TiO2納米管陣列的制備及其修飾.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、納米材料的結(jié)構(gòu)很大程度上決定了該材料的應(yīng)用性。陽極氧化法制備TiO2納米管陣列具有高度有序、機(jī)械強(qiáng)度高、可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)。但TiO2的禁帶寬度較大,使其僅在紫外光區(qū)有較高的利用效率,而此缺點(diǎn)大大限制了TiO2納米管的應(yīng)用范圍。因此,合成高度有序、可循環(huán)利用的納米TiO2,并對其進(jìn)行修飾,進(jìn)而改善納米管的性能拓展其應(yīng)用范圍,在納米二氧化鈦的合成和實(shí)際應(yīng)用中都有著重要的意義。
  本文采用陽極氧化法,通過改變電解液的組成、氧化步驟、氧

2、化電壓、氧化時間、陰極材料等反應(yīng)條件,制備得到了高度有序的TiO2納米管陣列。首先分別利用化學(xué)聚合法和恒電位法制備了聚苯胺修飾的TiO2納米管,最后通過化學(xué)鍍鎳制備了鎳-納米管復(fù)合材料??疾炝诵揎椃椒ā⒎磻?yīng)時間等因素對復(fù)合材料形貌的影響,確定了形貌控制的最佳條件。并通過X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X-射線能譜儀(EDS)、傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)、紫外-可見-近紅外光譜(UV-Vis-NIR)以及電化學(xué)工作

3、站等方法對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,以0.5% NH4F和1%水的乙二醇混合溶液為電解質(zhì),錫為陰極,采用兩步陽極氧化法,在20V氧化電壓下,反應(yīng)3h制得的納米管有序度最高、機(jī)械強(qiáng)度最好、孔徑最為均勻,管長約為4μm,管徑約為100nm。對450℃煅燒3h后的樣品進(jìn)行XRD和EDS表征,結(jié)果顯示納米管主要成分是銳鈦晶型的TiO2。通過化學(xué)聚合法和恒電位聚合法,制備了聚苯胺修飾的TiO2納米管陣列,確定恒電位法為制備聚苯胺-

4、納米管復(fù)合物的最優(yōu)方法。對復(fù)合材料進(jìn)行SEM、XRD的表征證明納米管晶型未發(fā)生改變,依舊以銳鈦礦型為主。UV-Vis-NIR光譜顯示,該復(fù)合材料在可見光區(qū)有更大的吸收強(qiáng)度。以羅丹明B溶液為降解物,研究了其光催化性能,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明聚合時間為10min的復(fù)合納米管具有最佳的光催化性能和電化學(xué)活性。采用化學(xué)鍍的方法制備了鎳-TiO2納米管復(fù)合物,對TiO2納米管進(jìn)行了改性。探究了反應(yīng)條件對化學(xué)鍍制備Ni-TiO2納米管復(fù)合物影響,結(jié)果顯示最佳

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