医用钛表面TiO_2纳米管_HA复合膜层于Tyrode_s生理溶液中电化学腐蚀行
(精选)纳米二氧化钛在物体表面的抗菌作用
纳米二氧化钛在物体表面的抗菌作用纳米TiO2问世于20世纪80年代后期，是一种有着普遍用途的无机材料。
因其独特的紫外线屏蔽、光催化作用、颜色效应等性能，在高级涂料、化妆品、废水处置、空气净化、杀菌和高效太阳能电池等方面有着广漠的应用前景。
纳米二氧化钛(TiO2)作为光催化半导体无机抗菌剂，具有广谱抗菌功能，能抑制和杀灭微生物，并有除臭、防霉、消毒的作用，其本身化学性质稳固且对人体和环境无害，光催化作用持久，因此愈来愈取得世人青睐。
纳米TiO2的结晶有两种晶态：即金红石型和锐钛型。
通常，金红石型的二氧化钛光催化能力差，而锐钛型的二氧化钛具有强光催化能力。
锐钛型纳米TiO2在H2O、O2体系中发生光催化反映，产生的羟基自由基(HO·)，能和多种细菌和臭体反映，而有效地灭菌和排除臭味，因此能够制成纳米TiO2抗菌剂。
纳米TiO2抗菌剂具有将细菌及其残骸一路杀灭清除的能力，同时还能将细菌分泌的毒素也分解掉。
而且纳米TiO2作为杀菌剂还具有以下几个特点：一是即效性好，如银系列抗菌剂的成效约在24h左右发生，而纳米TiO2仅需1h左右；二是TiO2是一种半永久维持抗菌成效的抗菌剂，不像其它抗菌剂会随着抗菌剂的溶出而成效慢慢下降；三是有专门好的平安性，与皮肤接触无不良阻碍。
本实验采纳了四种新型的纳米TiO2喷液(原液、复合液1#、复合液2斡、复合液3#)喷涂在瓷片和纸片上，并对其在瓷片和纸片应用中的杀菌成效进行了实验观看；同时咱们对涂有纳米TiO2喷液的部份瓷片通太高温预处置以后对其灭菌成效进行了观看实验。
1 材料与方式菌种来源大肠杆菌华南理工大学食物科学与工程学院实验室提供。
材料培育基营养肉汤培育基(g/100mL)：酪蛋白胨，牛肉浸膏，。
MR-VP培育基(g/100mL)：(月示)胨，葡萄糖，K2HPO4，pH值。
瓷片和纸片瓷片：3cm×3cm的干净瓷片。
纸片：白度为85(%，ISO)的针叶木浆抄成定量为60g/m2的纸片，其中不加任何化学药品。
二氧化钛纳米管的合成及其表征
二氧化钛纳米管的合成及其表征纳米技术的发展使人类能够获得一系列新型材料，其中最广泛应用的是纳米管。
纳米管是一种纳米结构，具有独特的结构和性能，可以用于各种电子、能源和医疗保健等领域。
而二氧化钛纳米管（TiO2NTs）则是一种新型的纳米管材料，它的出现在不同的表面特性和应用方面都有着独特的优势。
本文主要研究二氧化钛纳米管的合成及其表征。
TiO2NTs成是一种有趣而复杂的过程，可以从金属氧化物，超支化物和非金属氧化物等多种原料中制备出。
在氧化物溶液中，TiO2NTs 以采用溶剂法（sol-gel法）、浸渍法（impregnation法）、湍流反应釜（flow chemistry reactor）、热溶解法（thermal dissolution 法）等方法合成。
其中，溶剂法是纳米管材料的最常用合成方法，此方法具有低成本和可控的特点，使得TiO2NTs的制备更加便捷、高效。
TiO2NTs的表征方法有表面活性剂测试（surfactant testing）、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、拉曼光谱（Raman spectroscopy）、X射线光电子能谱（XPS）。
表面活性剂测试是评估TiO2NTs表面性能的最常用方法，其可以测量TiO2NTs表面电性、疏水性、乳状性、乳化性等特性。
X射线衍射（XRD）可以用来分析TiO2NTs 的晶体结构和结晶度。
TEM实验可以用来评估TiO2NTs的形貌，Raman 光谱则可以评估TiO2NTs的结构特性，XPS测试则可以评估TiO2NTs 的表面组分。
综上所述，TiO2NTs是一种新型的纳米管材料，其合成及其表征可以从将多种方法，主要表征方法包括表面活性剂分析、X射线衍射、透射电子显微镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱等。
这些测试及研究结果可以为TiO2NTs的下一步应用发展提供指导。
总之，TiO2NTs的合成及其表征具有重要的意义，有助于深入了解TiO2NTs的性质，为其在不同的应用领域的发展提供理论支持及重要的实验基础。
j hazard mater影响因子
j hazard mater影响因子随着纳米二氧化钛材料(nTiO2)在各种工业产品中的广泛生产和使用，人们日益关切其对环境造成的潜在的生态和健康风险。
研究表明，nTiO2在紫外照射下产生的活性氧对微生物产生不利的生物效应，但也有报道指出，在黑暗中长期接触nTiO2可诱导细菌细胞壁增厚和生物膜形成，促进微生物适应环境。
因此，nTiO2对微生物造成何种影响，需要深入而细致的探讨。
2022年3月，来自湘潭大学的张鹏研究团队在Journal of Hazardous Materials （IF 14.224）上发表题为”Quantitative proteomics and phosphoproteomics elucidate the molecular mechanism of nanostructured TiO2-stimulated biofilm formation”的文章，该研究整合蛋白质组学与磷酸化修饰组学探讨微生物适应纳米材料的分子机制。
本研究发现，nTiO2显著改变活性污泥中菌群结构，其中大肠杆菌可通过形成生物膜适应亚致死的nTiO2。
中科新生命为其提供了蛋白质组学和磷酸化修饰组学技术服务。
研究材料nTiO2，Escherichia coli K12技术路线步骤1：nTiO2选择性富集细菌病原体并增加微生物群落的多样性；步骤2：nTiO2胁迫下大肠杆菌蛋白质组学及磷酸化修饰组学分析；步骤3：nTiO2通过增强铁的吸收促进生物膜的生成；步骤4：nTiO2通过增强转录和翻译过程提高大肠杆菌对抗菌剂适应性；步骤5：nTiO2通过CsgD的去磷酸化增加了生物膜的生成。
研究结果 1. nTiO2选择性富集细菌病原体并增加微生物群落的多样性研究人员向活性污泥中分别添加0、5、50 mg/L nTiO2，30h后观察胁迫条件下生物膜的生长情况。
结果显示，随着时间的推移，生物膜生物量逐渐增加，并且暴露于nTiO2的活性污泥具有更高的细菌丰度和群落多样性。
高稳定性钛系聚酯催化剂TiOC@SiO2的制备及应用
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 3 期高稳定性钛系聚酯催化剂TiOC@SiO 2的制备及应用刘斌，王勇军，吕汪洋，陈文兴（浙江理工大学纺织纤维材料与加工技术国家地方联合工程实验室，浙江 杭州 310018）摘要：钛系聚酯催化剂因催化活性高、环境友好等优点，是传统锑系聚酯催化剂的理想替代品。
为了制备出耐水解性好、分散性好、催化性能稳定的钛系聚酯催化剂，采用反相微乳液法，制备得到核壳结构催化剂TiOC@SiO 2。
在钛有机化合物的表面包覆一层硅氧烷，以此稳定钛有机化合物的催化活性。
利用多种现代表征方法对TiOC@SiO 2的形貌、结构和性能进行了表征分析，并探究其在合成聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET ）中的催化性能。
研究结果表明，TiOC@SiO 2催化剂为粒径约200nm 的核壳球形结构，无Ti —O —Si 键，钛含量为6.95%。
TiOC@SiO 2催化剂在90℃下水浴2h 后，其结构和催化活性保持不变，复合结构显著提高了钛有机化合物的耐水解性和分散性。
在聚酯合成实验中，仅添加5μg/g TiOC@SiO 2，在270℃下缩聚反应92min ，即可制备出特性黏度为0.677dL/g 、端羧基含量为14.4mol/t 、b 值为2.16的PET 。
关键词：催化剂；聚合；纳米粒子；聚酯；催化性能中图分类号：TS15；TQ426 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）03-1395-08Preparation and application of high stability titanium polyester catalystTiOC@SiO 2LIU Bin ，WANG Yongjun ，LYU Wangyang ，CHEN Wenxing(National Engineering Laboratory for Textile Fiber Materials & Processing Technology, Zhejiang Sci-Tech University,Hangzhou 310018, Zhejiang, China)Abstract: Titanium-based polyester catalysts are ideal substitutes for traditional antimony-based catalysts due to their high catalytic activity and environmental friendliness. In order to prepare titanium polyester catalyst with hydrolysis resistance, good dispersibility and stable catalytic performance, TiOC@SiO 2 catalyst was prepared by reverse microemulsion method. A layer of siloxane was coated on the surface of titanium containing organic compound to stabilize the catalytic activity. The morphology, structure and properties of TiOC@SiO 2 were characterized by various modern characterization methods, and its catalytic performance in the synthesis of polyethylene terephthalate (PET) was evaluated. The results showed that the TiOC@SiO 2 catalyst had a core-shell spherical structure with a particle size of about 200nm, but no Ti —O —Si bond, and a Ti content of 6.95%. The structure and catalytic activity of TiOC@SiO 2 catalyst remained unchanged at 90℃ for 2h. The composite structure significantly improved the hydrolysis resistance of the titanium organic compounds and dispersibility. In the polyethylene terephthalate synthesis experiment, with only 5μg/g TiOC@SiO 2 added and polycondensation at 270℃ for研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0349收稿日期：2023-03-07；修改稿日期：2023-06-01。
二氧化钛薄膜的研究进展(2-24)
二氧化钛薄膜的研究进展引言TiO2是一种性能稳定的半导体材料，具有氧化活性高，对人体无毒害、成本低和无污染等特点，在许多领域有广泛的用途。
TiO2薄膜具有良好的化学稳定性、电学性能、优良的光催化特性和亲水性，使其在污水处理、空气净化、电子材料、光学材料、生物材料和金属表面防护等方面呈现出巨大应用潜力。
目前，TiO2薄膜的制备方法有很多，大体可以分为两大类：物理法和化学法。
物理法主要是利用高温产生的物质蒸发或电子、离子、光子等高能粒子的能量所造成的靶物质溅射等方法，在衬底上形成所需要的薄膜；化学法是利用化学反应在基片上形成薄膜的方法。
[1]制备方法1 溶胶-凝胶法溶胶－凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。
凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。
溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜一般以钛醇盐及其相应的溶剂为原料，加入少量水和络合剂，经搅拌和陈化后形成溶胶，然后利用浸渍-提拉法、旋转涂层或喷涂等方法涂在基片表面，经过焙烧后形成薄膜。
常用的钛醇盐主要有：钛酸乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸丁酯、钛酸四丁酯、四氯化钛和三氯化钛等等。
姚敬华等[2]人以钛白粉厂价格低廉的偏钛酸为原料,采用溶胶-凝胶法,结合微乳化技术和共沸蒸馏的工艺路线,制备了纳米锐钛矿型TiO2粉体。
用电镜(TEM)及X射线衍射(XRD)技术进行了表征。
结果表明:TiO2结晶良好,分布均匀,无团聚现象。
将一定量偏钛酸和NaOH按一定量比混合,再按一定固液比用水稀释,搅拌均匀后转入蒸馏瓶中,在沸腾状态下回流2 h后转入烧杯.在搅拌条件下,缓慢加入一定体积的浓硝酸至沉淀溶解,得到浅白色半透明状溶液。
在此溶液中加入一定体积的8%DBS溶液和二甲苯,搅拌30 min静置,液体分为3层(3相),取中间相进行蒸馏,至馏出液中不分层为止,过滤,将滤渣在80℃烘 4 h后,放入茂福炉,在650℃下灼烧3 h后得纳米TiO2微粒。
tio2纳米材料的制备与表征
tio2纳米材料的制备与表征制备和表征二氧化钛（TiO2）纳米材料是一项重要的科学任务，由于其广泛的应用领域，包括光催化、太阳能电池、光电器件、光致发光、药物载体和生物成像等。
下面将介绍一种常用的制备和表征TiO2纳米材料的方法。
制备目前，制备TiO2纳米材料的主要方法包括化学气相沉积（CVD）、溶胶-凝胶法、水热法、微波等离子体化学方法等。
这里我们以水热法为例。
水热法是一种在高温高压条件下，利用水作为溶剂，使原料在其中发生化学反应并形成结晶的方法。
制备TiO2纳米材料的水热法通常包括以下步骤：1.将一定量的钛酸丁酯（Ti(OC4H9)4）和适量的硝酸（HNO3）溶液混合，搅拌均匀。
2.将上述混合液转移到高压反应釜中，密封后置于烘箱中加热至指定温度（通常为150-250℃）。
3.在该温度下保持一定时间（例如1-10小时），使钛酸丁酯和硝酸发生水热反应，生成二氧化钛（TiO2）纳米颗粒。
4.待反应结束后，将反应釜自然冷却至室温，取出产物。
5.用去离子水冲洗产物，去除可能存在的杂质。
6.最后，将产物进行干燥，得到TiO2纳米材料。
表征为了确认制备得到的物质是否为TiO2纳米材料，以及其结构和形貌等性质，我们通常会使用一系列表征方法。
1.X射线衍射（XRD）：XRD可以用于确定材料的晶体结构和相组成。
通过对比标准PDF卡片，可以确认制备得到的物质是否为TiO2纳米材料。
2.扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）：SEM和TEM可以用于观察材料的形貌和尺寸。
通过这些方法，我们可以了解到制备得到的TiO2纳米材料的形状、大小以及分布情况。
3.光电子能谱（XPS）：XPS可以用于分析材料的化学组成和化学状态。
通过这种方法，我们可以确认制备得到的物质是否含有Ti、O元素，并得到它们的比例。
4.紫外-可见光谱（UV-Vis）：UV-Vis可以用于研究材料的电子结构和光学性质。
通过这种方法，我们可以得到制备得到的TiO2纳米材料的吸收边和带隙等信息。
热喷涂制备氧化钛复合涂层研究现状
第30卷第2期江苏理工学院学报JOURNAL OF JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vo l.30，No.2 Apr.，20242024年4月陶瓷涂层因其耐磨损、耐高温及耐腐蚀等优点，在海洋舰船、航空航天、能源运输、汽车装备等领域具有广泛的应用前景。
然而，单一物相的陶瓷涂层通常脆性较大、结构缺陷较多，在服役过程中易破裂和剥落，其应用受到限制[1]。
目前，陶瓷涂层的性能改善手段主要有优化制备工艺参数和多相添加。
通过添加其他相，可以在保持原物相优异性能的同时，使涂层拥有多种不同的性能，减少孔隙与微裂纹等缺陷含量，拓展其应用范围[2]。
氧化钛复合涂层是指将氧化钛颗粒与其他材料进行复合，由于氧化钛颗粒具有较好的流动性及相容性，因此，作为第二相添加至涂层中可以提高涂层的韧性、硬度、耐磨性和耐腐蚀性能[3]。
热喷涂技术是一种表面强化和修复技术，具有工艺简单、成本低、灵活性高等优点，被广泛应用于零件表面以提升其耐磨损、耐腐蚀、耐高温等性能[4-5]。
近年来，采用热喷涂技术制备氧化钛复合涂层获得了广泛关注，一些学者针对涂层相添加、粉体结构设计等方法，研究了不同复合涂层的综合服役性能及二氧化钛对涂层性能的影响机理。
本文根据氧化钛复合涂层使用的材料种类，将其分为氧化物复合涂层、碳及碳化物复合涂层。
基于此，分别从氧化钛复合涂层、氧化物复合涂层、碳及碳化物复合涂层的制备三个方面，系统综述了国内外在有关氧化钛陶瓷涂层耐磨、耐腐蚀性能强化方面的研究情况，并对氧化钛复合涂层的原理和性能优化方法进行了介绍与分热喷涂制备氧化钛复合涂层研究现状吴海东1，燕玉林2，崔方方1，丛孟启1，高祥涵1，楚佳杰1，韩冰源1（1.江苏理工学院汽车与交通工程学院，江苏常州213001；2.军事科学院战略评估咨询中心，北京100091）摘要：氧化钛复合涂层具有优异的耐磨、耐腐蚀性能，常用于关键机械零部件的表面防护。
二氧化钛纳米管的制备及应用综述
二氧化钛纳米管的制备及应用综述段秀全盖利刚周国伟（山东轻工业学院化学工程学院，山东济南250353）摘要：TiO2纳米管具有较大的直径和较高的比表面积等特点，在微电子、光催化和光电转换等领域展现出良好的应用前景。
本文对TiO2纳米管材料的合成方法、形成机理及应用研究进行了综述。
关键词：TiO2纳米管；制备；应用中图分类号: O632.6 文献标识码: APreparation and Application of TiO2 nanotubesDUAN Xiu-quan, GAI Li-gang, ZHOU Guo-wei(School of Chemical Engineering, Shandong Polytechnic University, Jinan, 250353, China) Abstract: TiO2nanotubes have wide applications in microelectronics, photocatalysis, and photoelectric conversions, due to their relatively larger diameters and higher specific surface areas. In this paper, current research progress relevant to TiO2nanotubes has been reviewed including synthetic methods, formation mechanisms, and potential applications.Keywords: TiO2 nanotubes; preparation; application自1991年日本NEC公司Iijima[1]发现碳纳米管以来，管状结构纳米材料因其独特的物理化学性能，及其在微电子、应用催化和光电转换等领域展现出的良好的应用前景，而受到广泛的关注。
TiO2／SrTiO3异质结纳米管薄膜的制备及光电化学性能研究
TiO2/SrTiO3异质结纳米管薄膜的制备及光电化学性能研究Study on Preparation andPhotoelectrochemical Performance of TiO2/SrTiO3 Heterojunction NanotubeArrays领域：环境工程作者姓名：胡文丽指导教师：谭欣教授企业导师：张曙光高级工程师天津大学环境科学与工程学院二零一四年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。
特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。
同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。
（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要锐钛矿TiO2晶体通常暴露{101}晶面，而非高活性的{001}晶面，光生电子-空穴对复合率高，量子效率低，进而抑制了TiO2光催化活性。
此外，TiO2纳米材料具有较大的禁带宽度（3.2 eV），太阳光中仅占3~5 %的紫外光才能被其利用。
因此，这些缺点极大地限制了它的实际应用。
本研究中TiO2纳米管阵列被用作支撑反应物，与Sr(OH)2溶液反应，得到暴露TiO2{001}晶面的TiO2/SrTiO3纳米管阵列，该材料在紫外光下的光催化活性得到极大的提高。
采用扫描电显微镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、拉曼散射光谱（Raman）、X-射线能谱分析（XPS）等表征手段对样品进行分析。
不锈钢双极板涂层-TiO_(2)薄膜的导电耐腐蚀行为研究
不锈钢双极板涂层-TiO_(2)薄膜的导电耐腐蚀行为研究
倪亚
【期刊名称】《生物化工》
【年(卷),期】2024(10)2
【摘要】为了提高燃料电池金属双极板的导电耐腐蚀性,本文采用原子层沉积(ALD)工艺,在不锈钢316L上制备了TiO_(2)纳米薄膜,对比了不同加热温度以及基板加热与否时薄膜的导电耐腐蚀性能。
结果表明,当加热250℃且基板不加热时,0.84 V恒电位腐蚀24 h,双极板涂层-TiO_(2)薄膜的电流密度最小,为1×10^(-10)A/cm^(2),且腐蚀前后接触电阻相对较小,导电和耐腐蚀性能均表现优异。
通过XPS分析腐蚀前后薄膜表面的成分结构,发现二氧化钛保持了较稳定的结构,接触电阻增大主要源于表面C的氧化。
【总页数】5页(P146-150)
【作者】倪亚
【作者单位】上海氢晨新能源科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG174.46
【相关文献】
1.燃料电池用316L不锈钢双极板表面磁控溅射铬涂层的耐腐蚀性能
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3.不锈钢双极板
耐腐蚀涂层制备及性能4.增强金属基双极板导电和耐腐蚀性能的石墨烯基涂层的研究进展5.不锈钢双极板等离子喷涂TiC涂层耐腐蚀性研究
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阵列型TiO2纳米管光催化降解VOCs性能
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2016年第35卷第12期·3928·化 工 进 展阵列型TiO 2纳米管光催化降解VOCs 性能谷笛，朱凌岳，吴红军，王宝辉（东北石油大学化学化工学院，石油与天然气化工黑龙江省重点实验室，黑龙江 大庆 163318）摘要：通过二次阳极氧化电化学方法制备纳米孔/纳米管复合结构的阵列型TiO 2纳米管（2-step TiO 2 NTs ），实验证明这种结构的TiO 2 NTs 对大气中的挥发性有机化合物（volatile organic compounds ，VOCs ）有着十分优异的降解效果。
本文通过气态甲醇的光催化降解来评估比较一次氧化生成的TiO 2纳米管（1-step TiO 2 NTs ）和2-step TiO 2 NTs 的催化效果。
实验结果表明，二次阳极氧化电化学方法所生成的TiO 2 NTs 的纳米结构对光致电荷的产生有着十分重要的推动作用。
之所以2-step TiO 2 NTs 的纳米孔/纳米管复合结构能够显著提高VOCs 的降解效率，是由于这种特殊的结构能够更加有利于电子的传递，同时能够有效地抑制光生电子和空穴的复合。
最后，通过实验数据阐述了2-step TiO 2 NTs 光催化活性的增强机理，这种新结构显示出更小的带隙、更高效的光生电子/空穴分离效率和VOCs 降解性能。
关键词：TiO 2纳米管；纳米结构；催化作用；光化学；VOCs 降解中图分类号：O 644.1 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）12–3928–06 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.12.028Tuned TiO 2 top-porous/bottom-tubular structure for enhanced VOCsphotocatalytic activityGU Di ，ZHU Lingyue ，WU Hongjun ，WANG Baohui（Provincial Key Laboratory of Oil & Gas Chemical Technology ，College of Chemistry & Chemical Engineering ，Northeast Petroleum University ，Daqing 163318，Heilongjiang ，China ）Abstract ：The top-porous/bottom-tubular TiO 2 nanotube arrays （TiO 2 NTs ）were prepared via a facile two-step anodization method for efficient decomposition of VOCs （volatile organic compounds ）in air. The gas phase photocatalytic activity of conventional 1-step TiO 2 NTs and top-porous/bottom-tubular TiO 2 NTs were estimated by decomposing of methanol vapor. The results show that ，a heterojunction structure formed in top-porous/bottom-tubular TiO 2 NTs composite plays an important role in the dynamics of photogenerated charges. The top-porous/bottom-tubular TiO 2 NTs combined structure significantly enhanced the photocatalytic activity of decomposition of VOCs ，which is due to the enhanced electrons transfer and the reduce of the recombination of photogenerated electrons and holes. The mechanism for the enhancement of the photocatalytic activity of top-porous/bottom-tubular TiO 2 NTs was discussed according to our experimental results.Key words ：TiO 2 nanotube ；nanostructure ；catalysis ；photochemistry ；VOCs decomposition近年来，将光催化技术应用于挥发性有机化合物（volatile organic compounds ，VOCs ）降解领域受到越来越多的关注，很多半导体材料都可以作为光催化剂[1-3]，其中TiO 2被认为是最有发展前景的光催化剂，因为它具有独特的光致激发性质、较高的抗光腐蚀型和低成本等特点[4-6]。
纳米二氧化钛的制备及光催化分析
苏州科技大学材料科技进展化学生物与材料工程学院材料化学专业题目：纳米二氧化钛的制备及光催化*名：**学号：**********指导老师：***起止时间：5月20日——6月8日纳米二氧化钛的制备及光催化吕岩（苏州科技学院，化学与生物工程材料学院，江苏，苏州，215009）摘要:纳米二氧化钛是种重要的纳米材料，其在众多领域有着广泛的应用。
本文主要介绍纳米二氧化钛的多种制备方法，包括化学气相法(化学气相沉积法、化学气相水解法等)、液相法( 溶胶凝胶法、沉淀法、水热合成法等)两大类,并分析了各种工艺的优劣。
并介绍纳米二氧化钛光催化反应原理,基本方法,影响因素,及其广泛的应用。
通过介绍纳米二氧化钛的制备及光催化的研究，更深刻理解其在生产生活中应用。
关键词：纳米TiO2，制备方法，光催化.The study on preparation of nanometer TiO2 and photocatalyticLv Yan(University of Science and Technology of Suzhou,School of Chemical and Biological Engineering Materials,Jiangsu,Suzhou,215009) Abstract: A s an important nanomaterial nanometer TiO2 has wide app lications in many fields, such as environmental production. Preparation methods of nanomaterial TiO2w ere briefly summarized, including chemical gas phase method( CVD and chem ical gas phase hydro lysis method etc. ) and liquid phase method( sol- gelmethod, precipitation method, hydrothermal synthesismethod etc. ). The advan tages and disadvanges o f everym ethod w ere analyzed. Introduce nano TiO2reaction principle, basic method, influence factors, and its wide application. Through the introduction of the preparation of nano TiO2 research, a deeper understanding of its application in the production and living.Key words: nanometer T iO2; preparation method, photocatalysis引言：纳米二氧化钛是一种新型的光催化无机功能材料，由于其粒径在1~ 100 nm 之间, 具有粒径小、比表面积大表面活性高、分散性好等特点, 表现出独特的物理化学性质。
TiO2-Cu2O纳米复合膜的制备和杀菌性能的研究
高校 理科 研 究
ＴＯ 一 ｕ０纳米复糟德 昀制备和杀菌性鹾硇研究 ｉ２Ｃ ２
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河北科技师范学院理化 学院 王月辉
刘 璐 解 莹
［ 摘 要】 取异 丙醇、 环糊精、 ｕ Ｏ 、 ＣＳ Ｎｎｃ 为原料 配制溶液 ， 取适量溶液于培养皿 中， 已镀好 ＴＯ 的 栽玻片放入其 中， 紫外灯 将 ｉ 膜－ 在 照射 和氮气保护 下沉积 ， １０（真 空干燥 ２ ， 于 ２￣ ２ ｈ 得到 Ｔｉ 一 ２ 复合膜 。讨论 了其 杀菌性 能； Ｏ Ｃｕ０ 并通过 ｘ射 线衍射（ ｘＲＤ） 分析 了 Ｔ ０ － ｕ 复合 薄膜 的相构成。 ｉ ２Ｃ ０ ［ 关键词 ］ 溶胶一 凝胶 法 Ｔ Ｏ 一 ｕ 复合 薄膜 杀菌性能 ｉ Ｃ Ｏ ＴＯ 是一种重要的半导体材料 ， ｉ 可用于制造电介质材料 、 光催化薄 膜、 氧传感器等 。 因其化学性质稳定 、 难溶 、 无毒 、 成本低等优点 ， 被广泛 应用于光催化 ， 并被公认为是 目前 比较理想的光催化剂【 惆 。自 １７ ９ ２年 Ｆｊ ｈ ａ Ｈ ｎａ ｕ ｓｉ 和 ｏ ｄＶ发现 ｏ 光催化特性 以来 ，以 ｉ ２ ｉ ｍ ２ ｒ 为代表的光催 ｏ 化环保材料得到广泛的研究１ 近年来关于 ＴＯ 半导体光催化剂用于环 ７ １ 。 ｉ： 境污染物降解的研究已受到人们的广泛关注 ，并在一些基础研究与应 用研究方面取得不少显 著成果 。 自化学物理 、 来 材料等领域 的学者围绕 太 阳能 的转化和储存 、 化学合 成 、 光 多相 催化过 程 的原理 ， 致力 于 ＴＯ 光催化剂性能 的研究 。 ｉ ＴＯ 薄膜作为一种具有较宽禁带 的透 明介质材料 ， 高的折射率 、 ｉ： 有 高介 电常数 、 良好的机械性能及化学稳定性 ， 在光学器件 、 保护涂 层 、 扩 散 阻挡层 、 电致变色器件等 方面有着广泛应用【 ｌ３ ２１ ．。在紫外光照射下 ， Ｔｏ 薄膜表面的光催化反应可 以产生杀菌 、 ｉ２ 防雾及 自清洁效应㈣， 因此 在建筑 、 装潢材料（ 、 玻璃 镜子 、 、 瓷砖 建筑物外墙等） 及环境保护领域（ 防 污、 防臭 、 杀菌 、 净化空气和水） 具有广阔的应用前景 。 二元半导体复合是提高光催化活性 的有效手段 ，两种半导体 的复 合可 以使光生载流子在不 同能级半导体之 间运输并得 到分离 ，增长载 流子 的寿命 ， 从而提高量子效率 。ｃ ２ ｕ ０是一种重要 的新 型无机功能材 料， 它是一种无毒 Ｐ 一型半导体 ， 能带宽为 ２ ｅ 有较 高的光吸收系数 ． Ｖ， ０ 和较高的理论利用效率 ， 并且原材料和制备过程费用很低 ， ＴＯ 光催 在 ｉ 化应用 中， 我们通 常应用的是其光 生空 穴的氧化作用 ， 文中 ， 本 我们用 溶胶—凝胶法制备 出 Ｔ ： ， ｉ 膜 然后在紫外光照射下 ， Ｏ 利用其光生 电子 的 还原作用 ， 溶液中 的 ｃ “ 原成 ｃ （ ， 将 ｕ还 ｕ） Ｉ 在其表 面制得 了 ｃ ２ ， ｕ ０膜 并 对其杀菌性能进行 了初步研究。
水热法合成锐钛矿型纳米二氧化钛
水热法合成锐钛矿型纳米二氧化钛①杜作娟,古映莹(中南大学功能材料化学研究所,湖南长沙,410083)摘 要:以Ti(SO4)2为原料,采用水热法制备了锐钛矿型二氧化钛纳米粉体,利用XRD、激光粒度仪等分析测试手段对所得二氧化钛粉体的晶相组成、粒径分布等性质进行了表征。
探讨了反应温度和反应时间对粉体晶型及粒径的影响。
关键词:水热法;纳米粉体;二氧化钛;锐钛矿中图分类号:TQ134.1 文献标识码:A 文章编号:1009-9212(2002)05-0024-02 水热法是指在特别的密闭反应容器(高压釜)里,采用水溶液作为反应介质,通过对反应容器加热,创造一个高温、高压反应环境,使得通常难溶或不溶的物质溶解并且重结晶[1]。
由于水热反应是在非受限的条件下进行,因此在制备纳米粉体上与其它湿化学方法相比有许多优越性[2],如具有在高温高压下一次完成,无需后期晶化处理,所制得粉体粒度分布窄,团聚程度低,成分纯净,制备过程污染小,易实现工业化生产等优点。
近年来用水热法制备TiO2粉体的研究较多[3～6]。
笔者采用新工艺,以Ti(SO4)2溶液为原料,在较低的温度下(200℃以下)和较短的时间(8h以下),水热合成了锐钛矿相纳米TiO2。
1 实验部分1.1 纳米TiO2的制备在搅拌的条件下将Na2CO3溶液加入一定浓度的Ti(SO4)2水溶液中,调整pH<3.0,制得前驱体,放入衬有聚四氟乙烯的高压容器内加热,填充度为80%,控制反应温度和反应时间。
所得产物用丙酮和蒸馏水依次洗涤至滤液无SO2-4检出,在100℃下干燥即得产物。
1.2 样品表征采用XRD、激光粒度分析仪等对所得粉体进行结构、形貌表征。
2 结果与讨论2.1 纳米TiO2的晶型分析在160℃下反应6h所得二氧化钛粉体的XRD 的分析结果如图1所示。
图2和图3分别是反应时间6h时不同温度及反应温度为160℃时不同反应时间下的XRD图。
从图中可以看出,不同条件下所制得粉体的所有衍射峰都能为锐钛矿相二氧化钛所指标化,且衍射峰峰型尖锐,表明所得粉体为结晶完整的锐钛矿型二氧化钛。
多巴胺对纯钛表面二氧化钛纳米管载银的影响
多巴胺对纯钛表面二氧化钛纳米管载银的影响倩1，李明1，贾昭君1，徐旭晨1，成艳1，郑玉峰1,2，奚廷斐1，魏世成1,3刘(1. 北京大学前沿交叉学科研究院，北京100871)(2. 北京大学工学院，北京100871)(3. 北京大学口腔医学院，北京100871)摘要：钛作为植入材料广泛应用于临床，但是术后感染问题十分棘手。
因此，制备表面具有长期抗菌能力的植入材料具有重要意义。
利用聚多巴胺在硝酸银溶液中诱导还原银纳米颗粒，在经过阳极氧化处理的纯钛表面制备得到载银纳米颗粒二氧化钛纳米管，实现了短期快速抑制材料表面细菌的粘附以及长期释放达到抗菌的效果。
载银二氧化钛纳米管以其可调节、可控、方便操作等优点，在骨科植入、医疗器械、牙科等领域具有广阔的应用前景。
关键词：阳极氧化；聚多巴胺；银纳米颗粒；抗菌中图法分类号：TG146.2+3 文献标识码：A 文章编号：1002-185X(2014)S1-276-05纯钛及其合金具有良好的力学性能、较低的弹性模量及较好的抗腐蚀性，常被用于骨科及口腔植入材料[1]。
但植入物易引发感染，尤其当材料表面形成生物膜，只能通过二次手术或者移除植入物，给患者带来痛苦[2]。
最有效的方法是制备抗菌表面，因此研究具有抗菌性能的材料表面具有重要意义。
自聚合聚多巴胺膜层易在各种材料表面生长且具有一定的还原性[3]，已成为研究热点。
Haeshin Lee 等人[3]首次报道3,4-二羟基-L-苯基丙氨酸（DOPA）与基体形成强的共价、非共价结合。
多巴胺可以在多种金属表面发生自聚合作用，为二级反应提供平台，如将银和铜从AgNO3 溶液和CuCl2溶液中还原出来，避免使用其他还原剂。
银作为无机抗菌剂，已被广泛应用于医疗器械如骨水泥、导尿管、骨固定针、牙科材料等[4]。
银纳米颗粒因其具有较大的比表面积比，较强的广谱抗菌性，不易引起耐药性，低浓度下仍具有良好的抗菌性而引起人们的广泛兴趣[5]。
目前普遍认为纳米银颗粒通过进入细胞膜蛋白，引起氧化应激作用（ROS），破坏细菌DNA，膜蛋白等发挥抗菌作用[6,7]。
金红石二氧化钛纳米片的性质及其光催化活性
金红石二氧化钛纳米片的性质及其光催化活性赵丹丹;于彦龙;高东子;曹亚安【摘要】采用溶胶-凝胶、质子交换和层状剥离的方法,制备出金红石TiO2纳米片.利用X射线电子衍射谱(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、X光电子能谱(xPS)的价带谱和荧光光谱(PL)等对样品进行了表征,研究了光生载流子的转移过程.结果证明:金红石TiO2纳米片具有较大的比表面积(185.7m2/g),厚度约5 nm,与金红石TiO2样品相比,金红石TiO2纳米片的禁带宽度增加,氧化还原能力增强;此外,纳米片结构能够促使光生载流子快速转移到纳米片的表面并产生有效分离,阻止了光生电子和空穴的复合,提高了光催化反应中光生载流子的利用率.金红石纳米片的这些特性导致其具有较高的光催化活性,紫外光催化降解对氯苯酚的实验表明:金红石TiO2纳米片的光催化活性高于金红石TiO2和锐钛矿TiO2样品.【期刊名称】《无机材料学报》【年(卷),期】2016(031)001【总页数】6页(P1-6)【关键词】金红石TiO2纳米片;比表面积;能带结构;光生载流子;光催化活性【作者】赵丹丹;于彦龙;高东子;曹亚安【作者单位】南开大学物理科学学院,泰达应用物理研究院,弱光非线性光子学教育部重点实验室,天津300457;南开大学物理科学学院,泰达应用物理研究院,弱光非线性光子学教育部重点实验室,天津300457;南开大学物理科学学院,泰达应用物理研究院,弱光非线性光子学教育部重点实验室,天津300457;南开大学物理科学学院,泰达应用物理研究院,弱光非线性光子学教育部重点实验室,天津300457【正文语种】中文【中图分类】O643;O644低维结构TiO2具有维度低、化学稳定性好和氧化还原能力强等特点, 近年来被广泛应用于光催化、太阳能电池和纳米器件等领域[1-13]。
Adachi等[2]合成了锐钛矿纳米管, 并研究了其光催化活性; Quan等[6]报道了改性的锐钛矿纳米管, 具有良好的光电协同催化能力; Zhang等[7]制备了一种高度有序的锐钛矿纳米管阵列电极, 有效地提高了电极光电协同催化活性; Macak等[8]合成了金红石锐钛矿混合的纳米管, 大大提高了TiO2光催化降解有机物的性能。
《多路线合成PVA-TiO2复合膜及其作为创面敷料的可行性研究》范文
《多路线合成PVA-TiO2复合膜及其作为创面敷料的可行性研究》篇一多路线合成PVA-TiO2复合膜及其作为创面敷料的可行性研究一、引言随着生物医学和材料科学的不断发展，创面敷料的研究与应用逐渐成为研究的热点。
其中，聚乙烯醇（PVA）因其良好的生物相容性、成膜性和抗菌性等特性，被广泛用于制备创面敷料。
而二氧化钛（TiO2）作为一种具有优异光催化性能的材料，其在创面修复和抗感染方面也展现出潜在的应用价值。
因此，本文旨在研究多路线合成PVA/TiO2复合膜的制备方法及其作为创面敷料的可行性。
二、多路线合成PVA/TiO2复合膜1. 材料与设备（1）材料：聚乙烯醇、二氧化钛、溶剂（如水、有机溶剂等）。
（2）设备：搅拌器、烘箱、喷涂设备、真空干燥设备等。
2. 制备方法（1）溶胶-凝胶法：将PVA与溶剂混合，形成均匀的溶液，然后加入TiO2溶胶，通过搅拌使其充分混合，最后通过喷涂或浸涂法将混合溶液涂布在基材上，经过烘烤和真空干燥，形成PVA/TiO2复合膜。
（2）原位合成法：在PVA溶液中直接加入TiO2前驱体，通过控制反应条件，使TiO2在PVA基体中原位生成，然后进行涂布和干燥。
（3）共混法：分别制备PVA膜和TiO2分散液，然后将两者混合，通过控制混合比例和涂布工艺，制备出PVA/TiO2复合膜。
三、PVA/TiO2复合膜作为创面敷料的可行性研究1. 生物相容性评价通过细胞培养实验，评价PVA/TiO2复合膜对细胞增殖、分化及代谢的影响，以确定其生物相容性。
结果表明，PVA/TiO2复合膜具有良好的生物相容性，对细胞无毒性。
2. 抗菌性能评价通过抗菌实验，评价PVA/TiO2复合膜对常见细菌的抑制作用。
结果表明，TiO2的光催化作用能有效杀灭细菌，提高敷料的抗菌性能。
3. 创面修复效果评价通过动物实验，观察PVA/TiO2复合膜在创面修复过程中的表现。
结果表明，该敷料能促进创面愈合，减少感染风险，提高创面修复效果。
二氧化钛纳米管的临床应用进展
二氧化钛纳米管的临床应用进展朱姝;邓宇周佳;刘培慧;黑笑凡;杨礼庆【期刊名称】《中国医学工程》【年(卷),期】2015(023)008【摘要】目的骨骼相关疾病对人类的生命质量有着重大的影响.随着社会的发展,越来越多生物材料应用于骨科领域如人工关节,脊柱融合,骨折固定器械(包括内固定、外固定)等.临床使用的生物材料必须具备良好的生物相容性,抗磨损性,耐腐蚀性,抗菌性能等.目前的钛金属及其合金表面的氧化膜导致其体内骨诱导能力较差和抗菌性能差,从而影响其长期作为内植物的寿命.为促进钛金属及其合金的体内骨诱导能力,通过改变金属表面形貌是目前最具有前景的处理方式(比如二氧化钛纳米管).二氧化钛纳米管(TiO2 nanotubes,TNT)由电化学阳极技术生成,是目前的一个最有吸引力的纳米材料.研究证明钛金属表面纳米化能够促进其体内的骨整合能力,此外钛金属表面纳米形貌还使得其具有表面载药的特性.在本文中,我们将对近几年二氧化钛纳米管的临床研究进展及其发展的前景进行综述.【总页数】2页(P199-200)【作者】朱姝;邓宇周佳;刘培慧;黑笑凡;杨礼庆【作者单位】中国医科大学附属盛京医院,辽宁沈阳110004;中国医科大学,辽宁沈阳110001;中国医科大学附属第四医院,辽宁沈阳110032;中国医科大学附属盛京医院,辽宁沈阳110004;中国医科大学附属盛京医院,辽宁沈阳110004【正文语种】中文【中图分类】R816.8【相关文献】1.二氧化钛纳米管抗菌性能在口腔种植领域的研究进展 [J], 王昊阳;孟维艳2.二氧化钛纳米管及其作为溶栓药物载体的研究 [J], 陈熔熔;景春兰;赵玲玲;梁洪泽3.三维多孔支架表面成型二氧化钛纳米管阵列体外促进人牙髓干细胞粘附及成骨分化 [J], 于泓川;何懋典;刘鹃;李军霞;帅逸;臧圣奇;金磊4.不同管径的二氧化钛纳米管对人牙周膜干细胞生物学行为的影响 [J], 高晖;李蓓;杨雷宁;梁莉;夏雨;姜浩;许亦权5.二氧化钛纳米管阵列在大肠杆菌不同生长阶段的抗菌机理 [J], 姬晓伟;刘娉婷;唐金成;万常俊;阳燕;赵志立;赵大鹏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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1实验
1. 1 TiO2 纳米管阵列的制备
取商业纯钛板（10 mm × 10 mm × 2 mm） 依次 用 400 #、600 #、800 #、1200 #、1500 #碳化硅砂纸逐 级打磨至表面无划痕，再分别在丙酮，无水乙醇和 去离子水中超声清洗 10 min. 晾干备用. 以预处理 的钛板为阳极，铂片为阴极，在室温 20 V 电压下电 化学阳极氧化［10］，电解液为含有 0. 12 mol / L NaF 的 0. 5 mol / L H3 PO4 溶液，时间 45 min，之后用大 量去离子 水 冲 洗 样 品 以 去 除 残 留 电 解 液，所 得 样 品记为 TiO2 / Ti. 阳极氧化后的样品立即继续下一 步的钙磷盐膜层的电沉积.
图 4 为金属钛，TiO2 / Ti 和 HA / TiO2 / Ti 电极在 pH = 7. 4 的 Tyrode’s 生理溶液中电化学交流阻抗 谱图，图 中 散 点 为 实 验 值，实 线 为 拟 合 值. 由 Nyquist 图（ c） 可知，未经过表面改性处理的 Ti 电 极阻抗值 最 高，这 显 然 与 前 面 提 到 的 钛 可 在 空 气
图 2 HA / TiO2 / Ti 复合膜层的 XRD 谱图 Fig. 2 XRD pattern of the HA / TiO2 / Ti
2. 2 钛基表面复合膜层耐腐蚀性
图 3 是纯 Ti 电极，TiO2 / Ti 和 HA / TiO2 / Ti 复 合涂层电极在 pH = 7. 4 的 Tyrode’s 生理溶液中的 Tafel 极化曲线. 如图，未经过表面改性处理的纯 Ti，其自然腐蚀电位最高，为 － 0. 159 V（ vs. SCE， 下同） . 这是由于纯钛在空气中，表面会自然生成 一层致密的 TiO2 氧化物膜层，对保持钛金属良好 的耐蚀性起到十分重要的作用. 相比之下，TiO2 / Ti
1. 2 钙磷盐膜层的电化学沉积
以上述表面构筑了 TiO2 纳米管阵列的 TiO2 /Ti 作工作电极（阴极），铂电极为辅助电极（ 阳极），电 解液组成为 2. 5 × 10 － 3 mol /L CaCl2、1. 67 × 10 － 3 mol /L NH4H2PO4 和 0. 15 mol /L NaCl，另 加 0. 05 mol /L Tris［三（ 羟甲基） 氨基甲烷，Tris（ hydroxylmethyl）-amino-methane］，经盐酸调节溶液 pH 至 7. 2， 在 80 ℃ 下分两步进行电化学沉积：首先在电流密 度10 μA / cm2 下保持10 s ，然 后 脉 冲 到 阴 极 电 流
图 3 金属钛（ a） ，TiO2 / Ti（ b） 和 HA / TiO2 / Ti（ c） 电极在 pH = 7. 4 的 Tyrode’s 生理溶液中极化曲线
Fig. 3 Polarization curves of the Ti （ a） ，TiO2 / Ti （ b） and HA / TiO2 / Ti （ c） electrodes in Tyrode’s solution
2 结果和讨论
2. 1 钛基表面复合膜层的表征
图 1a 是钛基表面阳极氧化后形成的 TiO2 纳 米管阵列膜层的表面和横截面 SEM 照片. 可看出， 样品表面呈现出典型高度有序、排列规整的 TiO2 纳米管阵列结构［12-13］，管径为 80 ～ 100 nm，管长约 650 nm，各 纳 米 管 上 下 尺 寸 基 本 一 致，其 上 端 开 口，下端与 Ti 基体连接，且该端封闭. 整个阵列膜 层与 Ti 基底结合强度高，比表面积大.
收稿日期：2009-08-19，修订日期：2009-08-30 * 通讯作者，Tel：（86-592）2189354，E-mail：cjlin@ xmu. edu. cn 国家自然科学基金（20773100） 项目资助
第1 期
孔丽丽等：医用钛表面 TiO2 纳米管 / HA 复合膜层于 Tyrode’s 生理溶液中电化学腐蚀行为
1. 3 涂层的耐腐蚀性能测试
使用 Autolab 电化学工作站，三电极系统，参比 电极和辅助电极分别为饱和甘汞电极（ SCE） 和铂 电极. 工作电极为纯 Ti 电极，TiO2 /Ti，或 HA /TiO2 / Ti 复合涂层电极，各电极表面均用指甲油涂覆包封 只留出一定面积的工作面. Tafel 极化曲线测试是在 开 路 电 位 ± 1 2 0 mV 区 间 动 电 位 极 化 ，扫 描 速 率 0. 167 mV· s － 1 ； 交流阻抗 谱 频 率 范 围 104 ～ 10 － 2 Hz，扰动电 压 10 mV. 实 验 介 质 为 人 工 模 拟 体 液 Tyrode’s 生理溶液，组成［11］如下： NaCl 8. 00 g + KCl 0. 20 g + CaCl2 0. 20 g + NaHCO3 1. 00 g + MgCl2 0. 10 g + NaH2 PO4 0. 05 g + 葡萄糖 1. 00 g + H2O 1 L （ 葡 萄 糖 应 在 使 用 前 临 时 加 入 ） ，pH 值 7. 4. 实验温度 37 ℃ ，由 SJH-4S 型数控精密恒温水 浴锅（宁波海曙天恒仪器厂） 控制. 所用试剂均为 分析纯.
表 1 金属钛，TiO2 / Ti 和 HA / TiO2 / Ti 在 pH = 7. 4 的 Tyrode’s 生理溶液中 Tafel 拟合参数 Tab. 1 Corrosion fitting parameters from Tafel curvers for Ti，TiO2 / Ti and HA / TiO2 / Ti in Tyrode′s solution
果表明，在钛基 TiO2 纳米管阵列膜层上沉积构筑 HA 涂层之后，由于表面阻挡层的强化，TiO2 涂层在 Tyrode’s 生理溶液中的耐蚀性有所提高.
关键词： 医用植入体； 生理腐蚀； 钛； TiO2 纳米管阵列； 羟基磷灰石； 电沉积
中图分类号： O646
文献标识码： A
在生 物 医 用 金 属 材 料 中，钛 及 其 合 金 凭 借 其 良好的力 学 性 能 和 生 物 相 容 性，已 被 广 泛 用 作 医 用内植物材 料，如 人 工 关 节、骨 创 伤 产 品、牙 种 植 体、牙矫形线、介入性心血管支架等. 然而，金属植 入材料进 入 人 体 后，在 人 体 内 复 杂 的 化 学 和 生 物 环境中，必然发生电化学腐蚀，造成金属离子的溶 出和积累，可导致毒副作用. 在临床应用中，腐蚀 已成为金属植入材料面临的主要问题之一. 如何 减少腐蚀 释 放 出 的 金 属 离 子，减 少 毒 副 作 用 一 直 是人们致力研究的重点. 研究者们发展了各种表 面改性技术，以提高材料的耐腐蚀性［1-9］. 羟基磷 灰石（ HA，Hydroxyapatite） 是自然骨组织最主要的 无机组分，其生物性能优异，具有激励或者诱导骨 组织生长并与骨组织形成骨性结合的能力. 发展 钛基 HA 涂层生物复合材料可使材料兼具金属材 料的高强度高韧性和 HA 优异的生物性能，但有关 它的耐腐蚀性能以及腐蚀机理仍亟待深入探索. 本文首先采用电化学阳极氧化法在纯钛基体表面 构筑 TiO2 纳米管阵列膜层，而后于该阵列膜表面 定向电沉积纳米 HA 膜层，研究这一钛基 HA 涂层 生物复合材料在人工模拟体液（ Tyrode’s 生理溶 j）10 mA / cm2 ，停留 0. 2 s，如此脉冲循环 100 圈；接着再于阴极电流密度 10 mA / cm2 下恒流电 沉积 4000 s. 以上过程由 Autolab PGSTAT 30 电化 学工作站控制沉积电流和时间沉积等参数. 所得 样品记为 HA / TiO2 / Ti.
中形成结 构 致 密 的 氧 化 物 膜 层 密 切 相 关，也 是 钛
金属在水溶液体系中高度稳定、耐蚀的主要原因. 经过电化学氧化，表面生成多孔纳米结构的 TiO2 之后，其阻挡性能随之减弱，耐腐蚀性降低. 但如 TiO2 / Ti 电极的 TiO2 多孔结构被电沉积充填了 HA 并形成膜层之后，阻抗值又会有一定的提高. 这从 Bode 模 图 （ a ） 也 可 得 出 相 同 结 论，即 在 低 频 区 TiO2 / Ti 和 HA / TiO2 / Ti 的阻抗值均比纯 Ti 低，而 HA / TiO2 / Ti 又比 TiO2 / Ti 的阻抗高. 又 Bode 相图 （ b） 示出，Ti 仅有 1 个时间常数，而 TiO2 / Ti 则出现 2 个时间常数，HA / TiO2 / Ti 有 3 个时间常数. 一般 认为，高频区的阻抗行为乃表现电极的表面（ 此处
为纳米膜） 性质，而低频区阻抗则与电化学双电层
及界面传荷过程有关. 依照图 5 等效电路拟合阻抗 数据，结果如表 2 所列. 等效电路中，R1 代表溶液 电阻，R2 为电荷传递电阻，其值大小反映了金属耐 腐蚀性的强弱. Q1 代表电化学双电层阻抗. 对样品 TiO2 / Ti，R3 表示 TiO2 膜电阻，Q2 表示膜电容. 对 样品 HA / TiO2 / Ti，R3 和 R4 分别表示 HA 膜 层 和 TiO2 膜层电阻，Q2 和 Q3 分别表示 HA 膜层和 TiO2 膜 层的膜电容. W表示Warburg阻抗，表明此时的
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电化学
2010 年
电极的腐蚀电位最负，为 － 0. 279 V，而 HA / TiO2 / Ti 的自然 腐 蚀 电 位 则 比 TiO2 / Ti 电 极 正 移 约 60 mV. 原因即在纯 Ti 经过电化学氧化刻蚀之后，表 面形成多孔纳米结构，其阻挡层薄，比空气中自然 形成的 TiO2 膜层脆弱，造成耐腐蚀性能降低. 而当 TiO2 / Ti 电极的 TiO2 纳米管被电沉积的 HA 充填 之后，继而在表面延续生长形成一层致密的 HA 涂 层，则可改善该电极在 Tyrode’s 模拟体液中的稳定 状态. 表 1 为 3 种样品的 Tafel 曲线拟合参数. 可看 出纯钛电极极化电流密度最小，极化电阻 Rp 最大， 而 HA /TiO2 /Ti 与 TiO2 /Ti 的极化电阻非常接近.