Ti6Al4V合金表面纳米管阵列的制备

以氢氟酸和铬酸为电解液,采用阳极氧化法在Ti6Al4V合金表面制备高密度的纳米管阵列.利用场发射扫描电镜、X射线衍射仪和X射线光电子能谱对多孔氧化膜的形貌和结构进行分析,利用极化曲线和电化学阻抗谱研究了电解液中CrO3的作用机理.结果表明:电解液种类决定能否形成多孔氧化膜,而电解液的浓度影响多孔氧化膜的形貌和孔径大小;纳米管阵列氧化膜主要由大部分非晶态组织的TiO2,Al2O3和少部分晶态的Al2TiO5,Al3Ti5O2,Al2O3组成,氧化膜内的Al,Ti原子比高于基体中的Al,Ti原子比;CrO3浓度的高低会影响氧化膜的结构.     

二氧化钛纳米管的可控生长及表征分析

为了探索二氧化钛(TiO_2)纳米管的可控生长,以氟化铵与乙二醇的混合溶液为电解液,采用电化学阳极氧化法在钛片上制备TiO_2纳米管阵列。通过扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪和X射线光电子分析仪分别对TiO_2纳米管的微观形貌、晶体结构和元素组成进行表征分析。结果表明,电化学阳极氧化法可以制备出排列整齐、分布均匀的TiO_2纳米管。随着氧化时间的增长,其外径变化不大、内径略有增大、管壁变薄、管长增加;在一定氧化电压范围内,TiO_2纳米管的外径随氧化电压的增大而增大。通过控制氧化时间和氧化电压可实现TiO_2纳米管的可控生长。经450℃退火处理2h后,TiO_2纳米管为锐钛矿相晶体结构并且沿[101]择优取向。     

蜂窝状二氧化钛纳米管阵列的制备及光催化性能

采用二次阳极氧化法,在钛基体上制得蜂窝状整齐有序的TiO2纳米管阵列,借助FESEM、XRD等进行表面形貌和结构晶型的表征和分析,通过对甲基橙的降解检测TiO2纳米管阵列的光催化活性.结果表明:可以通过改变二次阳极氧化的电压有效控制TiO2纳米管阵列结构的参数,氧化电压为20~50V时,下层TiO2纳米管管径为30~80nm、管壁为12~30nm.TiO2纳米管阵列的光催化活性与其形貌有关,蜂窝状TiO2纳米管阵列的光催化效率明显高于一次阳极氧化制得的TiO2纳米管(1.87倍).     

偏铝酸盐溶液纯铝阳极微弧氧化膜的影响因素

利用阳极微弧氧化技术在纯铝表面制备了陶瓷膜,研究了偏铝酸盐体系下,影响氧化陶瓷层生长的因素,并分析了电解液浓度、氧化电压、电流密度及氧化时间对阳极微弧氧化陶瓷层生长的影响.得到了电解液浓度、电压、电流密度及氧化时间对氧化膜成膜的关系曲线.利用SEM分析了铝合金阳极微弧氧化陶瓷层的表面微观形貌.实验结果表明:陶瓷层表面宏观粗糙度及膜层表面微观形貌受电参数和氧化时间的影响较大.最佳的工艺参数为:电解液浓度为30g/L、电压350V、电流密度1.5A/cm2、氧化时间控制在25min以内.     

电化学阳极氧化法制备TiO2纳米管

通过电化学阳极氧化法在(NH4)2SO4 NH4F溶液中恒压氧化纯钛箔,制备出TiO2纳米管阵列.研究了氧化电压、后处理清洗对纳米管形貌的影响;利用扫描电子显微镜(SEM)观察了TiO2纳米管阵列的微观形貌;采用X-射线衍射分析(XRD)表征了TiO2纳米管阵列的物相.     

阳极氧化条件对双通型TiO_2纳米管阵列薄膜形成的影响

采用阳极氧化技术制备了双通型自支撑二氧化钛纳米管阵列薄膜,并研究了阳极氧化条件对所形成的阵列薄膜的厚度以及形貌的影响。结果表明,反应温度和阳极电压对所制备的阵列薄膜的表面形貌以及纳米管的生长速度有较大影响;而所生成的阵列薄膜的厚度随阳极氧化时间的增加而增加。在阳极氧化过程中,最终阶段的快速升高电压是形成双通型阵列薄膜的关键因素。     

TiO_2纳米管的光催化性及亲水性的研究

采用阳极氧化法在纯钛表面制备TiO2纳米管,并通过扫描电子显微镜(SEM)对其表面形貌进行了表征.通过检测被降解的亚甲基蓝溶液的吸光度来表征TiO2纳米管的光催化活性.利用OCA30视频接触角测量仪测量蒸馏水在TiO2纳米管上的接触角,以纯钛为对比来探讨TiO2纳米管的亲水性.结果表明,阳极氧化法成功在纯钛表面制备出排列紧密的TiO2纳米管层,TiO2纳米管具有良好的光催化性能和亲水性能,可使钛材表面具有防污、易洗、易干的自洁功能.     

电解液温度对TiO_2纳米管阵列结构和光催化性能的影响

在有机溶剂(NH4F+水+丙三醇)体系电解液中,采用电化学阳极氧化法在钛片表面制备了高度有序的TiO_2纳米管阵列,主要研究了电解液温度和阳极氧化时间对TiO_2纳米管结构和表面形貌的影响,观察到TiO_2纳米管的形貌,包括内径、壁厚和长度,随实验条件呈现规律性改变。所得的TiO_2纳米管阵列在450℃退火后可得到锐钛矿相。随着阳极氧化电解液温度的升高,TiO_2纳米管阵列的结晶度有所提高。通过在紫外光的照射下降解亚甲基蓝水溶液评价其光催化活性,分析了制备条件对TiO_2纳米管阵列的光催化性能的影响,得出材料形貌是否规整是影响光催化性能的重要因素。     

含氟电解液对TiO2纳米管阵列生长的影响

以含NH₄F的乙二醇溶液作为电解液,通过重复使用电解液的方式,对金属Ti箔进行阳极氧化处理,在其表面制得形貌可控的TiO₂纳米管阵列结构;利用扫描电子显微镜(SEM)对TiO₂纳米管阵列的形貌进行表征,并对TiO₂纳米管阵列的形成机理进行分析。结果表明:所获得的TiO₂纳米管呈现圆锥状,H+和F–离子是形成 TiO₂ 纳米管阵列的关键;重复使用含氟电解液,可将可溶性氟化物完全转化成TiF₆2–离子,从而减少对环境的危害,含氟电解液可重复使用6次;随着含氟电解液使用次数的增加,TiO₂纳米管的尺寸能够被有效调控;TiO₂纳米管阵列的管长呈现先增大后减小的趋势,可在20 μm内自由调控,纳米管管口处直径最高可达110 nm左右。     

石墨烯薄膜修饰TiO2纳米管光电极制备及性能

为提高TiO₂光催化剂的可见光催化活性,采用阳极氧化法制备了高度有序的TiO₂纳米管,利用阳极电化学沉积构筑了石墨烯薄膜修饰的TiO₂纳米管光电极,并利用扫描电子显微镜、X-射线光电子能谱及紫外-可见漫反射光谱对其表观形貌、组成结构及光吸收性能进行表征．结果表明:石墨烯有效地修饰在TiO₂纳米管表面,且以透明薄膜形式存在．此外,石墨烯薄膜修饰显著拓展了TiO₂纳米管的可见光响应范围．以甲基蓝为探针分子,考察了阳极沉积电压及沉积时间对所制备石墨烯薄膜／TiO₂纳米管光电极光催化性能的影响．结果表明:阳极沉积电压为+0.8 V、沉积时间为10 min时,制备的石墨烯薄膜／TiO₂纳米管光电极对甲基蓝的光催化降解效果最佳．模拟太阳光下光照120 min对甲基蓝的降解率为65.9％,是纯TiO₂纳米管光电极的1.35 倍．     

N掺杂和Cu沉积TiO2纳米管紫外光光电响应研究

研究了用阳极氧化法在钛基底表面上生长致密有序的TiO2纳米管阵列,然后用湿法掺杂N、光化学方法沉积Cu对TiO2纳米管阵列进行改性,并研究改性纳米管对紫外光光电响应的影响.用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)进行晶型和形貌表征.结果显示,改性前后纳米管都为锐钛矿;其内径约90 nm,管壁厚约12 nm,是中空的管状结构;掺杂N和沉积Cu对二氧化钛纳米管的晶型和形貌没有显著影响.测试改性前后TiO2纳米管在紫外光照射下的恒电位电流-时间(I-t)关系曲线表明:掺杂N使TiO2纳米管光电性能降低,沉积Cu使TiO2纳米管的光电性能增强.     

N掺杂和Cu沉积TiO_2纳米管紫外光光电响应研究

研究了用阳极氧化法在钛基底表面上生长致密有序的TiO2纳米管阵列,然后用湿法掺杂N、光化学方法沉积Cu对TiO2纳米管阵列进行改性,并研究改性纳米管对紫外光光电响应的影响.用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）进行晶型和形貌表征.结果显示,改性前后纳米管都为锐钛矿;其内径约90 nm,管壁厚约12 nm,是中空的管状结构;掺杂N和沉积Cu对二氧化钛纳米管的晶型和形貌没有显著影响.测试改性前后TiO2纳米管在紫外光照射下的恒电位电流—时间（—It）关系曲线表明：掺杂N使TiO2纳米管光电性能降低,沉积Cu使TiO2纳米管的光电性能增强.     

基于PVP模板剂水热法制备TiO_2纳米管

以聚乙稀吡咯烷酮(PVP)为模板剂,钛酸四正丁酯为钛源,水热法制备TiO2纳米管.分别采用X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)和比表面积孔径分析仪对产物的晶相、结构、形貌、比表面积和孔径分布进行了表征.考察了所制备TiO2纳米管的水热稳定性和热稳定性.结果表明:用PVP为模板剂能制得高比表面积的TiO2纳米管,其管径约在6～8 nm之间.所制备的TiO2纳米管,100℃水热处理7 d,500℃焙烧3 h后,TiO2纳米管的结构没有被破坏,说明制备出了具有较高的热稳定性和水热稳定性的TiO2纳米管.     

三聚磷酸钠对镁合金阳极氧化膜性能的影响

为进一步提高镁合金阳极氧化膜的耐蚀性,在NaOH+Na_2SiO_3+Na_2CO_3+C_(10) H_(16) N_2O_8基础电解液中添加三聚磷酸钠,对Mg_(97)Y_2Zn_1-1.5Al镁合金进行阳极氧化,研究三聚磷酸钠对镁合金阳极氧化过程、表面形貌及耐蚀性的影响.探讨三聚磷酸钠在镁合金阳极氧化中的作用机制.结果表明:三聚磷酸钠参与了阳极氧化过程,降低了击穿电压,平缓了最终电压的波动,对阳极氧化膜形貌以及耐蚀性能均有明显影响.当三聚磷酸钠浓度为0.12 mol/L时,阳极氧化膜孔隙细致均匀,膜层裂纹较少,耐蚀性能最佳.     

沉积Ag的TiO_2纳米管的制备及其光催化性能的研究

采用电化学阳极氧化法制备了管长约为1.48μm,管径约为87 nm的Ti O2纳米管,然后采用光还原沉积法在不同浓度的AgNO3溶液中制备了沉积单质Ag的Ti O2纳米管.利用SEM,XRD和XPS对Ag-Ti O2纳米管进行了表征,并以罗丹明B溶液为目标降解物评价了其光催化活性.结果表明:Ag微粒是以稳定的单质形式存在,Ag-Ti O2纳米管的光催化活性随着AgNO3溶液浓度的增大而呈增大的趋势,当AgNO3浓度达到0.08 mol/L时其活性达到最大值,而后随着浓度的增大活性反而下降.     

曙红敏化微弧氧化TiO2膜光催化研究

以钛片为原料,以磷酸钠为电解液,采用微弧氧化法在钛片上制备钛基二氧化钛膜(TiO2/Ti).用20W的紫外灯光催化降解苯酚模拟废水,采用敏化后处理对二氧化钛膜进行改性实验,考察了敏化剂、敏化剂浓度、微弧氧化时间、pH等条件对二氧化钛膜的影响.实验结果表明:在微弧氧化电压为300V,电解液浓度为8g/L,微弧氧化时间为5m in,光催化时间为2h,曙红为敏化剂的浓度为20 mg/L,pH为6,敏化时间为10h,光催化效率由原来的31.5(提高到52.2(.     

磁控溅射参数对钛薄膜结构及阳极氧化的影响

采用直流磁控溅射的方法在导电玻璃(FTO)上制备柱状晶结构的钛薄膜,研究了磁控溅射电流和基底温度对溅射钛薄膜微观结构的影响,分析了柱状晶结构对后续阳极氧化TiO2纳米管结构的影响.利用场发射扫描电镜观察样品的形貌,X射线衍射(XRD)分析样品的晶型结构.结果表明,随着磁控溅射电流的增大,钛薄膜的晶粒尺寸增加,致密度先增大后减小,溅射电流过大过小都会降低薄膜的致密度;在300～450℃的温度区间,随基底温度的升高,钛薄膜的晶粒尺寸增加,致密度增加,柱状晶结构更均匀.将磁控溅射获得的钛薄膜进行阳极氧化处理,结果发现:排列致密的柱状晶钛薄膜有利于生长TiO2纳米管.     

适用于微传感器的纳米多孔铝膜的制备研究

在单晶硅表面溅射铝,采用两步阳极氧化法制备纳米多孔铝膜。研究了电解液种类、阳极氧化时间、扩孔时间对孔的结构与形貌的影响。结果表明,与硫酸和磷酸相比,草酸是制备纳米孔阵列的相对方便与可靠的电解液;第二步阳极氧化时间对孔的均匀性及孔深度影响较大,对平均孔径的影响较小;扩孔时间的长短对孔径大小及孔的均匀性均影响显著。     

NiAl-LDH修饰TiO2纳米管电极对葡萄糖的检测

采用水热法在钛纳米管表面原位生长NiAl-LDH,制得NiAl-LDH修饰的TiO2纳米管电极,采用SEM对水滑石薄膜在TiO2纳米管表面的形貌进行表征,利用循环伏安曲线、线性扫描伏安曲线对修饰电极的催化性能进行表征,并测定电极对葡萄糖溶液浓度的标准曲线.结果表明：NiAl-LDH负载在TiO2纳米管的表面及周围,经NiAl-LDH修饰后的纳米管结合了TiO2纳米管的光催化及NiAl-LDH的电催化性能,对光的敏感度更高,对葡萄糖的氧化能力更强,葡萄糖浓度在1～5 mmol/L范围内电流与浓度有良好的线性规律,相关系数为0.997 6,检出限为0.05 mmol/L.     

Ti基体上形成微弧氧化膜组成和结构的研究

在甘油磷酸钙和醋酸钙电解液中采用直流电源对纯Ti进行了微弧氧化。采用微弧氧化方法所制备的氧化膜具有粗糙多孔的结构,且微孔直径随着电压的增加而增大。AES分析表明在基体与氧化膜界面发生了扩散,从基体钛到氧化膜的表面氧的浓度逐渐增大,钛的浓度逐渐减小。XPS分析表明氧化膜的组成随着所施加的微弧氧化电压而改变,微弧氧化电压为200V时TiO2、Ti2O3和TiO占Ti的原子百分比分别为72．61％、22．08％和5.31％;当微弧氧化电压为350V时氧化膜表面Ti元素只由TiO2、Ti2O3组成,且占Ti的原子百分比分别为85．48％、14．52％。