陽極氧化法制氧化鈦納米管及其光、電性能研究.pdf

1、二氧化鈦具有良好的光電、氣敏等特性，在太陽能電池、光催化降解污染物、各種傳感器等領域有重要的應用前景，己經(jīng)成為國內(nèi)外研究熱點?；赥iO2納米管高的比表面積和工作效率，其制備及應用成為當前研究的重點。本論文采用陽極氧化法制備了TiO2納米管有序陣列，并對其功能化性能進行了研究。 本文的主要工作如下： 在NaF，Na2SO4與H2SO4的混合溶液中采用電化學陽極氧化法在純Ti片表面組裝了一層結構高度有序的高密度納米管陣列。

2、考察了幾種主要的實驗參數(shù)：陽極氧化電壓、溫度、電解液濃度等對納米管陣列形貌和尺寸的影響，探討了二次陽極氧化對納米管形貌的改善。對納米管陣列進行掃描電子顯微鏡和X射線衍射檢測。結果表明，孔徑隨陽極氧化電壓的升高而變大，溫度和電解液濃度影響反應過程中電流密度的大小，二次陽極氧化得到的納米管的有序性有所改善，孔徑大小更為均一。制備得到的納米管為無定型結構，在空氣中煅燒450℃轉變?yōu)殇J鈦型，700℃出現(xiàn)了金紅石結構。 在NH4F、乙二醇

3、的混合溶液中采用陽極氧化法在純Ti片表面制得了一層具有高比表面積的表面光滑TiO2納米管陣列?？疾炝藥追N主要的實驗參數(shù)并探討其生長機理。結果表明，在此有機體系下制備得高密度排列的且具有更大長徑比的TiO2納米管陣列。 研究了TiO2納米管的光致發(fā)光行為，結果表明制備的TiO2納米管具有2個發(fā)光中心，其一位于465nm，起源于F心；其二起源于TiO2納米管帶隙電子躍遷，具有量子效應。高溫煅燒處理后的TiO2納米管的發(fā)光行為是高溫誘

4、導TiO2納米管晶相發(fā)生變化的結果。經(jīng)450℃熱處理后TiO2納米管的發(fā)射光強度達到最大值，發(fā)射峰位于387 nm和465 nm，分別起源于銳鈦礦相帶隙電子躍遷和F心。繼續(xù)升高溫度，發(fā)射光強度減弱。T=700℃時，發(fā)射光譜的峰形隨之發(fā)生變化，TiO2納米管存在4個發(fā)光中心，分別起源于銳鈦礦相帶隙電子躍遷、金紅石相帶隙電子躍遷、F心及TiO2納米管表面的氧缺陷F+心，相應地發(fā)射峰位于368 nm、407nm、465nm和497nm。

5、 對氧化鈦納米管作為鋰電負極材料做了充放電、循環(huán)伏安、交流阻抗等檢測。結果表明：銳鈦型氧化鈦納米管作為鋰電負極材料具有很好應用潛力。采用熱分解的方法對氧化鈦納米管表面修飾納米Ag。用掃描電鏡對Ag/TiO2納米管的形貌進行了表征，同時檢測Ag/TiO2納米管作為鋰電負極材料的充放電、循環(huán)伏安、交流阻抗等方面的性能。結果表明經(jīng)Ag修飾后能顯著改善TiO2納米管的導電性能，納米管的容量與循環(huán)性能得到提高。 對制備得到的納米管的光催