阳极氧化法制备纳米二氧化钛阵列管毕业论文

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1、毕业论文阳极氧化法制备纳米二氧化钛阵列管阳极氧化法制备纳米二氧化钛阵列管摘要二氧化钛纳米管阵列(TiO2-NTs)作为光催化材料受到了广泛的关注，因为其特殊的管状结构和大的比表面积，能够提供更多的反应活性位和电荷迁移和转换的通道，使得光催化效果显著提高。然而由于TiO2吸收光谱较窄、太阳能利用率低、电子与空穴复合几率高等降低了其实用价值。目前解决这一问题的主要方法是对TiO2-NTs掺杂和表面修饰，将光催化和电化学技术相结合，采用光电催化技术使其性能得以充分发挥。基于此，本文致力于TiO2纳米管阵列的制备与表面修饰改性，以期得到可见光响应的半导体材料,研究

2、的主要内容和结果如下：首先，以阳极氧化法制备TiO2-NTs，通过控制工艺条件，如氧化电压、生长时间和煅烧温度等对TiO2-NTs结构进行调控，并讨论其表面结构、管长和结晶状况对TiO2-NTs光电催化的性能影响。结果表明电化学阳极氧化法制得的TiO2纳米管阵列膜具有优异的光电催化性能，大的比表面积和适度的管长以及高度结晶的锐钛矿相是影响催化活性的三个重要因素。其次，在阳极氧化液中加入适量柠檬酸对TiO2-NTs掺杂，在最佳制备条件下制备TiO2-NTs，将光催化和电化学技术相结合,采用光电催化技术使其性能得以提升。结果表明在加入柠檬酸浓度为0.01M时T

3、iO2纳米管阵列光电催化效果最好。关键词：纳米TiO2阵列管；阳极氧化法；光电催化；掺杂AnodicoxidationofnanotitaniumdioxidepreparedbythearrayAbstractInrecentyears,alignedTiO2nanotubearrays(TiO2-NTs)havegeneratedconsiderablescientificinterestowingtotheirremarkableproperties,suchasalargeinternalsurfaceareaandthespecialnanotu

4、bularstructures,whichprovidelotsofreactionactivesitesandexcellentelectronpercolationpathwaysforvectorialchargetransferbetweeninterfaces.However,thepracticalapplicationofpureTiO2-NTsislimitedbyitslargebandgap(3.2eVforanatase)andafastrecombinationrateofphoto-generatedelectron-holepa

5、irs.Manyrouteshavebeenexploredtoovercomesuchanimpediment,suchasiondoping,noblemetaldepositionandnarrowband-gapsemiconductorscoupling.Recently,photoelectrocatalysiswasprovedasafeasibleroutetosolvingthetoughproblemoftherecombinationofphoto-generatedelectron-holepairs.Theresearchisde

6、dicatedtopreparingTiO2-NTsbyanodicoxidationmethod,thenmodifyingitssurfacewithuniformlydispersednoblemetalsandsemiconductorusingvariousappropriatemethods.Firstofall,TiO2-NTs,preparedbyanodicoxidationmethodbycontrollingtheprocessconditions,suchasoxidationvoltage,thegrowthtimeandcalc

7、inationtemperaturetoadjustandcontrolstructureofTiO2-NTs,anddiscussitssurfacestructure,lengthandcrystallizationofTiO2-NTsphotoelectriccatalysisperformanceimpact.Resultsshowedthattheelectrochemicalanodicoxidationmethod,TiO2nanotubearrayfilmwithexcellentphotoelectriccatalyticproperti

8、es,largespecificsurfaceareaandmod