幅值步进的电流波形对3D-AAO结构的影响

阳极氧化过程中使用不同的电流波形可以调制阳极氧化铝(AAO)多孔结构。使用电流幅值逐渐增加的改良间断锯齿状脉冲在磷酸电解液中对铝片进行脉冲阳极氧化,制备了孔径和周期长度都逐渐增加的3D-AAO纳米孔结构。通过改变幅值步进(ΔI)和周期时间(T)可以精确控制3D-AAO纳米孔的几何结构。结果表明,随着ΔI的增加,得到了三种不同的纳米孔结构,且周期结构调制越来越明显。通过改变T,发现若T太小,则不足以形成与电流波形形状对应的微观结构。随着T的增大,会出现周期内分层的“Y”型分支纳米孔结构,且可能在一个周期内出现两个分支。分支长度随着电流幅值的增加而增加。通过分析阳极氧化电压-时间(U-T)图像发现,一个周期内氧化电压有两个极大值和极小值,极大值和极小值的比值决定了一个周期纳米孔的分支个数。这些新颖和定制的纳米结构可以广泛应用于光子晶体、药物传递,传感等领域。

电流脉冲阳极氧化过程中氧化电压对氧化铝光子晶体结构的影响

多孔阳极氧化铝(AAO)的微观结构对其自身的性能有重要影响.使用指数型电流脉冲和非对称锯齿状电流脉冲在磷酸电解液中对高纯铝箔进行周期性脉冲阳极氧化,制备了具有锥型和棒槌型孔结构的三维AAO(3D-AAO)薄膜.通过改变非对称锯齿状电流脉冲的幅值成功实现了对3D-AAO纳米孔的调控,使纳米孔结构由棒槌型转变为"Y"型分支结构.结合样品的扫描电镜图片与氧化电压—时间(V—T)图像分析了电流脉冲阳极氧化过程中氧化电压对3D-AAO纳米孔结构产生的影响.分析结果表明,通过改变电流脉冲的幅值可以改变氧化电压最大值与最小值的差值,从而可以调节每个周期内高压氧化阶段和低压氧化阶段的氧化时间,实现了对3D-AAO纳米孔结构的调控.这些具有结构调制的3D-AAO薄膜可以用于具有优异电磁性能的新型纳米线或纳米管的模板的制造方面.

AAO-MBR工艺污水处理系统中消毒副产物前体物变化规律

为探究DBPs (消毒副产物)前体物在污水处理过程中的变化情况,采用超滤膜和XAD大孔吸附树脂将AAO-MBR工艺沿程出水中DOM (溶解性有机物)进行分离,并利用3D-EEM (三维荧光光谱)对分离前后水样进行表征,同时测定DBPFP (消毒副产物生成势).结果表明:(1)沉砂池出水具有较低的C-DBPFP (含碳消毒副产物生成势);经过AAO和MBR后,由于微生物代谢作用生成的疏水性SMPs (微生物代谢产物)类物质(为主要的C-DBPs前体物质)包含较多不饱和键,导致C-DBPFP增加.(2)沉砂池出水的N-DBPFP (含氮消毒副产物生成势)较低,但经过AAO后生成的小分子物质(为主要的N-DBPs前体物)导致N-DBPFP增加;经过MBR后由于SRT(污泥停留时间)和污泥浓度的增加造成小分子物质减少,致使N-DBPFP降低.(3)市政污水经过AAO后,C-DBPs和N-DBPs前体物分别增加了90. 9%和7. 3%;而MBR具有较高的DOC去除率(74. 4%),去除了56. 8%的C-DBPs前体物和78. 1%的N-DBPs前体物.研究显示,AAO-MBR工艺对市政污水中C-DBPs和N-DBPs前体物有较好地去除效果.