自组装高有序氧化钛纳米管束的制备.pdf

2018 功 能 材 料 2007年增刊 （38）卷 * 自组装高有序氧化钛纳米管束的制备  1,2 1 1 1 1 1 2 曹 阳 ，林 强 ，吕作凤 ，庞素娟 ，文 峰 ，卢凌彬 ，Py Xavier (1. 海南大学 理工学院，热带生物资源教育部重点实验室，海南 海口 570228； 2. PROMES-CNRS UPR 8521, University of Perpignan UPVD, Tecnosud, 66100 Perpignan, France) 摘 要： 阳极氧化技术在氟基电解液中，对高有序氧 电解液浓度、pH 值等，获得长度为6.4μm的氧化钛纳米管 [27] 化钛纳米管束的制备、特性及在太阳能方面的应用进行 束 。研究发现，电解液的成份对纳米管的制作、化学 了简要综述。材料的结构证明，该材料在光分解水、光 成份及性能起着十分重要的作用。在所有的研究中，电 催化、气敏检测、光电转化等方面具有潜在巨大的应用。 解液中必须含有氟离子。下面介绍几种具体的制备方法。 通过改变电压、电解液浓度、pH 值、温度，可获得不 2.1 氢氟酸基电解液 [38] 同长度、直径、形状、壁厚的氧化钛纳米管束。在电解 钛薄片用作阳极 ，铂片作为阴极构成一电化学单 液中加入有机溶剂、淬火等方式掺杂，可改变氧化钛的 元。用0.5%(质量分数)氢氟酸(HF) 作电解液，在室温下 禁带宽度，从而有效利用太阳能。 加电压3 、5、10、20 Ｖ等。在低电压下，获得类似于海 关键词： 氧化钛；纳米管；光催化；光分解水；光电 绵状多孔铝的多孔钛膜，孔径约为15～30nm 。当电压 转化；传感器 增大，表面变成天然微粒状；当电压进一步升高，达到 中图分类号： TF123 文献标识码：A 10Ｖ，颗粒状逐渐消失，出现不连续的坑和类似管状特 文章编号： 1001-9731(2007)增刊-2018 -05 征的圆柱。升高电压(10～20V) ，氧化45min后，获得内 径22～76nm，壁厚13～27nm，长度200 ～400nm 的氧化 1 引 言 钛纳米管束。电压升高超过23 Ｖ，纳米管结构消失，形 纳米管由于其高比表面及尺寸效应，受到人们极大 成海绵状无规则多孔结构。在阳极氧化过程中，氧化钛 [1] 膜的颜色变化为紫-蓝-浅绿-轻微的红色。在电解液中以 的关注。自发现碳纳米管 及其独特的性能，人们就一 直进行其他材料纳米管的研究。最近，研究人员发现氧 1 ∶7 的比例加入醋酸，可获得力学性能更好，而形貌与 [5,39] [2,3] 尺寸不变的氧化钛纳米管 。 化钛纳米管相比其氧化钛的他形式，在光催化 、致 [4~7] [8~10]