一种高度有序多孔阳极氧化膜的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高度有序多孔阳极氧化膜的制备方法，包括预处理和阳极氧化。阳极氧化是将预处理后的纯铝放入电解液中，在?20～20℃的温度下、80～120V的电压下阳极氧化1～4h。电解液为含有磷酸与钴盐的水溶液，每升电解液中含有0.1～0.6mol的磷酸以及0.1～0.8g的钴盐。钴盐为Co(NO3)2·6H2O、CoCO3、(NH4)2Co(SO4)2·6H2O、CoSO4·7H2O以及CoC2O4中的一种。本发明的制备方法只需进行一次阳极氧化且无需电化学抛光以及抛光后的处理，这样大大缩短了工艺流程，提高了生产效率，十分适合工业化大生产，而且得到的多孔阳极氧化膜的孔径分布均匀，具有高度的有序性。
【专利说明】-种高度有序多孔阳极氧化膜的制备方法
[0001 ] 本申请是申请号为201410220482.1，申请日为2014年5月22日，发明创造名称为 "高度有序多孔阳极氧化膜的制备方法"的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明属于金属表面处理技术领域，具体设及一种高度有序多孔阳极氧化膜的制 备方法。
【背景技术】
[0003] 多孔阳极氧化侣膜(AA0)是通过电化学氧化的方法在纯侣表面形成具有高度规整 孔结构的氧化侣薄膜。其膜结构为六角形紧密堆积的柱形胞膜，每个胞膜的中屯、都有一个 纳米级微孔。
[0004] 多孔阳极氧化侣膜是热和电的良好绝缘体，具有硬度高、耐磨性好等特点;有很好 的耐蚀性，其抗蚀能力决定于膜层厚度、组成、孔隙率W及基体材料的合金成分;与基体金 属的结合力也很强，即使膜层随基体弯曲至断裂，膜层仍可与基体金属保持着良好的结合。
[0005] 随着人们对多孔阳极氧化侣膜独特微观结构和特殊性能的认识，多孔阳极氧化侣 膜逐渐被广泛应用于催化、磁性记录材料、光学及光电元件、抗菌膜、分离膜材料、传感器等 诸多功能性领域，成为各国学者研究的热点。
[0006] 目前，多孔阳极氧化侣膜的制备主要采用的是两步阳极氧化法(如中国专利文献 〔化6092834、〔化010076454、〔化011397304等），即先对侣材进行预处理，然后在酸性电解液 中进行首次氧化，氧化时间通常为Ih~化，接着通过化学腐蚀除去首次氧化产生的氧化膜， 最后再在酸性电解液中进行二次氧化，氧化时间通常为化~12h，得到多孔阳极氧化侣膜。 其中预处理主要包括清洗和电化学抛光，电化学抛光的主要作用在于获得较平整的表面， 从而有利于阳极氧化后得到尺寸和分布更为均匀的多孔阵列膜。电化学抛光采用的溶液均 是由无水乙醇和高氯酸按照一定的体积比组成。该方法的缺点在于：（0阳极氧化时间较 长，从而导致生产周期；（2)首次氧化产生的氧化膜有序度较差，从而影响最终得到的多孔 阳极氧化侣膜的有序度。
[0007] 中国专利文献CN103225096A公开了一种多孔阳极氧化侣膜的制备方法，包括预处 理、电化学抛光、去除电化学抛光形成的纳米级多孔膜层、阳极氧化W及清洗和烘干。其中 阳极氧化采用的电解液为〇.2mol/L~0.6mol/L憐酸水溶液。该文献的不足在于：（1)虽然也 只进行一次阳极氧化，但是在氧化之前需要进行电化学抛光W及处理液除膜，因此工艺流 程仍然较长，不适合工业化大生产。（2)采用含铭溶液进行除膜，对环境和人体有较大危害。 (3)在憐酸水溶液中进行阳极氧化效果不佳，最终得到的多孔阳极氧化侣膜孔径分布较宽， 有序度较差。
【发明内容】
[000引本发明的目的在于解决上述问题，提供一种阳极氧化效果较好且工艺流程较短、 适合工业化大生产的高度有序多孔阳极氧化膜的制备方法。
[0009] 实现本发明目的的技术方案是:一种高度有序多孔阳极氧化膜的制备方法，包括 预处理和阳极氧化;所述的阳极氧化是将预处理后的纯侣放入电解液中，在-20~20°C的溫 度下、80~120V的电压下阳极氧化1~4h;所述的电解液为含有憐酸与钻盐的水溶液，每升 电解液中含有0.1~0.6mo 1的憐酸W及0.1~0.8g的钻盐。
[0010] 所述的钻盐为(：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中的一种。
[0011] 所述的预处理是先将纯侣用无水乙醇浸泡1~5min，然后置于30~80°C的氨氧化 钢溶液中除去表面的天然氧化层，接着取出后立即置于硝酸溶液中进行酸碱中和反应5~ 30s〇
[0012] 所述的氨氧化钢溶液的浓度为1~3mo 1 /L。
[0013] 所述硝酸溶液的浓度为1~3mol/L。
[0014] 本发明具有积极的效果：（1)本发明的方法在憐酸水溶液中加入少量钻盐组成电 解液，采用该电解液只需进行一次阳极氧化且无需电化学抛光W及抛光后的处理，运样大 大缩短了工艺流程，提高了生产效率，十分适合工业化大生产。（2)本发明的方法得到的多 孔阳极氧化膜的孔径分布均匀，具有高度的有序性，阳极氧化效果明显优于现有技术。（3) 本发明的方法还可W根据具体需要制备相应孔径的阳极氧化膜，具有孔径大小可调的优 点。
【附图说明】
[0015] 图1为实施例1制得的高度有序多孔阳极氧化膜表面的扫描电镜图。
[0016] 图2为实施例1制得的高度有序多孔阳极氧化膜的孔径分布图。
【具体实施方式】
[0017] (实施例1) 本实施例的高度有序多孔阳极氧化膜的制备方法如下： ①预处理:先将纯侣在无水乙醇中浸泡3min，W除去纯侣表面的有机物，然后取出用清 水洗净，并置于50°C浓度为2mol/L的氨氧化钢溶液中处理20s，W除去纯侣表面的天然氧化 层，接着取出后立即置于浓度为2mol/L的硝酸溶液中进行进行酸碱中和反应20s，最后取出 后用清水洗净、烘干。
[001引②配制电解液:将0.6g的CoS04 ? 7此0加入到300mL浓度为Imol/L的憐酸溶液中溶 解，并加水补足1L，得到电解液。
[0019] ③阳极氧化:将经步骤①预处理后的纯侣放入到步骤②配制的电解液中进行阳极 氧化，氧化电压为90V，氧化时间为1.化，阳极氧化过程中通过循环冷却水将氧化溫度控制 在 10°C。
[0020] ④阳极氧化处理后，用清水超声清洗5min，热风烘干，即得高度有序多孔阳极氧化 膜。
[0021] 本实施例制得的高度有序多孔阳极氧化膜的扫描电镜图见图1，孔径分布图见图 2。
[0022] 由图1和图2可W看出：本实施例制得的多孔阳极氧化膜孔径分布均匀，具有高度 的有序性。
[0023] (实施例2~实施例5) 各实施例的制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于见表1。
[0024] 表 1
【主权项】
1. 一种高度有序多孔阳极氧化膜的制备方法，具体如下； ① 预处理:先将纯铝在无水乙醇中浸泡3min，以除去纯铝表面的有机物，然后取出用清 水洗净，并置于50°C浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液中处理20s，以除去纯铝表面的天然氧化 层，接着取出后立即置于浓度为2mol/L的硝酸溶液中进行进行酸碱中和反应20s，最后取出 后用清水洗净、烘干； ② 配制电解液:将〇.6g的CoS〇4 · 7H20加入到300mL浓度为lmol/L的磷酸溶液中溶解，并 加水补足1L，得到电解液； ③ 阳极氧化:将经步骤①预处理后的纯铝放入到步骤②配制的电解液中进行阳极氧 化，氧化电压为90V，氧化时间为1.5h，阳极氧化过程中通过循环冷却水将氧化温度控制在 10°C； ④ 阳极氧化处理后，用清水超声清洗5min，热风烘干，即得高度有序多孔阳极氧化膜。
【文档编号】C25D11/08GK106048688SQ201610597073
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2014年5月22日 公开号201610597073.2, CN 106048688 A, CN 106048688A, CN 201610597073, CN-A-106048688, CN106048688 A, CN106048688A, CN201610597073, CN201610597073.2
【发明人】马迪, 李树白, 徐龙贵, 袁树龙
【申请人】江苏理工学院