陽極氧化TiO2納米管陣列的制備與陽離子摻雜.pdf

1、近年來，TiO2納米管陣列的制備與應(yīng)用得到了廣泛的研究。陽極氧化法制備TiO2納米管陣列具有工藝簡單、成本低廉、易于放大等優(yōu)點，引起人們的極大關(guān)注。為了獲得TiO2納米管陣列的最佳性能，一方面需要有效地控制納米管管徑、管長、管壁厚度、管壁形貌、表面形貌質(zhì)量等；另一方面就是對TiO2納米管陣列進行摻雜改性。
　　本文采用陽極氧化法分別在水溶液和丙三醇溶液中制備了摻雜與未摻雜的TiO2納米管陣列，并研究了納米管的形貌可控性、摻雜元素對

2、納米管形貌和熱穩(wěn)定性的影響，以及摻雜元素對TiO2晶粒生長和相變的影響。
　　首先，研究了氧化電壓和水分含量對TiO2納米管管徑、管長、表面形貌的影響。發(fā)現(xiàn)采用高的氧化電壓可以制備出大管徑的TiO2納米管，并且納米管的管徑隨著氧化電壓的升高而線性地增大。當(dāng)丙三醇溶液中的水分含量從零開始升高時，TiO2納米管的管徑隨之增大，但是管長先減小后增大，表面形貌質(zhì)量先上升后下降。此外，討論了節(jié)狀管壁的產(chǎn)生機理，認(rèn)為水分是產(chǎn)生節(jié)狀納米管的必備

3、條件。
　　其次，通過氧化鈦鋯合金的方法制備出鋯摻雜的TiO2納米管，發(fā)現(xiàn)鋯摻雜可以增加TiO2納米管的長度。在480℃至680℃的高溫?zé)崽幚磉^程中，鋯元素能夠阻礙銳鈦礦相TiO2晶粒的生長以及向金紅石相的轉(zhuǎn)變，并且ATNTA中鋯含量越多，阻礙作用越明顯。同時，鋯摻雜還可以明顯提高納米管陣列形貌的熱穩(wěn)定性。此外，ATNTA的鋯摻雜量可以通過改變基體的成分而很方便地得到調(diào)整。
　　最后，通過氧化鈦鉻合金的方法制備出鉻摻雜的Ti