TiO2納米管的制備及其形成機理、光催化性能的性能.pdf

1、TiO2納米管因具有優(yōu)異的物理化學性能，良好的電子傳輸路徑，較大的比表面積，被廣泛應用于光催化領域。TiO2納米管的形貌和管尺寸是決定其光催化性能的關鍵因素，但是目前的研究主要集中在較小管徑和較小孔徑TiO2納米管的制備及其光催化性能，此外，管徑、孔徑大小對TiO2納米管光催化性能的影響尚無全面的結(jié)論。
　　本文探究了TiO2納米管的生長機理、大管徑TiO2納米管的制備工藝以及納米管徑及孔徑大小對其光催化性能的影響。針對高氧化電壓

2、下制備的大管徑TiO2納米管具有管徑大小不均勻及表面形貌較差的問題，本文引入紫外納米壓印技術輔助制備TiO2納米管，從而改善納米管管徑大小不均勻、表面形貌不規(guī)整的缺點。
　　首先，本文首次采用在陽極氧化過程中變換電解液方法制備出具有三層結(jié)構(gòu)的TiO2納米管（多孔層-致密層-多孔層），通過電子電流及氧氣氣泡模型解釋了三層TiO2納米管形貌和陽極氧化電流-時間曲線之間的關系。結(jié)果表明，三層TiO2納米管的形成是氧氣氣泡模型及氧化物粘性

3、流動的共同作用，這為大管徑TiO2納米管的制備提供理論指導。
　　其次，研究了大管徑TiO2納米管的制備及其光催化性能。探討了電解液中水含量、氟含量、氧化電壓對TiO2納米管尺寸及形貌的影響。結(jié)果表明:水含量低于13 vol％時，管徑隨水含量的增加而增大，當水含量增加到13 vol％，陽極氧化無法得到明顯的納米管結(jié)構(gòu);在高氧化電壓條件下，納米管管徑并非與電壓成正比例關系，氧化電壓為170 V時，納米管管徑達到最大，不同管徑TiO2

4、納米管的光催化測試表明，管徑的增大有利于提高其光催化性能;納米管管徑隨氟含量的增加無明顯變化，但是一定程度上增加氟含量有利于提高TiO2納米管的光催化性能。
　　此外，針對高氧化電壓、高水含量條件下制備的TiO2納米管的管壁較厚的缺點，本文采用簡單的方法，將已制備出的樣品放入含氟溶液中，由于納米管內(nèi)層更容易被浸泡，所以通過氟離子與TiO2反應增大了納米管的孔徑。結(jié)果顯示:浸泡前后納米管的晶型未發(fā)生變化，TiO2納米管孔徑的增大明顯