一種高度有序多孔陽極氧化膜的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高度有序多孔陽極氧化膜的制備方法，包括預(yù)處理和陽極氧化。陽極氧化是將預(yù)處理后的純鋁放入電解液中，在?20～20℃的溫度下、80～120V的電壓下陽極氧化1～4h。電解液為含有磷酸與鈷鹽的水溶液，每升電解液中含有0.1～0.6mol的磷酸以及0.1～0.8g的鈷鹽。鈷鹽為Co(NO3)2·6H2O、CoCO3、(NH4)2Co(SO4)2·6H2O、CoSO4·7H2O以及CoC2O4中的一種。本發(fā)明的制備方法只需進行一次陽極氧化且無需電化學(xué)拋光以及拋光后的處理，這樣大大縮短了工藝流程，提高了生產(chǎn)效率，十分適合工業(yè)化大生產(chǎn)，而且得到的多孔陽極氧化膜的孔徑分布均勻，具有高度的有序性。
【專利說明】-種高度有序多孔陽極氧化膜的制備方法
[0001 ] 本申請是申請?zhí)枮?01410220482.1，申請日為2014年5月22日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為 "高度有序多孔陽極氧化膜的制備方法"的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明屬于金屬表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種高度有序多孔陽極氧化膜的制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 多孔陽極氧化侶膜(AA0)是通過電化學(xué)氧化的方法在純侶表面形成具有高度規(guī)整 孔結(jié)構(gòu)的氧化侶薄膜。其膜結(jié)構(gòu)為六角形緊密堆積的柱形胞膜，每個胞膜的中屯、都有一個 納米級微孔。
[0004] 多孔陽極氧化侶膜是熱和電的良好絕緣體，具有硬度高、耐磨性好等特點;有很好 的耐蝕性，其抗蝕能力決定于膜層厚度、組成、孔隙率W及基體材料的合金成分;與基體金 屬的結(jié)合力也很強，即使膜層隨基體彎曲至斷裂，膜層仍可與基體金屬保持著良好的結(jié)合。
[0005] 隨著人們對多孔陽極氧化侶膜獨特微觀結(jié)構(gòu)和特殊性能的認識，多孔陽極氧化侶 膜逐漸被廣泛應(yīng)用于催化、磁性記錄材料、光學(xué)及光電元件、抗菌膜、分離膜材料、傳感器等 諸多功能性領(lǐng)域，成為各國學(xué)者研究的熱點。
[0006] 目前，多孔陽極氧化侶膜的制備主要采用的是兩步陽極氧化法(如中國專利文獻 〔化6092834、〔化010076454、〔化011397304等），即先對侶材進行預(yù)處理，然后在酸性電解液 中進行首次氧化，氧化時間通常為Ih~化，接著通過化學(xué)腐蝕除去首次氧化產(chǎn)生的氧化膜， 最后再在酸性電解液中進行二次氧化，氧化時間通常為化~12h，得到多孔陽極氧化侶膜。 其中預(yù)處理主要包括清洗和電化學(xué)拋光，電化學(xué)拋光的主要作用在于獲得較平整的表面， 從而有利于陽極氧化后得到尺寸和分布更為均勻的多孔陣列膜。電化學(xué)拋光采用的溶液均 是由無水乙醇和高氯酸按照一定的體積比組成。該方法的缺點在于：（0陽極氧化時間較 長，從而導(dǎo)致生產(chǎn)周期；（2)首次氧化產(chǎn)生的氧化膜有序度較差，從而影響最終得到的多孔 陽極氧化侶膜的有序度。
[0007] 中國專利文獻CN103225096A公開了一種多孔陽極氧化侶膜的制備方法，包括預(yù)處 理、電化學(xué)拋光、去除電化學(xué)拋光形成的納米級多孔膜層、陽極氧化W及清洗和烘干。其中 陽極氧化采用的電解液為〇.2mol/L~0.6mol/L憐酸水溶液。該文獻的不足在于：（1)雖然也 只進行一次陽極氧化，但是在氧化之前需要進行電化學(xué)拋光W及處理液除膜，因此工藝流 程仍然較長，不適合工業(yè)化大生產(chǎn)。（2)采用含銘溶液進行除膜，對環(huán)境和人體有較大危害。 (3)在憐酸水溶液中進行陽極氧化效果不佳，最終得到的多孔陽極氧化侶膜孔徑分布較寬， 有序度較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種陽極氧化效果較好且工藝流程較短、 適合工業(yè)化大生產(chǎn)的高度有序多孔陽極氧化膜的制備方法。
[0009] 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:一種高度有序多孔陽極氧化膜的制備方法，包括 預(yù)處理和陽極氧化;所述的陽極氧化是將預(yù)處理后的純侶放入電解液中，在-20~20°C的溫 度下、80~120V的電壓下陽極氧化1~4h;所述的電解液為含有憐酸與鉆鹽的水溶液，每升 電解液中含有0.1~0.6mo 1的憐酸W及0.1~0.8g的鉆鹽。
[0010] 所述的鉆鹽為(：〇(肋3)2.6出0、(：〇(：03、（畑4)2(：〇(504)2.6出0、(：〇504.7出0^及 COC204中的一種。
[0011] 所述的預(yù)處理是先將純侶用無水乙醇浸泡1~5min，然后置于30~80°C的氨氧化 鋼溶液中除去表面的天然氧化層，接著取出后立即置于硝酸溶液中進行酸堿中和反應(yīng)5~ 30s〇
[0012] 所述的氨氧化鋼溶液的濃度為1~3mo 1 /L。
[0013] 所述硝酸溶液的濃度為1~3mol/L。
[0014] 本發(fā)明具有積極的效果：（1)本發(fā)明的方法在憐酸水溶液中加入少量鉆鹽組成電 解液，采用該電解液只需進行一次陽極氧化且無需電化學(xué)拋光W及拋光后的處理，運樣大 大縮短了工藝流程，提高了生產(chǎn)效率，十分適合工業(yè)化大生產(chǎn)。（2)本發(fā)明的方法得到的多 孔陽極氧化膜的孔徑分布均勻，具有高度的有序性，陽極氧化效果明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。（3) 本發(fā)明的方法還可W根據(jù)具體需要制備相應(yīng)孔徑的陽極氧化膜，具有孔徑大小可調(diào)的優(yōu) 點。
【附圖說明】
[0015] 圖1為實施例1制得的高度有序多孔陽極氧化膜表面的掃描電鏡圖。
[0016] 圖2為實施例1制得的高度有序多孔陽極氧化膜的孔徑分布圖。
【具體實施方式】
[0017] (實施例1) 本實施例的高度有序多孔陽極氧化膜的制備方法如下： ①預(yù)處理:先將純侶在無水乙醇中浸泡3min，W除去純侶表面的有機物，然后取出用清 水洗凈，并置于50°C濃度為2mol/L的氨氧化鋼溶液中處理20s，W除去純侶表面的天然氧化 層，接著取出后立即置于濃度為2mol/L的硝酸溶液中進行進行酸堿中和反應(yīng)20s，最后取出 后用清水洗凈、烘干。
[001引②配制電解液:將0.6g的CoS04 ? 7此0加入到300mL濃度為Imol/L的憐酸溶液中溶 解，并加水補足1L，得到電解液。
[0019] ③陽極氧化:將經(jīng)步驟①預(yù)處理后的純侶放入到步驟②配制的電解液中進行陽極 氧化，氧化電壓為90V，氧化時間為1.化，陽極氧化過程中通過循環(huán)冷卻水將氧化溫度控制 在 10°C。
[0020] ④陽極氧化處理后，用清水超聲清洗5min，熱風烘干，即得高度有序多孔陽極氧化 膜。
[0021] 本實施例制得的高度有序多孔陽極氧化膜的掃描電鏡圖見圖1，孔徑分布圖見圖 2。
[0022] 由圖1和圖2可W看出：本實施例制得的多孔陽極氧化膜孔徑分布均勻，具有高度 的有序性。
[0023] (實施例2~實施例5) 各實施例的制備方法與實施例1基本相同，不同之處在于見表1。
[0024] 表 1
【主權(quán)項】
1. 一種高度有序多孔陽極氧化膜的制備方法，具體如下； ① 預(yù)處理:先將純鋁在無水乙醇中浸泡3min，以除去純鋁表面的有機物，然后取出用清 水洗凈，并置于50°C濃度為2mol/L的氫氧化鈉溶液中處理20s，以除去純鋁表面的天然氧化 層，接著取出后立即置于濃度為2mol/L的硝酸溶液中進行進行酸堿中和反應(yīng)20s，最后取出 后用清水洗凈、烘干； ② 配制電解液:將〇.6g的CoS〇4 · 7H20加入到300mL濃度為lmol/L的磷酸溶液中溶解，并 加水補足1L，得到電解液； ③ 陽極氧化:將經(jīng)步驟①預(yù)處理后的純鋁放入到步驟②配制的電解液中進行陽極氧 化，氧化電壓為90V，氧化時間為1.5h，陽極氧化過程中通過循環(huán)冷卻水將氧化溫度控制在 10°C； ④ 陽極氧化處理后，用清水超聲清洗5min，熱風烘干，即得高度有序多孔陽極氧化膜。
【文檔編號】C25D11/08GK106048688SQ201610597073
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年5月22日 公開號201610597073.2, CN 106048688 A, CN 106048688A, CN 201610597073, CN-A-106048688, CN106048688 A, CN106048688A, CN201610597073, CN201610597073.2
【發(fā)明人】馬迪, 李樹白, 徐龍貴, 袁樹龍
【申請人】江蘇理工學(xué)院