TiO2納米管陣列的制備及其修飾.pdf

1、納米材料的結(jié)構(gòu)很大程度上決定了該材料的應(yīng)用性。陽(yáng)極氧化法制備TiO2納米管陣列具有高度有序、機(jī)械強(qiáng)度高、可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)。但TiO2的禁帶寬度較大，使其僅在紫外光區(qū)有較高的利用效率，而此缺點(diǎn)大大限制了TiO2納米管的應(yīng)用范圍。因此，合成高度有序、可循環(huán)利用的納米TiO2，并對(duì)其進(jìn)行修飾，進(jìn)而改善納米管的性能拓展其應(yīng)用范圍，在納米二氧化鈦的合成和實(shí)際應(yīng)用中都有著重要的意義。
　　本文采用陽(yáng)極氧化法，通過(guò)改變電解液的組成、氧化步驟、氧

2、化電壓、氧化時(shí)間、陰極材料等反應(yīng)條件，制備得到了高度有序的TiO2納米管陣列。首先分別利用化學(xué)聚合法和恒電位法制備了聚苯胺修飾的TiO2納米管，最后通過(guò)化學(xué)鍍鎳制備了鎳-納米管復(fù)合材料?？疾炝诵揎椃椒ā⒎磻?yīng)時(shí)間等因素對(duì)復(fù)合材料形貌的影響，確定了形貌控制的最佳條件。并通過(guò)X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X-射線能譜儀(EDS)、傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)、紫外-可見(jiàn)-近紅外光譜(UV-Vis-NIR)以及電化學(xué)工作

3、站等方法對(duì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以0.5％ NH4F和1％水的乙二醇混合溶液為電解質(zhì)，錫為陰極，采用兩步陽(yáng)極氧化法，在20V氧化電壓下，反應(yīng)3h制得的納米管有序度最高、機(jī)械強(qiáng)度最好、孔徑最為均勻，管長(zhǎng)約為4μm，管徑約為100nm。對(duì)450℃煅燒3h后的樣品進(jìn)行XRD和EDS表征，結(jié)果顯示納米管主要成分是銳鈦晶型的TiO2。通過(guò)化學(xué)聚合法和恒電位聚合法，制備了聚苯胺修飾的TiO2納米管陣列，確定恒電位法為制備聚苯胺-

4、納米管復(fù)合物的最優(yōu)方法。對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行SEM、XRD的表征證明納米管晶型未發(fā)生改變，依舊以銳鈦礦型為主。UV-Vis-NIR光譜顯示，該復(fù)合材料在可見(jiàn)光區(qū)有更大的吸收強(qiáng)度。以羅丹明B溶液為降解物，研究了其光催化性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明聚合時(shí)間為10min的復(fù)合納米管具有最佳的光催化性能和電化學(xué)活性。采用化學(xué)鍍的方法制備了鎳-TiO2納米管復(fù)合物，對(duì)TiO2納米管進(jìn)行了改性。探究了反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)鍍制備Ni-TiO2納米管復(fù)合物影響，結(jié)果顯示最佳