变电压下阳极氧化制备TiO_2纳米管及其生长机理研究

以NH_4F+H_2O+乙二醇为阳极氧化制备TiO_2纳米管阵列的电解液体系,通过中途改变阳极氧化电压的大小,获得了分层形貌的TiO_2纳米管阵列。对TiO_2纳米管的管孔、管间隙及管"节"形成过程进行了探索,并建立了TiO_2纳米管应力排挤生长模型。     

氧化时间对二氧化钛纳米管阵列的影响

采用阳极氧化法,以氟化铵、乙二醇溶液作为电解液,在50V的电压、不同的氧化时间条件下制备TiO_2纳米管阵列。运用场发射电子扫描电镜(FESEM)、紫外-可见分光光度计(UVVis)对TiO_2纳米管阵列的形貌和光学性能进行表征。结果表明,氧化时间越长纳米管的长度越长,氧化时间为2h时,纳米管的管长约为10.1μm,氧化时间为1.5h时制备的TiO_2纳米管阵列具有最佳的光催化活性。     

TiO_2纳米管的制备及其光电性能研究

二氧化钛(TiO_2)纳米管阵列具有大的比表面积和高的吸附能力,表现出优异的光催化性能和光电转化效率。本文采用阳极氧化法制备TiO_2纳米管阵列。通过改变阳极氧化的时间、电压以及NH4F的浓度,得到了不同形貌的TiO_2纳米管阵列,并对所得到的样品进行了一系列的光电流测试,当外加电压50 V,NH4F浓度为0.25wt%,反应时间为4 h时得到的样品的光电流最大,约为46μA/cm2。     

g-C_3N_4复合TiO_2纳米管阵列的制备及表征

采用阳极氧化法制备出TiO_2纳米管阵列,再通过浸渍法实现石墨相C_3N_4(g-C_3N_4)对TiO_2纳米管阵列的复合。研究表明,g-C_3N_4复合能显著提高TiO_2纳米管阵列的光电化学性能,且经三次g-C_3N_4浸渍的TiO_2纳米管阵列性能最佳。     

柠檬酸掺杂TiO_2-NTs的制备及其光催化性研究

以阳极氧化法制备TiO_2-NTs,通过控制工艺条件,如氧化电压、生长时间和煅烧温度等对TiO_2-NTs结构进行调控,并讨论其表面结构、管长和结晶状况对TiO_2-NTs光电催化的性能影响。结果表明电化学阳极氧化法制得的TiO_2纳米管阵列膜具有优异的光电催化性能,大的比表面积和适度的管长以及高度结晶的锐钛矿相是影响催化活性的三个重要因素。在阳极氧化液中加入适量柠檬酸对TiO_2-NTs掺杂,在最佳制备条件下制备TiO_2-NTs,将光催化和电化学技术相结合,采用光电催化技术使其性能得以提升。结果表明在加入柠檬酸浓度为0.01 M时TiO_2纳米管阵列光电催化效果最好。     

阳极氧化法制备TiO_2纳米管微观形貌调控进展

简要介绍了TiO_2纳米管的制备方法,以及采用阳极氧化法制备TiO_2纳米管的原理。综述了近年来国内外在阳极氧化法制备TiO_2纳米管方面的研究进展,并系统阐述了不同制备条件对TiO_2纳米管物理特性的影响,包括阳极氧化时间、氧化温度、氧化电压、电解液中的F-浓度、电解液的p H值、极性有机溶剂种类、煅烧温度等因素对TiO_2纳米管物理形貌及光催化特性影响。对TiO2纳米管在环境治理及新能源开发方面的应用前景进行了展望,认为通过调控阳极氧化工艺参数,制备出具有适宜结构的TiO_2纳米管是提高其光催化效果的关键,可进一步拓展TiO_2半导体材料在光催化领域内的应用。     

二次阳极氧化制备TiO_2纳米管阵列及光催化性能研究

采用二次阳极氧化法制得高度有序的TiO2纳米管阵列,并与一次阳极氧化法制备TiO2纳米管的形貌和光催化活性进行了比较。利用FESEM和XRD表征分析纳米管阵列的形貌和结构。研究结果表明:二次阳极氧化法制备的TiO2纳米管阵列克服了一次阳极氧化法制备的TiO2纳米管的表面粗糙有絮状物、管长不均等缺陷,制备出表面平滑,长度均匀的TiO2纳米管阵列,相同条件下与一次阳极氧化制得的TiO2纳米管的光催化降解速率进行对比,前者比后者提高了近一倍。     

反应时间对二氧化钛纳米管阵列的形成及脱嵌Li~+性能的影响

采用阳极氧化反应,在反应时间分别为0.5、1.0、2.0、3.0及4.0 h时制备了TiO_2纳米管阵列电极,并借助扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱仪、恒流充/放电及循环伏安技术研究了反应时间对纳米管阵列的形成过程及脱/嵌Li~+性能的影响。结果表明:当反应时间为2.0 h时,三维有序TiO_2纳米管阵列完全形成,反应时间对TiO_2纳米管的管壁厚度、管径以及管长均有影响;作为锂离子电池负极活性材料时,放电比容量随反应时间的增加而增加。     

锌离子改性TiO_2纳米管阵列负载亲疏水药物的研究

TiO_2纳米管阵列具有规则的中空结构、较大的比表面积以及良好的生物相容性,有利于实现药物的填充及负载。本文通过阳极氧化法制备的TiO_2纳米管阵列,再通过水热的方法对纳米管进行改性,最后采用真空干燥法于TiO_2纳米管阵列负载亲水性的阿仑膦酸钠和疏水性的布洛芬,并考察了TiO_2纳米管阵列-亲疏水药物负载体系在磷酸盐缓冲溶液(PBS)中的释放行为。利用冷场发射扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、以及紫外分光光度计(UV-VIS)等对试样进行表征。实验数据表明,改性的TiO_2纳米管阵列载入两种药物的量都有增加。改性后的纳米管的释放行为也包括前数小时较高释放量的快速释放阶段,但在后期的缓慢释放阶段改性后比未做任何改性的纳米管释放的更缓慢,结果表明改性后的纳米管具有一定的缓释效果。     

三维In_2S_3/TiO_2纳米复合材料的制备及光电性能

采用阳极氧化法在钛网基底上制备出TiO_2纳米管阵列,利用连续离子层吸附法(SILAR)将半导体In_2S_3沉积到TiO_2纳米管表面,制备In_2S_3/TiO_2纳米复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)及紫外-可见漫反射光谱(DRS)对材料的形貌和结构进行表征,并通过荧光光谱仪以及光电信号对不同沉积圈数的In_2S_3/TiO_2纳米复合材料的光电性能进行测试。结果表明,制备的In_2S_3纳米颗粒均匀沉积在TiO_2纳米管上,并且不会堵塞纳米管的管孔。沉积不同圈数的In_2S_3/TiO_2纳米复合材料表现出不同的光电化学性质。     

RuO_2负载TiO_2纳米管的制备及其光催化性能

结合阳极氧化法、电解法和浸渍法制备了RuO_2/TiO_2纳米管阵列光催化剂。对纳米管的微观形貌、结构以及表面化学态进行了分析;通过紫外-可见吸收光谱仪分析了浸渍液中钌离子电解前后的变化情况,检测了RuO_2/TiO_2纳米管阵列在可见光下对亚甲基蓝溶液的光催化性能。结果表明:当电解电压为0.85 V时,浸渍液中Ru离子以+2价形式存在;只有当浸渍液中的Ru3+还原为Ru2+后,才能负载到TiO_2纳米管表面,且煅烧后以RuO_2形式均匀分散在TiO_2纳米管表面;RuO_2/TiO_2纳米管仍保持未负载TiO_2纳米管的结构特征,且其晶型结构并没有因RuO_2的负载而变化,也未增加TiO_2纳米管表面羟基数量。最佳浸渍Ru Cl3溶液浓度为3.0 mmol/L,最佳电解电压为0.85 V,在此条件下浸渍得到的RuO_2/TiO_2纳米管阵列的可见光催化活性最佳,光催化降解亚甲基蓝2 h的降解率由未负载TiO_2纳米管的37.50%提高到66.67%。     

硫化镉复合二氧化钛纳米管阵列光电化学研究

采用阳极氧化法在钛片表面制备出了内径约70 nm,管壁厚度约30 nm的整齐有序的TiO_2纳米管列阵,而后通过浸渍法得到Cd S复合的TiO_2纳米管阵列。XRD和SEM分析样品晶型以及形貌特征的结果表明,随着浸渍次数的增加,TiO_2纳米管阵列上复合的CdS的量也随之增加。利用电化学工作站测定样品光电转化性能,结果表明,在TiO_2纳米管阵列上适量地复合CdS可以有效提高其光电转化效率,并且在浸渍次数为2次时,复合TiO_2纳米管阵列具有最佳光电化学性能,与纯二氧化钛纳米管的光电流为0.26 m A/cm~2,太阳光转化率为0.95%相比较,其光电流可达到0.58 m A/cm~2,太阳光转化率可达到4.02%,分别高于纯二氧化钛纳米管的2倍和4倍。     

BiOBr/石墨烯/TiO_2纳米管阵列薄膜的制备及光电化学性能研究

通过水热处理TiO_2纳米管阵列和氧化石墨烯制备石墨烯/TiO_2纳米管薄膜材料,并进一步连续离子沉积BiOBr来制备BiOBr/石墨烯/TiO_2纳米管阵列薄膜材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线电子能谱和紫外-可见漫反射光谱等测试手段对所得样品的物相组成、表面形貌及元素形态和光吸收性能等进行表征。结果表明,TiO_2纳米管的表面成功负载了石墨烯和BiOBr纳米片。紫外-可见漫反射吸收光谱表明,BiOBr和石墨烯共同修饰的TiO_2纳米管的吸收带边发生明显红移,其可见光吸收性能明显提高。光电电化学性能测试表明,BiOBr和石墨烯的共同修饰有效提高了TiO_2纳米管的光电流、光电压和光电转换效率。     

二氧化钛纳米管阵列制备和光催化降解甲基橙

采用电化学阳极氧化的方法,以氟化铵水溶液为电解液,在纯钛表面制备了TiO2纳米管阵列。以甲基橙为模拟污染物,考察了TiO2纳米管阵列光催化降解效果。结果表明,TiO2纳米管阵列催化降解效果要好于TiO2薄膜电极,60、120和180 min时,降解率分别为56%、88%和100%;而TiO2薄膜电极的降解率分别为43%、76%和91%。在此基础上,考察了阳极氧化电压、氧化时间和焙烧温度对阳极氧化过程的影响规律。结果表明,阳极氧化电压在10～25 V,氧化时间在1～2 h,焙烧温度在500℃时所制备的TiO2纳米管阵列光催化降解性能最好。     

三维Ag/TiO_2纳米网的制备及其光催化性能研究

采用阳极氧化法在钛网上制备了TiO_2纳米管阵列,并利用循环伏安法在纳米管表面沉积Ag,制备出Ag/TiO_2纳米复合材料。采用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、紫外-可见漫反射光谱等方法对复合材料的形貌、结构、光电性能进行了表征,并以2,4-二硝基苯酚为模型化合物考察了沉积Ag对复合材料光催化性能的影响。结果表明,沉积5圈Ag的Ag/TiO_2复合纳米材料光催化性能最佳,在模拟太阳光照射120 min后,2,4-二硝基苯酚可被完全降解。     

二氧化钛纳米管阵列制备和光催化降解亚甲基蓝

采用电化学阳极氧化的方法,以氟化铵水溶液为电解液,在纯钛表面制备了TiO2纳米管阵列。以亚甲基蓝为模拟污染物,考察了TiO2纳米管阵列光催化降解效果。结果表明,TiO2纳米管阵列催化降解效果要好于TiO2薄膜电极,当降解时间为1h、2h、3h和4h时,降解率分别为57.84%、86.44%、93.66%和95.72%;而TiO2薄膜电极的降解率分别为50.18%、76.27%、87.31%和91.53%。在此基础上,考察了阳极氧化电压、氧化时间和焙烧温度对阳极氧化过程的影响规律。结果表明,阳极氧化电压在25V,氧化时间在1h,焙烧温度在500℃时所制备的TiO2纳米管阵列的光催化降解性能最好。     

热处理对TiO2纳米管阵列光解水性能的影响研究

采用两步阳极氧化法制备了TiO2纳米管阵列并探索了不同退火温度和冷却方式对其光解水性能的影响。研究发现较高的退火湿度和较快的冷却速率有助于光电流密度的提高。在650℃下退火并油冷的TiO2纳米管阵列表现出最大的能量转换效率。阳极氧化过程中的碳掺杂、较高的结晶度、纯的锐铁矿相和较薄的界面阻挡层是其性能较高的主要原因。     

热处理对TiO_2纳米管阵列光解水性能的影响研究3

采用两步阳极氧化法制备了TiO2纳米管阵列并探索了不同退火温度和冷却方式对其光解水性能的影响。研究发现较高的退火温度和较快的冷却速率有助于光电流密度的提高。在650°C下退火并油冷的TiO2纳米管阵列表现出最大的能量转换效率。阳极氧化过程中的碳掺杂、较高的结晶度、纯的锐钛矿相和较薄的界面阻挡层是其性能较高的主要原因。     

多孔钛表面阳极氧化制备TiO_2纳米管研究进展

多孔钛以其大比表面积、小比重、高强度引起了人们的关注。尤其是通过阳极氧化在多孔钛表面制备TiO_2纳米管,从而进一步增大多孔钛的比表面积,提高表面吸附性能,更成为今年研究的重点。阐述了阳极氧化法在多孔钛表面生纳米管结构的原理,综述了阳极氧化时不同参数变化对纳米管结构变化的影响,并从多孔钛性能、TiO_2纳米管的性能、阳极氧化形成机理角度,提出了当前研究中存在的问题,和今后作为催化剂载体潜在的发展方向。     

载银TiO_2纳米管阵列的制备及性能（英文）

为了增加生物医用钛及其合金的生物活性和其他特殊功能,对钛合金表面进行改性和功能化。采用阳极氧化法在钛合金表面制备出TiO2纳米管阵列,再用真空浸渍法制备载银TiO2纳米管阵列;研究了载银TiO2纳米管阵列的抗菌作用。结果表明:阳极氧化法使钛合金表面形成高度整齐的TiO2纳米管阵列,其管径为150~200nm,管长为400~500nm,管壁厚为20nm,且纳米银颗粒沉积在纳米管的管口及管壁上,其粒径约为10~20nm。在磷酸盐缓冲液中,银离子释放时间至少能够持续13d。该载银TiO2纳米管阵列对金黄葡萄球菌和大肠杆菌具有一定的抑制作用。