[发明专利]基于AAO模板的碳基纳米材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于AAO模板的碳基纳米材料的制备方法。所述方法首先利用采用二次阳极氧化法制备高度有序的多孔氧化铝模板，然后采用化学气相沉积技术在多孔氧化铝模板孔内沉积碳纳米材料，得到基于AAO模板的碳基纳米材料。本发明制得的材料在近红外波段的平均反射率为15.2％，有效提高了碳基纳米材料的激光利用率。

技术领域

本发明属于激光材料技术领域，涉及一种基于多孔氧化铝(AAO)模板的碳基纳米材料的制备方法。

背景技术

由于目前激光与材料的能量耦合效率较低，为了获得最优的能量利用效率同时控制工程样机的体积，往往要求以最低的能量输入获得最高的能量输出，这就要求激光致等离子体的能量转化效率至关重要。在激光与物质的相互作用过程中，辐照到材料表面的激光一部分被材料吸收，而另一部分被材料反射和透射，材料将吸收的激光能量转化为热能，使材料表面瞬间熔化、蒸发、电离，最终产生高能量密度的等离子体微团。因此，激光与物质的相互作用实际上就是激光与等离子体的相互作用，这就使得具有高光吸收率表面的金属/非金属功能材料在激光应用领域具有重要的潜在应用价值，是提高激光诱导等离子体的能量转化效率的理想材料。

文献1(激光诱导多孔阳极氧化铝等离子体的特性[J].中国激光,2019,46(02):271-277.)采用电化学法制备了多孔氧化铝模板，在近红外波段平均反射率约60％。文献2(Precisely Controlled Reactive MultilayerFilms with Excellent EnergyReleaseProperty for Laser-Induced Ignition[J].NanoscaleReacher Letter.(2019)14:3 01)采用磁控溅射法制备了TiO₂/Al，MnO₂/Al，CuO/Al三种飞片，在近红外波段平均反射率分别约为72％，62％，65％。因此，现有的材料在近红外波段平均反射率还比较高，激光利用率仍有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高激光利用率的基于AAO模板的碳基纳米材料的制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：

基于AAO模板的碳基纳米材料的制备方法，先利用二次阳极氧化法制备高度有序的多孔氧化铝模板，然后采用化学气相沉积技术(CVD)在多孔氧化铝模板孔内沉积碳纳米材料，最终获得基于AAO模板的碳基纳米材料，具体步骤如下：

步骤(1)，对纯度99.999％(5N)的铝片进行切片、清洗、退火、抛光预处理；

步骤(2)，对预处理后的铝片进行一次阳极氧化；

步骤(3)，将一次阳极氧化后的铝片浸泡在5～6wt％H₃PO₄和1.5～4wt％CrO₃的混合溶液中，浸泡温度为60～70℃，时间30～40min，溶解氧化层，该步骤通过溶解部分氧化层，使二次氧化得到的多孔分布更均匀；

步骤(4)，对溶解部分氧化层后的抛光铝片进行二次氧化，制备高度有序的AAO模板；

步骤(5)，将二次氧化后的铝片浸泡在5～6wt％H₃PO₄溶液中，浸泡温度为30～35℃，时间30～32min，对步骤(4)制备的AAO模板扩孔，得到孔径大小一致的AAO模板，更好的沉积碳纳米材料；