[发明专利]一种亚微米氧化铝管及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种亚微米氧化铝管及其制备方法和应用。本发明的亚微米氧化铝管的制备方法包括以下步骤：将硝酸‑柠檬酸‑乙醇‑水混合溶液作为电解液，铝片作为阳极，进行阳极氧化，即得亚微米氧化铝管。本发明可以制备管径可调的亚微米氧化铝管，且制备操作方便、工艺简单、设备简单、原材料易获取、成本低廉、可控性好、重复性好，制备的亚微米氧化铝管可以用于微纳米电缆、负载型催化剂等领域。

技术领域

本发明涉及氧化铝微管技术领域，具体涉及一种亚微米氧化铝管及其制备方法和应用。

背景技术

氧化铝微管是纳米氧化铝管、亚微米氧化铝管和微米氧化铝管的统称，其具有介电常数大、绝缘性好、热导率高、化学稳定性好等优点，在微纳米电子元器件、催化等领域具有极佳的应用前景，引起了研究人员的广泛关注。

众所周知，亚微米级外径的氧化铝微管与纳米级外径的氧化铝微管相比，更有利于催化剂等功能性离子的负载装填，且与微米级外径的氧化铝微管相比，则又具有更大的比表面积，即亚微米级外径的氧化铝微管兼具纳米级外径的氧化铝微管和微米级外径的氧化铝微管的结构和功能优势，应用前景广阔。

氧化铝微管的制备方法主要包括湿化学腐蚀多孔阳极氧化铝膜法(Z.L.Xiao,C.Y.Han,U.Welp,et al.Fabrication of alumina nanotubes and nanowires byetching porous alumina membranes,Nano Letters,2002,2:1293-1297.)、直接铝阳极氧化法(S.Z.Chu,K.Wada,S.Inoue,et al.Fabrication of ideally ordered nanoporousalumina films and integrated alumina nanotubule arrays by high-fieldanodization,Advanced Materials,2005,17:2115-2119.)、纳米线/管模板沉积法(C.C.Wang,C.C.Kei,Y.W.Yu,et al.Organic nanowire-templated fabrication ofalumina nanotubes by atomic layer deposition,Nano Letters,2007,7:1566-1569.)等。直接铝阳极氧化法与其他制备方法相比，具有成本低廉、工艺过程简单、重复性好、可靠性高等优势，最具实际应用前景。然而，目前采用直接铝阳极氧化法制备得到的氧化铝微管通常外径在纳米级尺度(100nm)，难以制备微米级外径的氧化铝微管和亚微米级外径的氧化铝微管。

发明内容

本发明的目的在于提供一种亚微米氧化铝管及其制备方法和应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种亚微米氧化铝管的制备方法包括以下步骤：将硝酸-柠檬酸-乙醇-水混合溶液作为电解液，铝片作为阳极，进行阳极氧化，即得亚微米氧化铝管。

优选的，一种亚微米氧化铝管的制备方法包括以下步骤：将硝酸-柠檬酸-乙醇-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依次放入氯化铜水溶液和酸溶液中进行浸泡，即得亚微米氧化铝管。进行过阳极氧化的铝片在氯化铜水溶液中浸泡是为了去除亚微米氧化铝管所连接的铝基底，在酸溶液中浸泡是为了使亚微米氧化铝管互相之间一根一根分离的更好。

进一步优选的，一种亚微米氧化铝管的制备方法包括以下步骤：

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-柠檬酸-乙醇-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依次放入饱和氯化铜水溶液和酸溶液中进行浸泡，即得亚微米氧化铝管。

优选的，所述铝片的纯度≥99.99％。