tio_2纳米管制备与掺杂改性的研究进展

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1、·1034·硅酸盐学报2011年硅酸盐学报第39卷第6期Vol.39，No.62011年6月JOURNALOFTHECHINESECERAMICSOCIETYJune，2011TiO2纳米管制备与掺杂改性的研究进展李士普，廖建军，林仕伟，曹阳，李建保(海南大学材料与化工学院，海南优势资源化工材料应用技术教育部重点实验室，海口570228)摘要：本文总结近年来TiO2纳米管制备与掺杂改性的研究进展。介绍TiO2纳米管的制备方法以及纳米管的形成机理，讨论影响阳极氧化法制备TiO2纳米管的主要因素。总结使用不同元素对TiO2纳米管进行掺杂的方法以及效

2、果，重点介绍N掺杂的不同方法以及提高TiO2纳米管性能的机理。介绍通过量子点和有机染料对TiO2纳米管进行表面改性的方法、改性效果以及提高TiO2纳米管性能的机理。对未来TiO2纳米管方面的研究工作进行展望。关键词：二氧化钛；纳米管；制备；掺杂；表面改性中图分类号：TB34文献标示码：A文章编号：0454–5648(2011)06–1034–11ResearchesProgressonFabricationandDopingasWellasModificationofTitaniaNanotubesLIShipu，LIAOJunjun，LINS

3、hiwei，CAOYang，LIJianbao(KeyLaboratoryofMinistryofEducationforApplicationTechnologyofChemicalMaterialsinHainanSuperiorResources,SchoolofMaterialsandChemicalEngineering,HainanUniversity,Haikou570228,China)Abstract:ThispapersummarizesresearchesprogressonTiO2nanotubesinrecentyea

4、rs.ThepreparationmethodsoftheTiO2nano-tubesandtheunderlyingformationmechanismsareintroduced,andkeyfactorsaffectingtheformationofanodicTiO2nanotubear-raysarediscussedindetail.DifferentdopingmethodsandtheireffectsontheTiO2nanotubeswithvariouselementsaresummarized,andtheN-doped

5、TiO2nanotubesareexplainedindepth.Inadditiontodoping,anotherwaytoimproveactivityoftheTiO2nanotubesisthesurfacemodificationoftheTiO2nanotubeswithquantumdotsandorganicdyes,whichisalsodescribedinthispaper.Thefutureresearchandapplicationprospectsinthisfieldarepredicted.Keywords:t

6、itaniumoxide;nanotube;fabrication;doping;modification[1]自从1972年Fujishima等用TiO2单晶电极实液中制备有序的TiO2纳米管阵列。由于所制得的现光催化分解水以来，人们对TiO2进行了大量研TiO2纳米管阵列高度有序且性能优越，使阳极氧化究。作为半导体，TiO2具有成本低、无毒及对光腐法成为近年来的研究热点之一。用阳极氧化法可以蚀具有稳定性等优点。由于纳米管高的表面与体积通过改变不同工艺条件得到不同形貌、尺寸及性能比以及独特的尺寸效应，使其具有比较优异的光催的纳米管阵列。[2–

7、3][4–5]化性能，在染料敏化太阳能电池、传感器、由于TiO2禁带宽度的限制，使其只能响应紫外[6–7][8–9][10–11]分解水制氢、污水处理及生物医学等领光，而紫外光的能量只占太阳光辐射到地球表面能域具有很广泛的应用前景。量的4%，所以对TiO2纳米管进行改性，使其响应制备TiO2纳米管及其阵列的方法有很多，主要可见光也是近些年的研究重点。对TiO2纳米管进行有模板法、水热法和阳极氧化法。目前使用较多的改性的方法主要有掺杂和表面改性两方面。掺杂主[12]是水热法和阳极氧化法。2001年，Gong等首次要分为非金属掺杂，金属掺杂和共掺杂

8、，能够有效报道：以Ti为基底用电化学阳极氧化法在HF电解地调节TiO2纳米管的禁带宽度，提高其光电化学性收稿日期：2010–09–13。修改稿收到日期