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

Författarna har något att avslöja.

vänligen var medveten om alla de tillhörande material säkerhetsdatablad (MSDS) innan du börjar. Trots den miljövänliga karaktären av detta protokoll används några syror och oxidationsmedel i de motsvarande förfaranden. Dessutom använda alla lämplig personlig skyddsutrustning (labbrock, handskar, skyddsglasögon, etc.).
 1. beredning av lösningen Obs: efter fullständig tätning lösning innehållande fartygets, kraftig magnetisk omrörning till...

I detta papper visat vi framgångsrikt en lättköpt, hög avkastning och miljömässigt ren metod att fabricera nanoporösa AAOs genom SMSA och SRBs-avlossning, som kan upprepas på samma Al substratet för att avsevärt förbättra mass-producibility som liksom användbarheten av begränsad naturresurs. Som visas i flödesschemat i figur 1a, är vår AAO fabricera strategi baserad på den konventionella two-step anodisering, som ändrades på flera ytor situationen. Enskilda förfaranden f...

AAOs som bildades av anodisering Al substrat i en sur elektrolyt, har lockade stort intresse för olika grundläggande vetenskap och industri, till exempel hårt mallar för kolnanorör/nanotrådar1,2,3 , 4 , 5, energi lagring enheter6,7,8,9, bio-sensing10,11, filtrering program12,13 , 14, masker för indunstning och/eller etsning15,16,17, och kapacitiv luftfuktighet sensorer18,19,20,21 ,22, på grund av deras själv beställda bikakestruktur, hög höjd/breddförhållande nanopores och överlägsna mekaniska egenskaper23. För att tillämpa nanoporösa AAOs i dessa olika tillämpningar, bör de fristående former med ett starkt och långväga beställda rad nanopores. Strategier för att erhålla AAOs måste i detta sammanhang överväga både bildandet (Eloxering) och separation (demontering) förfaranden.
I synvinkel AAO bildandet var mild anodisering (hädanefter MA) väl etablerad enligt svavelsyra, oxalsyra och fosforsyra sura elektrolyter23,24,25,26 ,27. Dock uppvisade MA processer låg-avkastningarna av AAO tillverkning på grund av deras långsamma tillväxttakten beroende på relativt låga intensiteter av anodisk spänningar, som skulle försämras ytterligare genom en tvåstegsprocess MA för att förbättra nanopores' periodicitet28 ,29. Således, hård anodisering (HA) tekniker föreslogs som alternativ av MA genom att tillämpa högre anodisk spänningar (oxalsyra/sulfuric syra elektrolyt) eller använder mer koncentrerad elektrolyt (fosforsyra)30,31, 32,33,34,35,36,37,38,39,40. HA visar processer tydliga förbättringar av tillväxt samt återkommande arrangemang, medan resulterar AAOs blev mer ömtålig, och tätheten av nanopores reducerad30. Dessutom krävs ett dyra kylsystem för splittras joules uppvärmning orsakas av hög strömtäthet31. Dessa resultat begränsa de eventuella tillämpligheten av AAOs via HA processer.
För att separera en AAO från motsvarande ytan av Al plattan, utnyttjades selektiv kemisk etsning av återstående Al substratet mest i både MA och HA processer med hjälp av giftiga kemikalier, såsom koppar klorid35,39 ,41,42 eller kvicksilver klorid16,17,43,44,45,46, 47 , 48 , 49. dock denna metod inducerar ofördelaktiga biverkningar, t.ex., en längre reaktionstid som är proportionell mot återstående tjockleken på Al, förorening av AAO av tungmetall joner, skadliga restsubstanser till mänskliga kroppen eller naturliga miljöer , och ineffektiv användning av värdefulla resurser. Därför har många försök gjorts för att förverkliga direkt avlossning av en AAO. Även om både katodiskt spänning delaminering50,51 och anodisk spänning puls avlossning7,41,42,52, 53,54,55 presentera en merit som den återstående Al substrat kan återanvändas, den tidigare tekniken tar nästan jämförbar tid med dem i kemisk etsning metoder50. Trots tydlig minskning av handläggningstiden användes skadliga och mycket reaktiva kemikalier, för exempel butandion eller perklorsyra, som du lossar elektrolyter i den senare teknik55, där en ytterligare rengöring på grund av förändrade elektrolyten mellan anodisering och frikoppla förfarandet behövs förfarande. Speciellt, påverka den detaching beteenden och kvaliteten i de fristående AAOs allvarligt tjocklek. När det gäller AAO med relativt tunnare tjocklek, kan den fristående som innehålla sprickor och/eller öppningar.
Alla de ovan angivna experimentella tillvägagångssätten har tillämpats på en ”single-yta” av Al förlagan, exklusive yta skyddar teknisk ändamål och funktionen av konventionell teknik utställningar kritiska begränsningarna av AAO tillverkning När det gäller avkastning samt processibility, som också påverkar de eventuella tillämpligheten av den AAOs56,57.
För att tillgodose de ökande kraven i AAO-relaterade fält när det gäller lättköpt, hög avkastning och gröna teknologiska metoder, som vi tidigare rapporterat på SMSA och direkta lossnar genom SRBs enligt sulfuric56 och oxalsyra57 syra elektrolyten, respektive. Det är ett välkänt faktum att plural AAOs kan bildas på flera ytor av Al substratet nedsänkt i sura elektrolyter. Dock aktivera SRBs, en viktig skillnad av våra metoder, avskildheten av de AAOs från motsvarande flera ytor av Al substratet i samma sura elektrolyten används för de SMSAs indikerar massproduktion, enkelhet och grön tekniska egenskaper. Vi vill påpeka att SRBs-baserade avlossning är en optimal strategi för plural AAOs fabricerade av SMSAs56,57 och även gäller för relativt tunnare tjocklekar AAOs57 jämfört med katodiskt delaminering (dvs, konstant omvänd bias) på singel-ytaf ”> 51. Slutligen en enhet sekvens bestående av de SMSAs sekventiellt kombinerat med SRBs-baserade avlossning kan appliceras upprepade gånger till samma Al substratet, undvika komplicerade förfaranden och giftiga/reaktiva kemikalier, vilket förstärker fördelarna med våra strategier och även garanterar effektiv användning av naturresurser.

<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 de två steg anodisering, nanoporösa anodisk aluminiumoxider (AAOs) ofta har utnyttjats i fälten mångsidig grundläggande vetenskaper och industriella tillämpningar på grund av deras återkommande arrangemang av nanopores med relativt hög bildförhållande. Men teknikerna rapporterats hittills, som kunde endast vara giltigt för mono-ytan anodisering, Visa kritiska nackdelar, dvs, tidskrävande samt komplicerade förfaranden, som kräver giftiga kemikalier, och slösa bort värdefulla naturresurser . I detta papper visar vi en lättköpt, effektiv och miljömässigt ren metod för att fabricera nanoporösa AAOs i svavelsyra och oxalsyra syra electrolytes, som kan övervinna de begränsningar som resulterar från konventionella AAO fabricera metoder. Första, plural AAOs produceras på en gång genom samtidig flera ytor anodisering (SMSA), som anger mass-producibility för AAOs med jämförbara kvaliteter. För det andra, dessa AAOs kan skiljas från aluminium (Al) substratet genom att tillämpa trappa-liknande omvänd fördomar (SRV) i samma elektrolyten används för de SMSAs, vilket innebär enkelhet och grön teknologiska egenskaper. Slutligen kan en enhet sekvens bestående av de SMSAs sekventiellt kombinerat med SRBs-baserade avlossning användas upprepade gånger till samma Al substratet, vilket förstärker fördelarna med denna strategi och även garanterar effektiv användning av naturresurser.

Flödesschema för nth AAO fabricera sekvens som huvudsakligen består av två steg SMSAs, SRBs-avlossning, och relaterade kemisk etsning presenterades schematiskt i figur 1a. Varje infälld Visa ett svepelektronmikroskop (SEM) bild motsvarande ytan morfologi på varje enskilda förfarandet och ett fotografi taget omedelbart efter SRBs-avlossning. En Schematisk illustration efter totalt 5th upprepning av sekvensen enhet ställde...

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

Samtidiga multi surface Anodizations och trappa-liknande omvänd fördomar avlossning av anodisk aluminiumoxider i svavelsyra och oxalsyra elektrolyt

Ett protokoll för fabricera nanoporösa anodisk aluminiumoxider via samtidiga flera ytor anodisering följt av trappa-liknande omvänd fördomar detachments presenteras. Det kan användas flera gånger till samma aluminium substrat, uppvisar en lättköpt, hög avkastning och miljömässigt 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

Tillverkning av Nano-engineered transparent ledande Oxider av pulsad 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

Tillverkning av Rumsligt Självindragande komplexa 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 Protokoll för produktion av Open Cell Aluminium Skum av replikering Teknik och Effekt på Porositet

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 och Combustion Dynamics of I<sub&gt; 4</sub&gt; O<sub&gt; 9</sub&gt; Och aluminium Blandningar

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

Experimentell Förfarande för varmt Spinning av gjutna aluminiumkomponenter

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

Dielektriska RheoSANS - Samtidig förhör av impedans, reologi och liten vinkel neutronspridning av komplexa vätskor

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

Elektriska-fältet kontroll av elektroniska staterna i WS2 nanomaskiner sig av 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

Förbättrad Electron injektion och Exciton inneslutning för ren blå Quantum-Dot lysdioder genom att införa delvis oxiderade aluminium katod

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 och tunn Film syntes av sin sammansättning Variant entropi-stabiliserad 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 och kontroll av Electrohydrodynamic flödar i vattenhaltig elektrolyt lösningar

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