具有結(jié)構(gòu)色的金屬氧化物的制備及表征.pdf

1、具有納米級孔徑的多孔陽極氧化鋁(PAA)薄膜，因其制備工藝相對簡單、制備儀器價格低廉、制備過程中的參數(shù)易于掌控、實際應用前景廣闊，一直以來，深受科學研究人員的青睞。PAA除了在沉積制備一維納米材料的科研工作中占重要地位外，隨著結(jié)構(gòu)色相關(guān)的科研工作的進一步的深入開展，它在仿生學領域亦愈受重視。近年來，本課題組在以PAA為母體制備具有結(jié)構(gòu)色的復合薄膜方面已經(jīng)取得了豐碩成果，這些薄膜可廣泛應用于多功能防偽、裝飾等領域?；诖?，本文采用電化學方

2、法制備了在可見光范圍內(nèi)具有高飽和度亮麗色彩的Zn@PAA薄膜和TiO2薄膜，對樣品采用了多種手段進行表征，并分別探討了兩種材料的成色機制。實驗和理論研究的結(jié)果如下:
　　(1)室溫下，采用一次陽極氧化法，在磷酸電解液中制備了一系列PAA/Al薄膜。并以之為模板進行了Zn的交流電沉積，得到了顏色飽和度較高的Zn@PAA復合薄膜。表征結(jié)果顯示:金屬Zn的沉積增大了有效折射率、減弱了基底AI對光線的反射。另外，紫外可見反射光譜顯示，可見

3、光范圍內(nèi)觀測到的最大反射波長λmax與自然光下觀察到的薄膜顏色基本一致。制備的薄膜滿足布拉格公式，其顏色為干涉色。
　　(2)利用一次陽極氧化法，在高純Ti片上制備了一系列高飽和度結(jié)構(gòu)色的TiO2薄膜，并且薄膜的顏色可以通過調(diào)節(jié)氧化時間來調(diào)控。對樣品的表征結(jié)果表明短時間制備得到的超薄TiO2薄膜是非連續(xù)薄膜;證明了薄膜厚度d＜80nm的超薄TiO2薄膜的顏色為樣品所吸收的色光的補色;而當薄膜厚度d＞80nm時，滿足Bragg-Sn