單節(jié)點與多節(jié)點TiO2納米管陣列的制備及形態(tài)控制.pdf

1、TiO2因其活性好、穩(wěn)定性和生物相容性高等優(yōu)點成為備受重視的一種光催化劑。與粒狀TiO2相比，TiO2納米管具有更大的比表面積、更高的催化活性和附著能力，在光解水制氫、污水處理、太陽能敏化電池等方面有很高的研究和應用價值。但是由于TiO2帶隙較寬(3.2～3.6eV)，光催化過程中只能吸收太陽光中含量很少的紫外光，不能吸收可見光，光電轉換效率低。為降低TiO2的能帶帶隙需要對納米管的結構進行改良，增加納米管陣列的比表面積。
　　本

2、文利用NH4F的乙二醇有機電解質溶液，對純鈦進行電化學陽極氧化，制備不同形貌結構的TiO2納米管陣列;討論不同因素對納米管陣列形貌的影響，確定最佳制備工藝;研究不同形貌納米管陣列的形成機理。使用掃描電子顯微鏡和X射線衍射儀對納米管陣列進行形貌和物相表征。
　　研究結果表明:管狀形貌的形成是由于氧化開始后電壓擊穿純鈦表面氧化膜形成微孔，純鈦基底在微孔處與電解液發(fā)生電化學陽極氧化。電壓持續(xù)作用在微孔處氧化反應不斷進行，微孔橫向擴大為管

3、狀形貌縱向垂直鈦基底生長，最終形成規(guī)整的納米管陣列結構;與直流低壓相比脈沖高壓條件下所制得的納米管陣列更加均勻規(guī)則、形成時間更短、納米管生長效率更高且形貌可控性強。經多次正交實驗確定制備納米管陣列的最佳制備工藝。在脈沖高壓下經多次陽極氧化可制備比表面積更大的多節(jié)點TiO2納米管陣列，由于F離子濃度梯度的存在導致了納米管的分層狀形貌。
　　脈沖電壓條件下，脈沖高低電壓交替氧化制備出竹節(jié)狀納米管陣列，其比表面積比多節(jié)點狀納米管陣列更大