鈦酸鹽-TiO2復合納米管陣列結(jié)構(gòu)的制備及性能研究.pdf

1、鈦酸鹽/TiO2復合納米管結(jié)構(gòu)具有良好的物理化學性能和生物相容性,在能源和環(huán)境科學、生物材料、光電化學等領域擁有廣泛的應用前景。本論文以鈦基底上的非晶TiO2納米管為模板,采用水熱法合成鈦酸鹽/TiO2復合納米管陣列結(jié)構(gòu),對其合成機理進行了系統(tǒng)的研究,并對TiO2、鈦酸鍶、鈦酸鋅納米管陣列結(jié)構(gòu)的生物活性和成骨性能進行了系統(tǒng)的研究。主要研究結(jié)果包括以下四個方面:
　　 (1)利用電化學陽極氧化法在鈦基底上制備了非晶TiO2納米管,

2、以其為模板,在純水的溶液中水熱處理得到了TiO2納米顆粒與納米管的復合結(jié)構(gòu)及由TiO2納米顆粒組成的TiO2納米棒結(jié)構(gòu),系統(tǒng)研究了它們的光催化活性及光電化學性能。揭示了非晶的TiO2納米管轉(zhuǎn)化為TiO2納米顆粒與納米管的復合結(jié)構(gòu)及TiO2納米棒結(jié)構(gòu)的合成機理,為合成鈦酸鹽與二氧化鈦復合結(jié)構(gòu)的納米管陣列結(jié)構(gòu)提供了的前期理論基礎。
　　 (2)根據(jù)(1)提供的理論基礎,我們利用非晶的TiO2納米管為模板,在Sr(OH)2,Ba(OH

3、)2,Ca(OH)2的堿性溶液中水熱,合成了鈦酸鍶,鈦酸鋇,鈦酸鈣與二氧化鈦復合納米管陣列結(jié)構(gòu),在MAc2(M=Zn,Ni,Co)的非堿性溶液中水熱,合成了鈦酸鋅,鈦酸鎳,鈦酸鈷與二氧化鈦復合納米管陣列結(jié)構(gòu),并研究了其合成機理。
　　 (3)鈦酸鍶與二氧化鈦復合納米管陣列結(jié)構(gòu)的生物活性。利用不同陽極氧化電壓制備的非晶TiO2納米管為模板,在0.02 mol/L的Sr(OH)2溶液中200℃水熱不同時間獲得不同納米管形貌及不同Sr

4、含量的鈦酸鍶與二氧化鈦復合納米管陣列結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)研究了間質(zhì)骨髓干細胞在表面的生長情況,其研究發(fā)現(xiàn)在10V電壓下制備的TiO2納米管,在Sr(OH)2溶液中水熱處理3h得到鈦酸鍶與二氧化鈦復合納米管陣列結(jié)構(gòu),能促進間質(zhì)骨髓干細胞在其表面黏附,增殖,分化為成骨細胞,并促進其表面成骨,表現(xiàn)出最佳的生物活性。該材料在醫(yī)用鈦植入體材料以及干細胞研究中具有潛在的應用價值。
　　 (4)鈦酸鋅與二氧化鈦復合納米管陣列結(jié)構(gòu)的抗菌性能和生物活性。利