本發(fā)明屬于電化學(xué)腐蝕和電化學(xué)沉積技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多孔氧化鋁薄膜、一種co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜及其制備方法，具體地說，涉及一次氧化工藝同時(shí)制備兩片具有相同微觀結(jié)構(gòu)、宏觀呈現(xiàn)相同的虹彩條形結(jié)構(gòu)色的氧化鋁薄膜；涉及一次沉積工藝同時(shí)制備兩片具有相同微觀結(jié)構(gòu)、相同磁性漸變規(guī)律、宏觀呈現(xiàn)相同高飽和虹彩條形結(jié)構(gòu)色的co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜。

背景技術(shù)：

由于具有納米孔洞的氧化鋁薄膜是寬帶隙金屬氧化物半導(dǎo)體材料，具有熱穩(wěn)定性、抗腐蝕性、化學(xué)穩(wěn)定性和高介電常數(shù)，在有序納米結(jié)構(gòu)的合成中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著光子晶體研究的深入，關(guān)于氧化鋁薄膜的結(jié)構(gòu)色問題也有了一定的研究。1969年，diggle等人報(bào)道在可見光范圍內(nèi)，有鋁基支撐的氧化鋁薄膜當(dāng)厚度小于1μm時(shí)因光干涉作用會(huì)產(chǎn)生明亮的顏色。2007年，日本東北大學(xué)wang等人報(bào)道利用cvd技術(shù)在氧化鋁薄膜上沉積碳納米管后，制備出了顏色飽和度較高的氧化鋁薄膜。隨后，2010年，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體所趙相龍博士在碳管復(fù)合氧化鋁復(fù)合薄膜顏色的調(diào)控研究方面取得了重要進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了對(duì)碳管復(fù)合氧化鋁復(fù)合薄膜顏色的精細(xì)調(diào)控。2011年，河北師范大學(xué)孫會(huì)元教授小組采用多次氧化法制備了具有變化彩條特征的氧化鋁復(fù)合薄膜。

但是到目前為止還沒有關(guān)于一次氧化工藝制備出兩片結(jié)構(gòu)沿徑向?qū)ΨQ且具有沿徑向?qū)ΨQ的虹彩條形結(jié)構(gòu)色的多孔氧化鋁薄膜的報(bào)道；也沒有關(guān)于一次沉積工藝制備出兩片納米孔洞內(nèi)納米線密度(薄膜表面單位面積內(nèi)孔洞中納米線的條數(shù))、磁性均沿著徑向遞減分布的高飽和虹彩結(jié)構(gòu)色的多孔氧化鋁復(fù)合薄膜的報(bào)道?，F(xiàn)有的具有多彩結(jié)構(gòu)色的氧化鋁薄膜、氧化鋁復(fù)合薄膜的制備采取多次、多種制備工藝，多次氧化且只能制備出一片多彩氧化鋁薄膜或氧化鋁復(fù)合薄膜，這樣制備方法繁瑣，制備成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種多孔氧化鋁薄膜、一種co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜及其制備方法，所述多孔氧化鋁薄膜具有虹彩條形結(jié)構(gòu)色，所述氧化鋁薄膜表面分布有多個(gè)孔洞，所述孔洞的孔隙率從薄膜一端沿徑向遞減，薄膜孔深從一端沿徑向遞增；所述磁性co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜具有高飽和度漸變結(jié)構(gòu)色，且磁性沿氧化鋁薄膜徑向漸變，兩種薄膜制備方法簡單，能夠應(yīng)用于防偽、繪畫、裝飾、化妝品、顯像技術(shù)、染料敏化和太陽能電池等領(lǐng)域。

其具體技術(shù)方案為：

為便于說明，本發(fā)明所述的兩片相同多孔氧化鋁薄膜的徑向?yàn)檠趸瘯r(shí)兩個(gè)薄膜中心連線所在的薄膜直徑，且規(guī)定從兩個(gè)薄膜靠近的直徑端點(diǎn)指向直徑的另一端點(diǎn)方向?yàn)橹睆秸较?，簡稱直徑方向，再簡稱為多孔氧化鋁薄膜的徑向，注意這里的徑向?yàn)閮蓚€(gè)相反的方向；本發(fā)明所述兩片相同co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜的直徑均為與偏轉(zhuǎn)電場方向平行的直徑，規(guī)定直徑方向由偏轉(zhuǎn)電場負(fù)電位指向正電位方向，簡稱co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜徑向。

本發(fā)明所述的多孔氧化鋁薄膜具有沿徑向?qū)ΨQ的微觀結(jié)構(gòu)，同時(shí)可以呈現(xiàn)沿徑向?qū)ΨQ的虹彩條形結(jié)構(gòu)色，1～4實(shí)施例中同時(shí)展現(xiàn)一次制備工藝得到的兩片相同多孔氧化鋁薄膜，其后其他實(shí)施例中的多孔氧化鋁薄膜只展現(xiàn)氧化鋁薄膜中的一個(gè)薄膜為代表，主要利用其來說明虹彩條形結(jié)構(gòu)色隨實(shí)驗(yàn)條件的變化規(guī)律。本發(fā)明所述的多孔氧化鋁薄膜具有沿徑向?qū)ΨQ的微觀結(jié)構(gòu)；

有鑒于此，本發(fā)明一方面提供具有漸變孔隙率、漸變孔深的多孔氧化鋁薄膜，該氧化鋁薄膜通過一次氧化即可制得，制備簡單，成本較低。兩片相同多孔氧化鋁薄膜具有沿徑向?qū)ΨQ的微觀結(jié)構(gòu)，同時(shí)宏觀還可以呈現(xiàn)對(duì)稱的虹彩條形結(jié)構(gòu)色。

該種漸變孔隙率、漸變孔深的多孔氧化鋁薄膜，所述氧化鋁薄膜表面分布有多個(gè)孔洞，所述孔洞的孔隙率從薄膜一端沿徑向遞減，薄膜孔深從一端沿徑向遞增。

以上具有漸變孔隙率、漸變孔深的多孔氧化鋁薄膜的技術(shù)方案中，孔洞的孔徑較小，為幾十納米，呈點(diǎn)陣排布?？刂瓶咨钜允沟醚趸X薄膜的厚度滿足一定的變化規(guī)律時(shí)，例如氧化鋁薄膜的總體厚度在1微米以下，這時(shí)氧化鋁薄膜可產(chǎn)生條形的虹彩結(jié)構(gòu)色。此外，氧化鋁薄膜的制備中控制不同的氧化電壓或不同的氧化時(shí)間或不同的對(duì)電極之間距離，能較好地得到呈現(xiàn)不同條形虹彩結(jié)構(gòu)色的多孔氧化鋁薄膜。虹彩的結(jié)構(gòu)色是由于復(fù)色光(例如自然光)經(jīng)薄膜的上表面和下表面反射后相互干涉使得組成復(fù)色光相互分離而產(chǎn)生。條形色彩和疏密程度可控制。

本發(fā)明第二方面提供一種漸變孔隙率、漸變孔深的多孔氧化鋁薄膜制備方法，該方法采用一次氧化法，使得制備簡單，成本較低。

一種如上述的多孔氧化鋁薄膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)對(duì)鋁箔進(jìn)行預(yù)處理；

(2)將經(jīng)預(yù)處理后的兩片鋁箔作為陽極連同與該陽極平行的對(duì)電極置入電解液中進(jìn)行電氧化；

優(yōu)選地，所述對(duì)電極為碳棒，碳棒其易獲得，價(jià)格低；

優(yōu)選地，所述預(yù)處理后的兩片鋁箔氧化時(shí)處于一個(gè)平面內(nèi)，上下放置，且兩個(gè)鋁箔中心連線與對(duì)電極對(duì)稱平行放置；

優(yōu)選地，所述預(yù)處理后的兩片鋁箔氧化時(shí)上下放置，且兩個(gè)鋁箔中心距離為1.8～3cm；

優(yōu)選地，所述處理后鋁箔與對(duì)電極碳棒之間的距離為4～6cm；

優(yōu)選地，所述電氧化的時(shí)間為20s～30min，所述電氧化的電壓為100～140v，所述電氧化的電流為40～120ma；

優(yōu)選地，所述電氧化的電壓為110～140v，電氧化的時(shí)間為20s～300s時(shí)制得條形虹彩結(jié)構(gòu)色的氧化鋁薄膜；

優(yōu)選地，所述電解液為4.75～5.25wt％的磷酸；

優(yōu)選地，所述預(yù)處理按照從前至后的順序依次包括剪裁、清洗、退火和電化學(xué)拋光。

值得說明的是，步驟(2)中選擇合適氧化電壓、氧化時(shí)間及對(duì)電極之間距離，即可得到具有虹彩條形的結(jié)構(gòu)色的氧化鋁薄膜，且條形的虹彩疏密程度可控。兩片預(yù)處理鋁箔平行電解槽的側(cè)壁放置，且上下位置、在一個(gè)平面內(nèi)，而對(duì)電極(例如可以為碳棒)與兩鋁箔中心連線對(duì)稱平行放置。

本發(fā)明第三方面提供的一次電沉積工藝同時(shí)制備出兩片相同co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜，所述復(fù)合薄膜包括co納米線和多孔氧化鋁薄膜，所述co納米線位于所述多孔氧化鋁薄膜的納米孔洞中，其中co納米線生長于多孔氧化鋁薄膜的底部，co納米線密度分布沿徑向遞減。

本發(fā)明提供的co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜將co納米線沉積到多孔氧化鋁薄膜的納米孔洞中，使得多孔氧化鋁薄膜具有磁性，并且由于沉積到多孔氧化鋁薄膜納米孔洞中的co納米線密度沿徑向遞變分布，產(chǎn)生所述磁性沿多孔氧化鋁薄膜徑向遞減。

所述磁性co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜中co納米線的密度沿徑向遞變分布。

所述多孔氧化鋁薄膜的厚度為1μm以下，如0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm或0.9μm等。

厚度在1μm以下的多孔氧化鋁薄膜具有單一結(jié)構(gòu)色，co納米線沉積到具有單一結(jié)構(gòu)色的多孔氧化鋁薄膜孔洞中，使得多孔氧化鋁薄膜的折射率增加，并且使得鋁和氧化鋁界面的反射光強(qiáng)減弱，從而薄膜顏色飽和度提高，并且由于co納米線的密度沿薄膜直徑方向遞變分布，因此所述復(fù)合薄膜能夠呈現(xiàn)高飽和虹彩漸變結(jié)構(gòu)色。

本發(fā)明第四方面提供了一種如上所述的兩片相同co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜的制備方法，所述制備方法為：將兩片微結(jié)構(gòu)均勻的(孔深和孔徑相同)多孔氧化鋁薄膜處于一個(gè)平面內(nèi)，上下放置，且兩個(gè)鋁箔中心連線與對(duì)電極對(duì)稱平行置于含1有co離子的電解液中，在施加偏轉(zhuǎn)電場下進(jìn)行交流電沉積，得到兩片相同co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜。

本發(fā)明所述偏轉(zhuǎn)電場由兩個(gè)平行放置的碳片加直流電壓得到。

本發(fā)明提供的兩片相同co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜制備方法簡單，只需一次交流電沉積即可制得co納米線密度沿薄膜徑向遞變分布，成本較低。

所述交流電沉積的電壓為11～13v，如11v、11.5v、12.0v、12.5v、13.0v、等。

所述偏轉(zhuǎn)電場的電壓為4～6v，如4.1v、4.2v、4.3v、4.4v、4.5v、4.6v、4.7v、4.8v、4.9v、5.0v等。

優(yōu)選地，所述偏轉(zhuǎn)電場的對(duì)電極之間的距離為6～9cm，如6.5cm、7cm或7.5cm等。

對(duì)單一結(jié)構(gòu)色多孔氧化鋁薄膜在偏轉(zhuǎn)電場下進(jìn)行交流電沉積金屬co，在多孔氧化鋁薄膜納米孔洞中形成co納米線，使得復(fù)合薄膜折射率增加，同時(shí)減弱了鋁和氧化鋁界面的反射光強(qiáng)，從而提高了薄膜顏色的飽和度。在電沉積過程中，偏轉(zhuǎn)電場對(duì)co離子有電場力作用，使co納米線密度沿薄膜徑向遞變分布，從而co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜呈現(xiàn)高飽和度虹彩漸變結(jié)構(gòu)色，且磁性沿薄膜徑向遞變。

優(yōu)選地，所述偏轉(zhuǎn)電場的對(duì)電極為碳片，兩個(gè)平行于沉積對(duì)電極中心連線的碳片，加直流電壓得到垂直于沉積co離子運(yùn)動(dòng)軌跡的電場，使其發(fā)生偏轉(zhuǎn)。方法簡單，并且碳片其易獲得，價(jià)格低。

優(yōu)選地，所述多孔氧化鋁薄膜與其對(duì)電極平行放置。

所述交流電沉積的時(shí)間為30～60s，如31s、32s、33s、34s、35s、36s、37s、38s或39s等。

優(yōu)選地，所述含有co元素的電解液為含有coso4的溶液，優(yōu)選濃度為0.10mol/l～0.14mol/l的coso4溶液，如0.11mol/l、0.12mol/l、0.13mol/l或0.14mol/l的coso4溶液；進(jìn)一步優(yōu)選地，所述含有co元素的電解液中還含有硼酸，所述硼酸的濃度為0.37mol/l～0.41mol/l，如含有0.38mol/l、0.39mol/l、0.40mol/l或0.41mol/l等的硼酸。

具有漸變孔隙率、漸變孔深的兩片相同多孔氧化鋁薄膜；具有漸變磁性、漸變高飽和結(jié)構(gòu)色的兩片相同co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明的氧化鋁薄膜表面分布有多個(gè)孔洞，所述孔洞的孔隙率從薄膜一端沿徑向遞減，孔深從一端沿徑向遞增。將預(yù)處理的兩片鋁箔同時(shí)進(jìn)行一次電氧化便可制得，只需通過一次氧化工藝即可制備出兩片沿徑向具有對(duì)稱的微觀結(jié)構(gòu)、同時(shí)宏觀可以呈現(xiàn)沿徑向?qū)ΨQ的虹彩條形結(jié)構(gòu)色的氧化鋁薄膜。簡化了制備流程，降低了制備成本。

2、本發(fā)明提供的兩片相同co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜中co納米線密度分布沿薄膜徑向遞變。從而co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜呈現(xiàn)高飽和度虹彩漸變結(jié)構(gòu)色，且磁性沿薄膜徑向遞變。其兩片相同復(fù)合薄膜僅一次交流沉積工藝即可制得，制備方法簡單，成本較低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明制備氧化鋁薄膜、氧化鋁復(fù)合薄膜，除電源外的電化學(xué)氧化裝置分立元件示意圖；

圖2是本發(fā)明制備多孔氧化鋁薄膜除電源外氧化過程裝置示意圖；

圖3是本發(fā)明制備co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜除電源外沉積過程裝置示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例4的氧化鋁薄膜的反射光譜圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例4的氧化鋁薄膜表面sem圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例4的氧化鋁薄膜的截面sem圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例1～4的氧化鋁薄膜數(shù)碼照片圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例5、6和4的氧化鋁薄膜數(shù)碼照片圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例7、8和4的氧化鋁薄膜數(shù)碼照片圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例11制得的co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜能譜圖；

圖11為本發(fā)明實(shí)施例11制得的co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜的表面sem圖；

圖12為本發(fā)明實(shí)施例11制得的co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜的截面sem圖；

圖13是本發(fā)明實(shí)施例11制得的co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜的反射光譜圖；

圖14是本發(fā)明實(shí)施例11制得的co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜磁化曲線；

圖15為本發(fā)明實(shí)施例9、10和11的納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜數(shù)碼照片圖。

圖中：1—電解槽；2—硅膠墊；3—鋁箔(氧化鋁薄膜)；4—銅電極；5—緊固螺旋；6—碳棒；7—碳片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。

以下實(shí)施例中采用的設(shè)備型號(hào)及生產(chǎn)廠家如下：

超聲波清洗機(jī)(型號(hào)ps-08a，深圳恒力超聲波設(shè)備有限公司)；

石英管式爐(型號(hào)htl1100-60，合肥科晶材料技術(shù)有限公司)；

直流電源(型號(hào)為dc-1760，合肥達(dá)春電子有限公司)；

數(shù)碼相機(jī)(型號(hào)為eos600d，佳能中國有限公司)；

掃描電鏡(型號(hào)為s-4800，日本hitachi公司)；

紫外可見分光光度計(jì)(型號(hào)為日立u-3010，日本日立公司)；

物理性能測試系統(tǒng)(型號(hào)為ppms-6000，美國quantumdesign公司生產(chǎn))。

實(shí)施例1

根據(jù)以下步驟制備氧化鋁薄膜：

(1)把純度為99.999％，厚度為0.3mm的高純鋁箔剪成2cm左右的圓片，壓平后放在丙酮溶液中超聲波清洗30分鐘，隨后放入酒精中超聲清洗30分鐘，最后在去離子水中反復(fù)沖洗，晾干后放置在石英管式爐中，在400℃真空退火2h，冷卻至室溫。然后對(duì)退火后的高純鋁箔進(jìn)行電拋光處理，電拋光液為體積比1：4的hcio4與無水乙醇的混合液，以鋁箔作為陽極，碳棒作為陰極，在電壓20v左右進(jìn)行電氧化50s，對(duì)鋁箔進(jìn)行拋光。

(2)將拋光后的兩片高純鋁箔按照?qǐng)D1順序放置于電解槽中作為陽極，以長8cm、直徑為6mm的碳棒為對(duì)電極，陽極與對(duì)電極碳棒之間距離為4cm，電解液為5wt％的磷酸溶液，在100v的電壓下進(jìn)行氧化，氧化時(shí)間50s后便制得具有漸變孔隙率、漸變孔深的兩片相同多孔的氧化鋁薄膜。

實(shí)施例2

除了步驟(2)中氧化電壓為110v，其他條件與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例3

除了步驟(2)中氧化電壓為120v，其他條件與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例4

除了步驟(2)中氧化電壓為130v，其他條件與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例5

除了步驟(2)中氧化時(shí)間為30s，其他條件與實(shí)施例4相同。

實(shí)施例6

除了步驟(2)中氧化時(shí)間為40s，其他條件與實(shí)施例4相同。

實(shí)施例7

除了步驟(2)中陽極與對(duì)電極碳棒之間距離為8cm，其他條件與實(shí)施例4相同。

實(shí)施例8

除了步驟(2)中陽極與對(duì)電極碳棒之間距離為6cm，其他條件與實(shí)施例4相同。

實(shí)施例9

(1)步驟與實(shí)施例1(1)步驟相同。

(2)除了氧化電壓為20v，氧化時(shí)間為12min，陽極與對(duì)電極碳棒之間距離為12cm，其他條件與具體操作與實(shí)施例1(2)步驟相同，制備得到“孿生”多孔的氧化鋁薄膜。

(3)將步驟(2)制備的多孔氧化鋁薄膜放置本發(fā)明的電解槽中置入0.12mol/l的coso4電溶液中，電壓為12v，電沉積時(shí)間為30s，電極間距為10cm，進(jìn)行交流電沉積，同時(shí)加偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)電壓為4v，得到磁性co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜。

實(shí)施例10

除了步驟(3)中在進(jìn)行交流電沉積，同時(shí)加偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)電壓為5v，其他條件與實(shí)施例9相同。

實(shí)施例11

除了步驟(3)中偏轉(zhuǎn)電壓為6v，其他條件與實(shí)施例9相同。

采用數(shù)碼相機(jī)對(duì)實(shí)施例1～11制得的氧化鋁薄膜、氧化鋁復(fù)合薄膜進(jìn)行拍照；采用掃描電鏡對(duì)實(shí)施例4、11制得的兩片相同多孔氧化鋁薄膜、兩片相同氧化鋁復(fù)合薄膜其中的一片表面和截面形貌進(jìn)行表征；采用紫外可見分光光度計(jì)對(duì)實(shí)施例4、11制得的兩片相同多孔氧化鋁薄膜、兩片相同氧化鋁復(fù)合薄膜其中的一片進(jìn)行反射光譜的測試。

如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例1～11的兩片相同薄膜的制備裝置圖。該裝置的一個(gè)側(cè)壁上，上、下分別開有一個(gè)圓孔，用來放置和固定鋁箔(或氧化鋁薄膜)作為氧化、沉積陽極。兩個(gè)鋁箔(或氧化鋁薄膜)中心連線垂直裝置底面；

如圖2所示，是本發(fā)明制備多孔氧化鋁薄膜除電源外氧化過程裝置示意圖。以平行兩個(gè)鋁箔中心連線對(duì)稱放置的碳棒作為對(duì)電極，兩電極之間距離為4～8cm。電化學(xué)氧化時(shí)，碳棒接電源負(fù)極，兩個(gè)銅電極并接在電源正極；

如圖3所示，是本發(fā)明制備co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜除電源外沉積過程裝置示意圖。以平行兩個(gè)氧化鋁薄膜中心連線對(duì)稱放置的碳棒作為對(duì)電極，電化學(xué)沉積時(shí)，兩碳片分別接偏轉(zhuǎn)直流電源的正負(fù)極。

如圖4所示，為本發(fā)明實(shí)施例4的氧化鋁薄膜的反射光譜圖。反射光譜中波長依次為：392nm、473nm、579nm和716nm，其對(duì)應(yīng)的顏色依次紫、藍(lán)、黃和紅色，這與實(shí)施例4數(shù)碼照片中的顏色相符。

如圖5所示，為本發(fā)明實(shí)施例4的氧化鋁薄膜表面sem圖。圖3中a、b、c依次為實(shí)施例4的氧化鋁薄膜沿徑向不同位置的電鏡表面照片，孔隙率沿徑向依次減小。

如圖6所示，為本發(fā)明實(shí)施例4的氧化鋁薄膜的截面sem圖。圖4中a、b、c依次為實(shí)施例4的氧化鋁薄膜沿徑向不同位置的電鏡截面照片，薄膜厚度分別為：413nm、500nm、540nm，孔洞深度沿徑向依次增加。

如圖7所示，為本發(fā)明實(shí)施例1～4的兩片相同多孔氧化鋁薄膜數(shù)碼照片圖。圖7a(1)、a(2)～d(1)、d(2)，依次為實(shí)施例1、2、3、4的兩片相同多孔氧化鋁薄膜數(shù)碼照片。此圖說明，一次氧化同時(shí)制備出的兩個(gè)多孔氧化鋁薄膜具有相同條形結(jié)構(gòu)色，從而間接證明兩片相同多孔氧化鋁薄膜具有相同微觀結(jié)構(gòu)。并且在對(duì)電極之間距離均為4cm、相同氧化時(shí)間條件下，隨著氧化電壓的增加，形成氧化鋁薄膜厚度的梯度增加，導(dǎo)致彩色條數(shù)增加且色彩豐富。圖7(a)為兩片相同多孔氧化鋁薄膜徑向相同時(shí)的數(shù)碼照片；圖7(b)為兩片相同多孔氧化鋁薄膜徑向相反時(shí)的數(shù)碼照片，該照片的徑向和實(shí)驗(yàn)時(shí)氧化鋁薄膜的徑向是一致的。

如圖8所示，為本發(fā)明實(shí)施例5、6和4的兩片相同多孔氧化鋁薄膜數(shù)碼照片圖，圖8a～c依次為實(shí)施例5、6和4的兩片相同多孔氧化鋁薄膜數(shù)碼照片。但需說明，因?yàn)閮善嗤趸X薄膜顏色分布基本一樣，所以只給出了每實(shí)施例中兩片相同薄膜的其中一個(gè)薄膜照片。由左至右依次為實(shí)施例5、6和4，在對(duì)電極之間距離均為4cm、相同氧化電壓條件下，隨著氧化時(shí)間的增加，形成氧化鋁薄膜厚度的梯度增加，導(dǎo)致彩色條數(shù)增加且色彩豐富。

如圖9所示，為本發(fā)明實(shí)施例7、8和4的兩片相同多孔氧化鋁薄膜數(shù)碼照片圖，圖9a～c依次為實(shí)施例7、8和4的兩片相同多孔氧化鋁薄膜數(shù)碼照片。但需說明，因?yàn)閮善嗤趸X薄膜顏色分布基本一樣，所以只給出了實(shí)施例中兩片相同薄膜的其中一個(gè)薄膜照片。由左至右依次為實(shí)施例7、8和4，在氧化電壓、氧化時(shí)間均相同條件下，隨著對(duì)電極之間距離從8cm減到6cm再減到4cm，兩片相同多孔氧化鋁薄膜從單一顏色轉(zhuǎn)變?yōu)闂l形彩色，并且彩色條數(shù)增加且色彩豐富。

如圖10所示，為本發(fā)明實(shí)施例11的兩片相同co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜的能譜圖，圖中顯示復(fù)合薄膜中有co存在。

如圖11所示，為本發(fā)明實(shí)施例11制得的兩片相同co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜沿直徑不同顏色區(qū)域?qū)?yīng)的表面sem圖。其中圖11(a)、(b)、(c)分別為沿直徑不同顏色區(qū)域(對(duì)應(yīng)圖15c(2)數(shù)碼照片d、e、f區(qū)域)對(duì)應(yīng)的sem表面照片。從圖中可以看出，co納米線均沉積在氧化鋁薄膜的納米孔洞中。

如圖12所示，為本發(fā)明實(shí)施例11制得的兩片相同co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜沿直徑方向不同顏色區(qū)域?qū)?yīng)的截面sem圖。其中圖12(a)、(b)、(c)分別為沿直徑不同顏色區(qū)域(對(duì)應(yīng)圖15c(2)數(shù)碼照片d、e、f區(qū)域)對(duì)應(yīng)的sem截面照片。從圖中可以看出，復(fù)合薄膜厚度為：380nm，復(fù)合薄膜底部的co納米線長度近似相同，約為260nm，但co納米線密度分布沿徑向遞減。

如圖13所示，為本發(fā)明實(shí)施例11制得的兩片相同co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜的反射光譜圖。從圖中可以看出，反射光譜中波峰位置對(duì)應(yīng)的波長分別為459nm和600nm，在可見光范圍內(nèi)所對(duì)應(yīng)的顏色分別為藍(lán)和黃橙色。這與圖15c實(shí)施例11樣品數(shù)碼照片顯示顏色一致。

如圖14所示，為本發(fā)明實(shí)施例11制得的兩片相同co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜沿直徑不同顏色區(qū)域?qū)?yīng)的磁化曲線。其中a、b、c分別對(duì)應(yīng)圖15c(2)數(shù)碼照片d、e、f區(qū)域的磁化曲線。外加磁場方向?yàn)槠叫衏o納米線方向時(shí)，外加磁場強(qiáng)度為8000oe時(shí)，達(dá)到飽和。從圖中可以看出，所述co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜的磁性沿徑向逐漸減小，飽和磁化強(qiáng)度分別為150、130和118emu/cm³，與圖12中底部co納米線密度沿徑向遞減相吻合。

如圖15所示，為本發(fā)明實(shí)施例9～11制得的兩片相同co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜數(shù)碼照片圖。圖15a(1)、a(2)～c(1)、c(2)，依次為實(shí)施例9、10、11的兩片相同多孔氧化鋁復(fù)合薄膜數(shù)碼照片。從圖中可以看出，使用相同的氧化鋁模板，沉積電壓、沉積時(shí)間均相同的情況下，隨偏轉(zhuǎn)電壓增加形成了不同的高飽和度的虹彩漸變結(jié)構(gòu)色的co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜。

以上實(shí)施例具有孔深漸變的多孔氧化鋁薄膜的孔洞的孔徑在納米尺寸，是一種良好的載體，以該氧化鋁薄膜的孔洞作為模板，生長納米材料可應(yīng)用于許多類型反應(yīng)的催化劑，例如目前制備碳納米管所用催化劑有些將堿土、稀土金屬氧化物負(fù)載于載體上，但還沒有出現(xiàn)以孔深漸變的的氧化鋁薄膜為載體的報(bào)道。以上實(shí)施例說明本發(fā)明提供的co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜具有沿直徑方向漸變的磁性和高飽和度虹彩漸變結(jié)構(gòu)色，所述co納米線/多孔氧化鋁復(fù)合薄膜同時(shí)具有光學(xué)和磁學(xué)特性，在防偽、繪畫、裝飾、化妝品、顯像技術(shù)、染料敏化及太陽能電池方面具有巨大的應(yīng)用前景，而且對(duì)開辟氧化鋁薄膜在其他新領(lǐng)域應(yīng)用也具有重要意義。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術(shù)方案的簡單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。