TiO2納米管陣列的形成與孔參數(shù)控制.pdf

1、TiO2納米管陣列薄膜的納米管高度有序、比表面積高，其特殊結(jié)構(gòu)所衍生的突出物理化學(xué)特性在氣敏、光催化、光解水特別是染料敏化太陽(yáng)能電池的光陽(yáng)極領(lǐng)域具備很大的應(yīng)用潛力。然而，目前利用鈦片陽(yáng)極氧化所制備的TiO2納米管孔徑較小，一端封閉，管與管之間相互粘結(jié)，影響了其效率的發(fā)揮，限制了應(yīng)用領(lǐng)域。通過(guò)擴(kuò)大納米管的管徑、通透管的底部以及增加管與管之間的間隙是提高納米管薄膜效率的重要途徑。本課題以擴(kuò)大納米管的管徑為目標(biāo)，采用鈦片的原位陽(yáng)極氧化技術(shù)，通

2、過(guò)調(diào)整氧化工藝參數(shù)制備大孔徑TiO2納米管陣列薄膜，同時(shí)采用液相沉積-模板法探討制備大孔徑TiO2納米管陣列薄膜的途徑。
　　 以不同純度和晶粒尺寸的鈦為基片，改變電壓、電解液濃度等工藝條件，采用鈦片原位陽(yáng)極氧化制備TiO2納米管陣列薄膜。在300V時(shí)，以乙二醇+0.05wt％NH4F+5％volH2O為電解液，氧化0.5h獲得了結(jié)構(gòu)規(guī)則有序且外徑約262nm的納米管陣列薄膜。
　　 在AAO模板的制備中，研究了電解液種

3、類、氧化電壓、電解液濃度對(duì)AAO模板性能的影響。發(fā)現(xiàn)在電解液中加入無(wú)水乙醇可以降低陽(yáng)極氧化的電流密度，提高反應(yīng)電壓，制備大孔徑AAO模板。以磷酸和無(wú)水乙醇的體積比例為1∶1.25的混合溶液為電解液，電壓150V，反應(yīng)時(shí)間2h可制備得到孔徑110nm、孔間距300nm的AAO模板。
　　 利用液相沉積-模板法成功制備了有序TiO2納米管陣列薄膜。結(jié)果表明，在大孔徑的AAO模板中獲得的是納米管結(jié)構(gòu)，而在小孔徑的AAO模板中容易獲得納