阳极氧化法制备二氧化钛纳米管

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1、摘要摘要一维二氧化钛纳米管由于其特殊的结构和优异的性能，在很多领域有重要的应用前景。二氧化钛纳米管的制备方法主要包括阳极氧化法、模板合成法以及水热合成等方法，其中阳极氧化法是一种简单制备高度有序二氧化钛纳米管阵列的重要方法。本文在含氟的乙二醇电解液中采用恒压阳极氧化法在钛箔表面直接生成一层结构高度有序的高密度TiO2纳米管阵列。主要研究了阳极氧化条件(阳极氧化电压、反应时间、电解液组成)对制备TiO2纳米管阵列尺寸和形貌的影响,探讨了多次氧化对纳米管形貌的改善。利用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对

2、所得TiO2纳米管阵列的性能进行了测试分析。结果表明，TiO2纳米管为非晶态，在空气中经400℃退火处理转变为锐钛矿型，550℃退火开始出现金红石相态；TiO2纳米管的孔径主要由氧化电压决定，随阳极氧化电压的升高纳米管的孔径变大,纳米管的长度随反应时间延长而增长；多次氧化可明显改善纳米管尺寸规整性,孔径大小更均一。最后，根据测试结果对TiO2纳米管阵列的形成机理进行了简单分析。关键词：二氧化钛纳米管阳极氧化稳压有机电解质摘要AbstractOne-dimensionaltitaniananotubeshavesp

3、ecialstructuresandexcellentperformances,whichhaveimportantapplicationinmanyfields.Nanotubesoftitaniahavebeenfabricatedbymanydifferentmethodssuchashydrothermaltreatment,template-assistantdeposition,anodicoxidationetc.Anodicoxidizationisoneofthemostimportantmet

4、hodstofabricatetitaniananotubes.Here,Highdensity,wellorderedanduniformtitaniaoxidenanotubearrayswerefabricatedthroughananodizationprocessinglycolelectrolytescontainingFonapuretitaniumsheet.Theinfluencesofseveralsynthesisparametersforthepreparationoftitaniaoxi

5、denanotubesuchasanodizingpotential,anodizingtimeandcompositionoftheelectrolyteonthemicrographofthematerialhavebeeninvestigated.Multi-stepanodizationpreparationprocedurewasalsodiscussed.ThemicrostructuresandmorphologiesoftheTiO2nanotubeswerestudiedbyscanningel

6、ectronmicroscopy(SEM)andX-raydiffraction(XRD)andtheformationmechanismwasalsosuggested.TheresultsshowedthattheTiO2nanotubeswereamorphous.Thetitaniananotubesannealedat400℃inairshowsanatasephase.After550℃,theanatasephasetransformedtorutilephasegradually.Theavera

7、getubesdiameterincreaseswithanodizingvoltage.Theaveragetubeslengthincreaseswithtimeextension.Thedeviationofthetubesdiameterreducedaftermulti-stepanodizing.Keywords:TiO2nanotubesAnodicoxidationRegulatorsOrganicelectrolytes目录i目录第一章绪论............................

8、.............................11.1引言..........................................................11.2二氧化钛纳米管的结构、性能....................................11.2.1纳米材料的概述............................