TiO2納米管陣列的制備及其修飾.pdf

1、納米材料的結構很大程度上決定了該材料的應用性。陽極氧化法制備TiO2納米管陣列具有高度有序、機械強度高、可循環(huán)利用等優(yōu)點。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，而此缺點大大限制了TiO2納米管的應用范圍。因此，合成高度有序、可循環(huán)利用的納米TiO2，并對其進行修飾，進而改善納米管的性能拓展其應用范圍，在納米二氧化鈦的合成和實際應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，最后通過化學鍍鎳制備了鎳-納米管復合材料?？疾炝诵揎椃椒?、反應時間等因素對復合材料形貌的影響，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)以及電化學工作

3、站等方法對產(chǎn)物的結構和性質進行了表征。實驗結果表明，以0.5％ NH4F和1％水的乙二醇混合溶液為電解質，錫為陰極，采用兩步陽極氧化法，在20V氧化電壓下，反應3h制得的納米管有序度最高、機械強度最好、孔徑最為均勻，管長約為4μm，管徑約為100nm。對450℃煅燒3h后的樣品進行XRD和EDS表征，結果顯示納米管主要成分是銳鈦晶型的TiO2。通過化學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、納米管復合物的最優(yōu)方法。對復合材料進行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，該復合材料在可見光區(qū)有更大的吸收強度。以羅丹明B溶液為降解物，研究了其光催化性能，實驗結果表明聚合時間為10min的復合納米管具有最佳的光催化性能和電化學活性。采用化學鍍的方法制備了鎳-TiO2納米管復合物，對TiO2納米管進行了改性。探究了反應條件對化學鍍制備Ni-TiO2納米管復合物影響，結果顯示最佳