Name: simultaneous multi-surface anodizations and stair-like reverse biases detachment of anodic aluminum oxides in sulfuric and oxalic acid electrolyte
Uploaded: 2017-10-05T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous Multi-surface Anodizations and Stair-like Reverse Biases Detachment of Anodic Aluminum Oxides in Sulfuric and Oxalic Acid Electrolyte at JoVE.com

Forfatterne har ikke noget at oplyse.

Vær opmærksom på alle de relaterede materialer sikkerhedsdatablade (MSDS) før begyndelsen. På trods af øko-venlige karakteren af denne protokol anvendes et par syrer og ilte i de tilsvarende procedurer. Også bruge alle de korrekte personlige værnemidler (laboratoriekittel, handsker, sikkerhedsbriller, etc.).
 1. forberedelse af løsning Note: efter komplet forsegling løsning-holdige fartøjets, kraftig magnetiske omrystning blev anvendt til alle l?...

I dette papir demonstreret vi med succes en letkøbt, højt udbytte og miljømæssigt rene metode til at fremstille nanoporous AAOs gennem SMSA og SRBs-distance, som kunne gentages til den samme Al substrat til markant forbedring af mass-producibility som samt anvendeligheden af begrænset naturressource. Som vist i figur 1aflowdiagram, er vores AAO opdigte strategi baseret på den konventionelle to-trins anodization, som blev ændret på flere overflader situation. Enkelte procedurer funger...

AAOs, som blev dannet af Anodisering Al substrat i en sur elektrolyt, har vakt stor interesse i forskellige grundlæggende videnskab og industri, for eksempel, hård skabeloner for nanorør/nanowires1,2,3 , 4 , 5, energi opbevaring enheder6,7,8,9, bio-sensing10,11, filtrering applikationer12,13 , 14, masker til fordampning og/eller ætsning15,16,17, og kapacitive fugt sensorer18,19,20,21 ,22, på grund af deres egen bestilte honeycomb struktur, høj aspekt forholdet mellem nanoporer og overlegen mekaniske egenskaber23. For at anvende nanoporous AAOs til disse forskellige programmer, bør de være fritstående formularer med et stærkt og langtrækkende bestilte vifte af nanoporer. I denne henseende skal strategier for at opnå AAOs overveje både dannelsen (anodisering) og adskillelse (afmontering) procedurer.
I AAO dannelsen synspunkt var milde anodization (herefter benævnt MA) veletableret under svovlsyre, oxalsyre og phosphorsyre sure elektrolytter23,24,25,26 ,27. Dog udstillet MA processer lav-udbytte af AAO fabrikation på grund af deres langsom vækstrate afhængigt af relativt lav intensitet af anodisk spændinger, som ønsker yderligere forværres gennem en totrinsproces på MA for at forbedre nanoporer hyppighed28 ,29. Således blev hårde anodization (HA) teknikker foreslået som alternativer til MA ved at anvende højere anodisk spændinger (oxalsyre/svovlsyre syre elektrolyt) eller ved hjælp af mere koncentreret elektrolyt (fosforsyre)30,31, 32,33,34,35,36,37,38,39,40. HA vise processer forskellige forbedringer af vækstrater samt periodiske ordninger, der henviser til, at der følger AAOs blev mere skrøbelige, og tætheden af nanoporer blev nedsat30. Derudover kræves et dyrt kølesystem for sprede Joules varme forårsaget af høj strømtæthed31. Disse resultater begrænser den potentielle anvendelighed af AAOs via HA processer.
Til at adskille en AAO fra den pågældende flade af Al plade, var selektiv kemisk ætsning af resterende Al substratet mest udbredte udnyttes i både MA og HA processer ved hjælp af giftige kemikalier, såsom kobber chlorid35,39 ,41,42 eller kviksølv chlorid16,17,43,44,45,46, 47 , 48 , 49. imidlertid denne metode inducerer ufordelagtige bivirkninger, f.eks., en længere reaktionstid proportional med resterende tykkelsen af Al, smitte AAO af heavy metal-ioner, skadelige rester til menneskelige krop/naturlige miljøer , og ineffektiv brug af værdifulde ressourcer. Derfor, mange forsøg har gjort for at realisere direkte udstationering af en AAO. Selv om både katodisk spænding delaminering50,51 og anodisk spænding puls detachement7,41,42,52, 53,54,55 præsentere en fortjeneste, at den resterende Al substrat kan genbruges, den tidligere teknik tager næsten sammenlignes tid med dem i kemisk ætsning metoder50. Uanset klar nedsættelse af behandlingstiden, blev skadelige og meget reaktive kemikalier, for eksempler på butanedione og/eller perchlorsyre, brugt som afmontering elektrolytter i sidstnævnte teknikker55, hvor en ekstra rengøring proceduren er nødvendig på grund af den skiftende elektrolyt mellem anodisering og fjernelse procedure. Især, påvirke den fjernelse adfærd og kvaliteten af de fritliggende AAOs alvorligt tykkelse. Hvis AAO med relativt tyndere tykkelse, kan den fritliggende ene indeholde revner og/eller åbninger.
Alle de eksperimenterende tilgange ovennævnte er blevet anvendt til en "single-overflade" af Al modellen, eksklusive overflade beskyttelse/teknisk formål, og denne funktion af de konventionelle teknologier udstiller kritiske begrænsninger af AAO fabrikation med hensyn til udbytte samt processibility, som også påvirker den potentielle anvendelighed af AAOs56,57.
For at opfylde de stigende krav i felterne AAO-relaterede letkøbt, højt udbytte og grønne teknologiske tilgange, rapporteret vi tidligere på SMSA og direkte detachement gennem SRBs under svovlsyre56 og oxalsyre57 syre elektrolyt, henholdsvis. Det er velkendt, at flertalsformen AAOs kan dannes på flere overflader af Al substrat nedsænket i sure elektrolytter. Dog aktiverer SRBs, en vigtig skelnen af vores metoder, detachment af AAOs fra de tilsvarende multi overflader af Al substrat i det samme sure elektrolyt bruges til SMSAs angivelse masseproduktion, enkelhed og grønne teknologiske karakteristika. Vi vil gerne påpege, at SRBs-baserede udstationering er en optimal strategi for pluralistisk AAOs fabrikeret af SMSAs56,57 og endda gælder for relativt tyndere tykkelser AAOs57 sammenlignet med katodisk delaminering (dvs., konstant reverse bias) på single-overfladef "> 51. Endelig, en enhed sekvens bestående af SMSAs sekventielt kombineret med SRBs-baserede udstationering kan anvendes gentagne gange på den samme Al substrat, undgå komplicerede procedurer og giftige/reaktive kemikalier, som styrker fordelene ved vores strategier og garanterer også den effektive brug af naturressourcer.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="850">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Sulfuric Acid &#62;98%</td>
			<td style="width:212px;">DUKSAN reagent</td>
			<td style="width:119px;">5950</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Oxalic Acid Anhydrous, 99.5-100.2%</td>
			<td style="width:212px;">KANTO chemical</td>
			<td style="width:119px;">31045-73</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Phosphoric Acid, 85%</td>
			<td style="width:212px;">SAMCHUN chemical</td>
			<td style="width:119px;">P0463</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Perchloric Acid, 60%</td>
			<td style="width:212px;">SAMCHUN chemical</td>
			<td style="width:119px;">P0181</td>
			<td>Highly Reactive</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Chromium(VI) Oxide</td>
			<td style="width:212px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">232653</td>
			<td>Strong Oxidizer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Ethanol, 95%</td>
			<td style="width:212px;">SAMCHUN chemical</td>
			<td style="width:119px;">E0219</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Absolute Ethanol, 99.9%</td>
			<td style="width:212px;">SAMCHUN chemical</td>
			<td style="width:119px;">E1320</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Double Jacket Beaker</td>
			<td style="width:212px;">iNexus</td>
			<td style="width:119px;">27-00292-05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Low Temperature Bath Circulator</td>
			<td style="width:212px;">JEIO TECH</td>
			<td style="width:119px;">AAH57052K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Programmable DC Power Supply</td>
			<td style="width:212px;">PNCYS</td>
			<td style="width:119px;">EDP-3001&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Aluminum Plate, &#62;99.99%</td>
			<td style="width:212px;">Goodfellow</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Platinum Cylinder</td>
			<td style="width:212px;">Whatman</td>
			<td style="width:119px;">444685</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:352px;">Pure &#38; Ultra Pure Water System (Deionized Water)</td>
			<td style="width:212px;">Human Science</td>
			<td style="width:119px;">Pwer II &#38; HIQ II</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

simultaneous multi-surface anodizations and stair-like reverse biases detachment of anodic aluminum oxides in sulfuric and oxalic acid electrolyte

Efter rapportering om to-trins anodization, nanoporous anodisk aluminium oxider (AAOs) har været almindeligt udnyttet alsidige inden for grundlæggende videnskab og industrielle applikationer som følge af deres periodiske arrangement af nanoporer med relativt høje størrelsesforhold. Dog teknikker rapporteret hidtil, som kunne kun gyldig for mono-overfladen anodization, vis kritisk ulemper, dvs, tidskrævende samt komplicerede procedurer, der kræver giftige kemikalier, og spilde værdifulde naturressourcer . I dette papir vise vi en letkøbt, effektive og miljømæssigt rene metode til at fremstille nanoporous AAOs i svovlsyre og oxalsyre syre elektrolytter, som kan overvinde de begrænsninger, der skyldes konventionelle AAO opdigte metoder. Første, flertalsformen AAOs er produceret på én gang gennem simultan multi overflader anodization (SMSA), der angiver mass-producibility af AAOs med sammenlignelige kvaliteter. For det andet kan AAOs adskilles fra aluminium (Al) substrat ved at anvende trappe-lignende reverse bias (SRBs) i samme elektrolytten bruges til SMSAs, antyde enkelhed og grønne teknologiske egenskaber. Endelig kan en enhed sekvens bestående af SMSAs sekventielt kombineret med SRBs-baserede detachement anvendes gentagne gange på den samme Al substrat, som styrker fordelene af denne strategi og også garanterer effektiv brugen af naturlige ressourcer.

Flowdiagram af nth AAO opdigte sekvens hovedsageligt bestående af to-trins SMSAs, SRBs-udstationering, og relaterede kemisk ætsning blev præsenteret skematisk i figur 1a. Hver inset viser en scanning elektron mikroskop (SEM) billede af den tilsvarende overflade morfologi på hver enkelt procedure og et fotografi taget umiddelbart efter SRBs-udstationering. En skematisk illustration efter den samlede 5th gentagelse af enhed se...

Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous Multi-surface Anodizations and Stair-like Reverse Biases Detachment of Anodic Aluminum Oxides in Sulfuric and Oxalic Acid Electrolyte at JoVE.com

Simultaneous Multi-surface Anodizations and Stair-like Reverse Biases Detachment of Anodic Aluminum Oxides in Sulfuric and Oxalic Acid Electrolyte

Simultan multi overflade Anodizations og trappe-lignende Reverse bias udstationering af anodisk aluminium oxider i svovlsyre og oxalsyre elektrolyt

En protokol for at fabrikere nanoporous anodisk aluminium oxider via simultan multi overflader anodization efterfulgt af trappe-lignende reverse bias forsyningslinier præsenteres. Det kan anvendes igen og igen til samme aluminium substrat, udstiller en letkøbt, højtydende og miljøvenlig ren strategi.

After reporting on the two-step anodization, nanoporous anodic aluminum oxides (AAOs) have been widely utilized in the versatile fields of fundamental ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Fabrication of Nano-engineered Transparent Conducting Oxides by Pulsed Laser Deposition

Fremstilling af Nano-manipuleret ledende gennemsigtige Oxider af Impuls Laser Deposition

Nanosecond Pulsed  Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition  of metal oxides with tunable morphology, structure, ...

Fabrication of Spatially Confined Complex Oxides

Fabrikation af Rumligt Indesluttet komplekse oxider

Complex materials such as high Tc superconductors, multiferroics, and colossal magnetoresistors have electronic and magnetic properties that arise from ...

Casting Protocols for the Production of Open Cell Aluminum Foams by the Replication Technique and the Effect on Porosity

Casting Protokoller til produktion af åbne celler Aluminum Skum af replikering Teknik og effekten på Porøsitet

Metal foams are interesting materials from both a fundamental understanding and practical applications point of view. Uses have been proposed, and in many ...

Reaction Kinetics and Combustion Dynamics of I4O9 and Aluminum Mixtures

Reaction Kinetics and Combustion Dynamics of I4O9 and Aluminum Mixtures

Reaktionskinetik og forbrændingsteknik Dynamics af I<sub&gt; 4</sub&gt; O<sub&gt; 9</sub&gt; Og Aluminum Blandinger

Tetraiodine nonoxide (I4O9) has been synthesized using a dry approach that combines elemental oxygen and iodine without the introduction of hydrated ...

Experimental Procedure for Warm Spinning of Cast Aluminum Components

Eksperimentel Procedure for Warm Spinning i støbt aluminium komponenter

High performance, cast aluminum automotive wheels are increasingly being incrementally formed via flow forming/metal spinning at elevated temperatures to ...

Dielectric RheoSANS &#8212; Simultaneous Interrogation of Impedance, Rheology and Small Angle Neutron Scattering of Complex Fluids

Dielectric RheoSANS ÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã‚Â Simultaneous Interrogation of Impedance, Rheology and Small Angle Neutron Scattering of Complex Fluids

Dielektriske RheoSANS - Samtidig Forespørgsel, Impedans, Rheology og Small Angle Neutron Scattering af væsker

A procedure for the operation of a new dielectric RheoSANS instrument capable of simultaneous interrogation of the electrical, mechanical and ...

Electric-field Control of Electronic States in WS2 Nanodevices by Electrolyte Gating

Electric-field Control of Electronic States in WS2 Nanodevices by Electrolyte Gating

Elektrisk-field kontrol af elektroniske stater i WS2 Nanodevices af elektrolyt Gating

A method of carrier number control by electrolyte gating is demonstrated. We have obtained WS2 thin flakes with atomically flat surface via scotch tape ...

Enhanced Electron Injection and Exciton Confinement for Pure Blue Quantum-Dot Light-Emitting Diodes by Introducing Partially Oxidized Aluminum Cathode

Forbedret elektron injektion og Exciton indespærring for ren blå kvante-Dot lysemitterende dioder ved at indføre delvist oxideret aluminium katode

Stable and efficient red (R), green (G), and blue (B) light sources based on solution-processed quantum dots (QDs) play important roles in next-generation ...

Bulk and Thin Film Synthesis of Compositionally Variant Entropy-stabilized Oxides

Bulk og tynd Film syntese af kompositorisk Variant entropi-stabiliseret oxider

Here, we present a procedure for the synthesis of bulk and thin film multicomponent (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O (Co variant) and ...

Generation and Control of Electrohydrodynamic Flows in Aqueous Electrolyte Solutions

Generation og kontrol af Electrohydrodynamic flyder i vandig elektrolyt løsninger

To drive electrohydrodynamic (EHD) flows in aqueous solutions, the separation of cation and anion transport pathways is essential because a directed ...