，在高纯铝片的表面形成了规则的微米结构，在第二氧化及剥除氧化膜后，获得了大面积规则的微纳米结构。该方法成本低，易操作，适用于工业推广。

技术领域

本发明涉及一种高纯铝表面获得规则三维微纳米结构的方法，即一种电化学方法制备微纳米结构，其属于微纳米结构制备的技术领域。

背景技术

在已知制备微纳米结构的方法工艺中，通常使用以下几种方法：

1、刻蚀法：化学刻蚀、电化学刻蚀、等离子体刻蚀、激光刻蚀及模板刻蚀等。

2、自组装法：自组装技术是在氨键、配位键和静电等作用下，聚合物、粒子等带不同电荷的物质依次吸附在基体上组装形成粗糙结构。

3、电化学沉积法：将有机导电聚合物经氧化或还原电沉积在导电基板（如ITO玻璃、不锈钢以及金银等），获得具有粗糙结构的表面，可通过改变单体和电沉积条件（电解液、沉积时间和沉积电位）调控表面的结构。

这些方法往往存在部分缺陷：以上方法制备的表面形貌能达到微米级但很难达到纳米级，并且所获得的纳米级表面往往并不规则。还有一些方法能制备规则性好的微纳米结构，但是成本较高，不适合工业化。

发明内容

本发明提供了一种高纯铝表面获得规则三维微纳米结构的方法，克服了现有技术之不足，其能获得大面积规则的微纳米结构，成本低廉。

本发明采用的技术方案为：一种高纯铝表面获得规则三维微纳米结构的方法，其按下述步骤进行：

第一步前处理：将高纯铝片在 10℃至30℃的条件下，以10.5mol/L的高氯酸和14.5mol/L的乙醇作为混合溶液，处理 3min 至 10min ；

第二步中处理：将上述处理后的高纯铝片置于 20g/L至30g/L的磷酸溶液中，在 0℃至30℃条件下加直流电以40V至 160V 的电压，恒压 1min至30min；

第三步剥膜和氧化：在30℃至80℃的条件下；以50g/L磷酸和10g/L至50g/L三氧化二铬的混合液作为剥膜液，处理上述第二步之后的铝片；

然后将上述处理后的高纯铝片置于 20g/L至30g/L的磷酸溶液中在 0℃至 30℃条件下加直流电以40V至 160V 的电压，恒压 1min至30min；

第四步后处理，在30℃至80℃的条件下；以50g/L磷酸和10g/L至50g/L三氧化二铬的混合液作为剥膜液，处理上述步骤处理后的铝片。

下面是对上述技术方案的进一步优化和 / 或选择：

在上述第一步之前将高纯铝片在50g/L的氢氧化钠溶液在10℃至20℃中洗去自然氧化膜、油污、表面缺陷及不均匀层，形成清洁均一的表面。

上述各步完成之后取下高纯铝片，用去离子水清洗高纯铝片。