电化学阳极氧化法制备TiO2纳米阵列及其氢传感应用研究.pdf

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1、ELECTRoCHEⅣⅡCALFABRICATIONOFAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofScienceZHUWenjingSupervisedbyProf．LIUSongqin一一DepartmentofChemistryandChemicalEngineeringSoutheastUniversityNovember2011东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究

2、成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：上攀立耻日期：世东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公

3、布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：舞：呼导师签名：日期：丝!!二!旦尘摘要论文名称：学生姓名：指导教师：学校名称：电化学阳极氧化法制备Ti02圣．fl米管阵列及其氢传感研究朱文静刘松琴东南大学高度有序的Ti02纳米管是一种重要的无机功能材料，在光催化降解大气和水中的污染物、染料敏化太阳能电池(DSSC)、气敏传感器、光解水等方面有着广阔的应用前景。与其它形态的Ti02相比，Ti02纳米管阵列具有更大的比表面积、更强

4、的吸附能力、高效的电子传输通道。因此研究各参数对于阳极氧化制备Ti02纳米管的形成进程及结构影响意义重大。本文采用电化学阳极氧化法制备Ti02纳米管阵列，通过FE．SEM、XRD等对纳米管阵列的形貌和结构进行表征，并研究了阳极氧化电压、时间、电解液种类及氧化次数对管阵列形貌、结构的影响。结果表明：对于同一电解液体系，Ti02纳米管阵列的形成需要特定的氧化电压、时间参数范围。氧化电压是决定纳米管长度和管径的重要因素，纳米管阵列只在一定的电压范围内形。氧化时间只对纳米管长度有显著影响；电解液种类是获得大长径比Ti02纳米管阵

5、列的关键。在具有高的介电常数和粘度系数的有机电解液中，可以制备出更长的纳米管。为了提高Ti02纳米管阵列对氢气的灵敏度，本文采用高温煅烧的方法使Ti02纳米管发生晶化，形成以锐钛矿型为主的晶态，提高纳米管的活性。利用溅射Pt触点电极，电沉积Pd纳米粒子，以及物理吸附CdTe量子点等方式提高Ti02纳米管对氢气的响应能力。通过静态气体检测装置在常温下检测不同氢气浓度时样品的电阻变化，结果证明，掺杂后的Ti02纳米管样品对氢气具有很好的响应一恢复性，具有良好的可逆性。关键词：Ti02纳米管，电化学阳极氧化，掺杂，CdTe量子

6、点，氢敏传感AbstractThesis：ELECTROCH匣MICALFABRjCATIoN0FTITA卜ⅡANANOTU旧EARRAYSANDITSAPPLICAⅡoNFORHYDROGENSENSINGName：ZHUWenjingSupervisor：LIUSongqinSchool：SoutheastUniversityNanotitania,animportantinorganicfunctionalmaterial，findswildusefieldofphotocatalysis，dye-sensitiz

7、edsolarcells(I)ssc)，gassensinerphotolysis，andSOon．Compared、Ⅳitllanyothermorphologicformoftitania,Ti02nanotubearraysareexpectedtoexhibitnovelandimprovefunctionalcharacteristics，duetotheirhigherspecificsurfacearea,strongeradsorrbabilityandefficientelectrontransferp

8、ath．ThusthesystematiciesonthepreparationandapplicationofTi02nanotubearrayshavescientificandengineeringsignificances．Ti02nanotubearrayswerefabricatedbyanodicoxi