含鹵素離子電解液中TiO-,2- 納米管的陽(yáng)極氧化制備及其機(jī)理.pdf

1、高比表面積和特殊結(jié)構(gòu)所衍生的突出物理化學(xué)特性使TiO2納米管薄膜在光催化、氣敏、光解水和光伏等應(yīng)用領(lǐng)域具備極大的應(yīng)用潛力，因此制備性能優(yōu)異的TiO2納米管薄膜以及發(fā)掘其應(yīng)用潛力正成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。 陽(yáng)極氧化，作為一種簡(jiǎn)單易行的電化學(xué)方法，已經(jīng)被廣泛用于制備各種閥金屬（Ti、Zr、Nb、W、Ta和Hf）以及鋁的氧化物納米管或納米多孔薄膜。 本文利用鈦在含鹵素離子溶液中的陽(yáng)極氧化，進(jìn)行TiO2 納米管制備的研究。 并

2、通過(guò)掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)和X 射線衍射(XRD)等多種表征方法，研究納米管的形貌和晶型以及陽(yáng)極氧化機(jī)理，以期為優(yōu)化陽(yáng)極氧化制備TiO2納米管工藝提出指導(dǎo)。利用鈦的陽(yáng)極氧化，成功地在含氟離子電解液中制備了TiO2納米管。 對(duì)鈦在有機(jī)溶液中制備的納米管形貌的研究表明，納米管的管壁厚度從管底部到管頂部（開(kāi)口處）逐漸變薄。這一現(xiàn)象被認(rèn)為由納米管在含氟溶液中的化學(xué)溶解引起。同時(shí)觀察到納米管表面覆蓋著納米線層，并認(rèn)為厚度最

3、薄的納米管頂部在表面應(yīng)力作用下破裂成納米線。 通過(guò)考察制備參數(shù)對(duì)鈦片表面的點(diǎn)蝕和納米管形成過(guò)程的影響，探討了在含氯離子電解液中二氧化鈦納米管的形成機(jī)制。本文認(rèn)為，只有適量Cl2的產(chǎn)生才會(huì)導(dǎo)致納米管的形成。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，在含氯離子水溶液中陽(yáng)極氧化時(shí)，表面上各個(gè)區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)蝕和納米管并非同時(shí)發(fā)生。同時(shí)我們認(rèn)識(shí)到，納米管產(chǎn)生導(dǎo)致的應(yīng)力使得納米管的形貌和取向有所變化。也正是由于納米管的形成順序不同，不同取向的納米管出現(xiàn)在表面。 在對(duì)含