以陽極氧化鋁為模板合成一維鈦基與碳基納米結構材料.pdf

1、一維納米材料（纖維、線、棒、帶及管）由于獨特結構和優(yōu)良物理化學性能被廣泛應用于催化、傳感器、電池、電子器件等許多重要技術領域。陽極氧化鋁(AnodieAlminmOxide，AAO)制備工藝簡單，得到的多孔AAO膜孔分布均勻、孔徑大小相等并且可調，是合成一維納米材料可選擇的硬模板之一。
　　 本論文主要由以下幾部分組成:
　　 利用硫酸、草酸及磷酸溶液，通過控制氧化電壓，制備了不同孔徑的AAO模板，并對它們的孔分布、孔結

2、構進行了比較全面的表征，此外，對AAO模板的一些結構模型以及孔形成機理進行了論述。實驗表明，AAO膜孔徑大小均勻，孔道垂直于表面且彼此平行分立，根據電解液可以方便控制孔徑大小。在0.3mol/L硫酸、0.3mol/L草酸、10％磷酸電解液中，我們分別得到了孔徑20～30nm、40～60nm、160～200rim的AAO膜。
　　 采用表面活性劑P123(EO20PO70EO20)為模板劑，以鈦酸四丁酯為鈦源，以無水乙醇為溶劑，在

3、強酸性環(huán)境中制備了介孔TiO2溶膠前驅體。利用AAO模板通過真空壓力誘導技術和原位沉積反應，制備出Al2O3修飾有序介孔TiO2納米管，納米管的長度和直徑取決于膜板的厚度和孔徑。通過XRD、Raman、SEM、TEM、N2吸附-脫附等表征手段，對它們的形貌、組成、晶體結構進行了表征。實驗結果表明所合成的樣品擁有有序介孔和管狀結構，Al2O3均勻分布管壁上和TiO2具有銳鈦礦晶型且具有較大的比表面積。通過滴膜法制作Al2O3修飾介孔TiO

4、2納米管薄膜型電極，探索了在室溫條件下，高靈敏度和使用壽命長的檢測Nox氣體的傳感器。
　　 利用AAO模板的圓柱形納米孔道，通過葡萄糖和乙酸鎳的混合物前驅體熱分解碳化獲得鎳/中空碳納米纖維復合物。所合成的樣品具有多孔、中空一維納米結構，鎳納米粒子均勻分布和高度均勻分散在碳納米纖維上。鎳/中空碳納米纖維復合物有良好的吸附特性，此外功能性鎳納米粒子對氮氧化物(NOx)擁有氣敏響應。實驗結果表明:在室溫下鎳/中空碳納米纖維復合物薄膜

5、的氣體傳感器檢測NOx氣體可以獲得快速的響應時間和較高的靈敏度。
　　 通過蔗糖作為碳源和Ni(Ac)2作為鎳源，以多孔AAO膜為模板合成了具有磁性的多孔碳納米纖維復合體材料。用所制備的多孔磁性材料做為吸附分離劑，在室溫下考察了該多孔磁性材料對水溶液中有機染料羅丹明B的吸附性能。在對有機染料羅丹明B的吸附脫附研究中，800℃碳化得到的磁性碳納米纖維材料具有最大吸附率。在氣敏測試中，對于直徑為200m的磁性碳納米纖維膜氣體傳感器靈