電解制備氧化鋁納米孔陣列過程中的非線性動力學機制研究.pdf

1、多孔氧化鋁薄膜在納米材料模板、催化合成、光伏能源、生物傳感等領域廣泛應用。電氧化法是多孔氧化鋁薄膜的重要制備方法。傳統(tǒng)研究認為,多孔氧化鋁薄膜的形成是由于電極表面局部過量的H+在配體陰離子等協(xié)同下溶解氧化物造成的。然而,上述的電化學腐蝕機制難以合理解釋納米管自組織發(fā)育行為,更難以解釋納米管孔自組織過程中的電化學振蕩現(xiàn)象。探究多孔氧化鋁薄膜的形成機制,對此類材料的工藝調(diào)控具有重要意義。
　　本論文系統(tǒng)考察了多孔氧化鋁納米管陣列電合成

2、過程中電化學振蕩與納米陣列演變之間的內(nèi)在關聯(lián)?；陔娀瘜W阻抗測試分析確定了自組織反應動力學機制。基于反應方程建立了二維動力學方程組,并通過非線性穩(wěn)定性分析解析了電流振蕩與納米有序結(jié)構(gòu)之間的關聯(lián)。通過改變電解電壓、電解質(zhì)濃度等試驗驗證反應動力學模型的可靠性。作為非線性反應動力學機制研究的拓展,研究還探索了純有機溶劑體系中的BZ振蕩反應。
　　(1)多孔氧化鋁薄膜陣列是鋁凝膠自組織形成的,而電化學振蕩與納米孔結(jié)構(gòu)密切關聯(lián)。(2)電解陽

3、極氧化鋁薄膜中的電化學振蕩來源于電極表面附近濃縮陽離子的自催化反應,有序的納米孔結(jié)構(gòu)產(chǎn)生于反應-擴散體系外層膠體之間的自組織。此項研究第一次揭示了微凝膠中間體擴散耦合對納米有序結(jié)構(gòu)形成的重要性。這為批量生產(chǎn)納米有序結(jié)構(gòu)以及納米新材料提供了新思路。(3)1-乙基吡啶溴酸鹽離子液體能夠代替溴酸鹽進行水體系BZ振蕩反應。(4)采用純乙腈配制的硝酸鈰銨、丙二酸、1-乙基吡啶溴酸鹽離子液體溶液可獲得完美的振蕩信號。相比于傳統(tǒng)水體系BZ振蕩,此體系