介孔TiN納米管陣列的制備及其性能研究.pdf

1、TiO2由于其優(yōu)越的物理化學性質在光催化、鋰離子電池和電化學電容器領域受到各國研究者關注。通過陽極氧化方法在鈦基底上原位合成的TiO2納米管陣列具有多孔結構，大的比表面積，有效的電子傳輸通道和低的離子擴散阻力等特點，同時可以作為負載高比電容活性物質形成復合納米陣列良好的模板。TiO2具有良好的光催化性質，但由于其為寬禁帶(約3.2eV)半導體，僅能由紫外光（λ＜387 nm）激發(fā)顯示活性，如何提高TiO2的光催化效率已成為TiO2在光催

2、化領域面臨的首要問題。N摻雜可有效降低TiO2的禁帶寬度，拓寬光譜吸收范圍到可見光區(qū)域，提高TiO2的光催化效率。TiO2的半導體性質在諸多領域中發(fā)揮重要作用，但對于需要快速電子傳輸的電化學電容器來說，導電性需要改善。N摻雜可以提高TiO2的導電性達到電極材料電化學性能提高的目的。本論文以TiO2納米管陣列為模板，主要研究結果包括以下三個方面:
　　(1)陽極氧化制備的TiO2納米管陣列，在NH3氣氛中退火，實現對TiO2納米管陣

3、列的原位N摻雜，有效提高TiO2納米管陣列的導電性和電容性能。N摻雜的TiO2納米管陣列樣品退火溫度越高電容性能越好，從TiO2到TiN電容提高的根本原因是氮元素的摻入引起材料內部載流子濃度的提高，TiN納米管陣列電極具有良好的大功率放電性能和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　(2)通過電化學沉積法Ni(OH)2沉積到TiN納米管陣列表面及納米管內部，形成TiN/Ni(OH)2復合納米結構，考察了不同沉積時間對TiN/Ni(OH)2復合納米

4、結構表面形貌及電容性能的影響。 TiN/Ni(OH)2復合納米結構可以同時利用Ni(OH)2產生的法拉第贗電容和TiN納米管陣列導電內核結構。
　　(3)通過多孔TiN納米管陣列空氣中450℃退火3h制得的多孔N-TiO2納米管具有最佳的可見光光催化性能，3h內對RhB降解率為32％，主要原因是多孔結構比表面積大和快速質子流通速率?？諝庵型嘶鸬谋貢r間對光催化結果有影響，經實驗證實，450℃退火3h制成的多孔N-TiO2納米管具有