氧化钛纳米管阵列改性及其性能研究进展
TiO2纳米管的研究进展
mir eeto is p l dc t lssa d p oo lcrcta st n i e e ty a s Re er h so h r p rt na da pi co lcr nc ,a pi aay i n h t ee ti r n ii rc n e r. e o n s ac e nt ep e aai n p l o —
摘要
近年来管状结构的纳米 TO 在微电子、 i2 应用催化和光电转化等领域展现 出良好的应用前景, 对其制备
技术和应用研 究 已成为 多学科研 究的热点。主要 综述 了 T0 纳米 管的最新 研 究进 展情 况以及发展 现状 , 绍 了其 i2 介 制备方 法、 彤貌 、 晶体结构 、 形成机理及应 用前景 。 关键词 二氧化钛纳米管 水热法 模板法 阳极氧化
12 湿化 学法 .
湿化学法所制得的 T0 为多层纳米结构 , i2 其中水热合成
维普资讯
・
18・ 0
材料导报
20 年 1 月第 2 卷专辑 Ⅶ 06 1 0
TO 纳米 管 的研 究进 展 i2
郭孟狮 杨靖 华。周 心艳 ,Байду номын сангаас,
( 西安交通大学应用化学系, 1 西安 70 4 ; 哈尔滨工业大学航天学院, 109 2 哈尔滨 100) 50 1
11 模 板 法 .
该法利用结构基质作为模板合成 通过合成适宜尺寸和结
构 的模板 为主体 , 利用物理或化学方法 向其 中填充各种金属 、 非 金属 或半导体材料 , 而获得所 需特定尺 寸和功 能 的客体纳米 从 结构 阵列 Bi a 】 r d 等[以多孔 氧化铝 (A ) n ] f A 膜为模板 , 用溶胶凝一 ’ 利 胶
纳米材料应用于能源储存技术的前沿研究进展
纳米材料应用于能源储存技术的前沿研究进展随着全球能源需求的不断增长和可再生能源的推广利用,能源储存技术成为了亟待解决的关键问题之一。
在过去的几十年里,纳米材料作为一种具有独特结构和性能的新型材料,引起了人类对能源储存技术的重大关注。
利用纳米材料进行能源储存的研究已取得了一系列令人瞩目的成果,为更高效、可持续的能源储存技术的发展提供了广阔的前景。
纳米材料在能源储存领域的应用主要包括锂离子电池、超级电容器和燃料电池等方面。
首先,纳米材料在锂离子电池领域的应用表现出了巨大的潜力。
纳米结构材料以其独特的高比表面积和优异的电化学性能,能够提高电池的能量密度、循环寿命和耐高倍率充放电性能。
例如,利用二氧化钛纳米颗粒作为负极材料,其纳米级尺寸能够缩短离子扩散路径,提高锂离子的传输速率,从而提高电池的充放电速率和循环稳定性。
另外,纳米复合材料的应用也在锂离子电池领域取得了显著的成就。
将纳米材料与其他高性能材料结合,可以充分发挥各自的优势,提高电池的能量密度和循环寿命。
通过表面修饰和掺杂等手段,可以进一步调控纳米材料的电化学性能,实现更高效、更稳定的能量储存。
其次,纳米材料在超级电容器领域的应用也取得了一些重要的突破。
超级电容器作为一种能够实现高功率密度和长循环寿命的能源储存设备,对纳米材料的需求尤为迫切。
纳米材料具有可调控的孔隙结构和大比表面积,可以提供更多的表面存储电荷和提高电解液的扩散速率,从而提高超级电容器的能量密度和功率密度。
例如,二氧化钛纳米管阵列作为电极材料,具有较高的比容量和循环寿命,能够显著提高超级电容器的能量存储性能。
此外,纳米材料的结构工程也为超级电容器的发展提供了新的思路。
通过纳米材料的自组装、表面功能化和多孔材料的构建等手段,可以实现超级电容器的自组装和多向导电通道,进一步提高超级电容器的电容量和能量密度。
最后,纳米材料在燃料电池领域的应用也受到了广泛关注。
燃料电池作为一种高效、清洁的能源转换技术,可以将燃料的化学能转化为电能,同时产生的副产物为水。
阳极氧化TiO2纳米管阵列的制备及其光电化学特性研究
Vo . No 2 1 8 .
Ap i 2 1 rl 01
材料 正是 一维 纳米 结 构材 料研 究 的热 点之 一 。 自从 发 现 碳 纳 米 管 l 1 l ,科 学 家 们 已经 通 以来
石 墨片 为 阴极 ,以05 t N 水溶 液 为 电解 液 , .w% HF 在 2V下恒 压 氧 化 3 ,反 应 完 毕后 迅 速 用 去离 子 0 h
效 率约 1 7 . %。 0
关键 词 : 二氧 化钛 ;纳米 管阵 列 ;阳极 氧化 ;光 电化 学
S l- r a ie o i O2Na o u eAr a s a rc t n a d e f o g n z d An d c Ti n t b r y :F b ia i n o
Z e gh u 4 0 0 ,C ia h n zo 5 0 hn) 1
(.Sae e a oaoy f u eh r t i s inU iesy h n c u 3 0 2 hn ) 2 tt K yL b rt pradMae a ,J i nvri ,C a gh n10 1 ,C ia r oS rl l t
艺的完善与发展 ,人们可以实现纳米管阵列不 同
管 径 、不 同 管 长 以及 不 同管 壁厚 的 可控 制 备 o 】
『l l】 = 【
。
在H 体系 中制备的TO纳米管 阵列 ,由于 F i
对管 径 和 管长 等可 控 范 围小 ,严 重 影 响 了其 在 多 方 面 的 性 能 ,其 他 氟 化 物 体 系 逐 渐 成 为 研 究 重
( 河南工业大学材料科学与工程 学院,河南 郑 州 400) 1 . 50 1 (. 2 吉林 大 学超 硬材 料 国家重点 实验 室 ,吉林 长春 1 0 1 ) 3 0 2
钛基种植体表面纳米管改性的研究进展
【 关键词】 种植体
二氧化钛纳米管
表面改性
骨种植 体表 面处 理是 影 Ⅱ骨结 合 的一 个重 要 因 向
・
1 6・ 4
口腔 材 料 器 械 2 1 0 2年 第 2 1卷 第 3期
测 量发 现 , 径 3 n 的 TO 纳米 管 阵 列 的接 触 角 管 0m i:
为 1 。 lO m 的 纳米 管 阵列 的接 触 角 为 4 。刘 达 1 ,O n 。
能够 使 吸附 的活性 羟基 自由基 的反 应 活性 增 强 , 从
顾迎新 综述 赖红 昌 张志勇 审校
( 海 交通 大学 医学 院 附属 第九人 民 医院 口腔 颅颌 面种植 科 , 海 上 上
【 摘
20 1) 0 0 1
要】 良好的骨结合是种植成功的保证 , 而种植体表面处理是影响骨结合 的一个重要因素。随着
纳米技术的发展 , 表面纳米化改性 已成为钛种植体表面研究的重要 内容, 采用阳极氧化法制备的二氧化钛纳
理 等 的研 究也证 实 , 基 TO 纳 米管 经 过 热处 理 钛 i
后 接触 角 明显变小 , 面能增 大 , 表 亲水性 增强 ; 同时 ,
单一管径 的 TO 表面 , i: 其纳米管管径越大 , 面的 表
接触 角 越 小 , 面 能 越 大 。D s等 。的实 验 证 实 , 表 a 。 管径 5 n 0 m管 长 60 m 的纳米管 阵列 的表 面 能高 达 0n
解 液 、H 值 、 化 时 间 等 诸 多 电 解 条 件 的 影 响 。 p 氧 B ur ae 等 通 过控 制 电压 ( 1—2V) 在 1M H P 5 , O + . t H 03w% F电解 液 中 , 以实现 制备 1 2 n 可 5~10 m
基于二氧化钛纳米管阵列的高温有序质子导体及质子传导机理
基于二氧化钛纳米管阵列的高温有序质子导体
及质子传导机理
朋友们!你们知道吗?在咱们日常生活中,那些小小的手机电池、汽车电瓶,还有那些神奇的电子设备,它们背后都有个秘密武器——那就是二氧化钛纳米管阵列。
这个小东西,就像是大自然的魔法棒,一挥之下,高温下的质子导体就嗖嗖地跑起来,简直就像开了挂一样!
想象一下,你正坐在家里享受着空调带来的凉爽,突然手机没电了,急得团团转。
这时候,你一拍脑袋,这不正是那个神奇的二氧化钛纳米管阵列大显身手的时候嘛!它就像一个聪明的小精灵,悄无声息地帮你解决了燃眉之急。
再说那汽车电瓶,它可是个大力士,负责给整个车子提供动力。
但是啊,这玩意儿可不是闹着玩的,一不小心电量就用光了,车子就得罢工。
这时候,二氧化钛纳米管阵列就派上用场了,它能在高温下保持质子导体的顺畅流动,让车子继续跑下去。
这些高科技玩意儿背后的功臣还是那个神秘的二氧化钛纳米管阵列。
它就像是个小魔术师,轻轻松松就能搞定高温下的质子导体问题。
你说神奇不神奇?
不过话说回来,咱们也得小心点儿,别让这个小东西太得意忘形,把咱的电子设备玩坏了。
毕竟,它虽然厉害,但也不是万能的。
咱们还得学会怎么更好地利用它,让它成为咱们生活中的小伙伴。
二氧化钛纳米管阵列这个小家伙,真是既聪明又可爱。
它在高温下能稳稳地支撑起质子导体,让咱们的生活变得更加便捷。
要是哪天你看到它,千万别忘了给它点个赞,因为它可是咱们生活中的小英雄哦!。
改性二氧化钛催化剂得研究进展
改性二氧化钛光催化剂得研究进展摘要:采用掺杂非金属或非金属可增强TiO2光催化材料可见光响应能力。
金属掺杂往往牺牲其紫外光区催化能力,而采用非金属掺杂不仅能够增强其可见光响应能力,且保持紫外区光催化活性。
本文简单叙述了添加非金属和过渡金属改性二氧化钛光催化剂的原理方法及其进展。
掺杂非金属改性二氧化钛光催化剂包括了掺杂氮,掺杂碳。
掺杂过渡金属改性二氧化钛光催化剂包括掺杂铁,掺杂银,掺杂锆。
关键词:改性;二氧化钛;非金属;过渡金属;光催化剂1 引言自从发现TiO2光催化特性以来,以TiO2为代表的光催化环保材料得到广泛的研究⑴。
TiO2是目前应用最广泛的光催化剂,具有活性高、稳定性好和无毒、价廉等优点。
已成为目前最引人注目的环境净化材料,广泛应用于环境保护的各个领域。
TiO2以其无毒、氧化能力强和稳定性好而在污水处理、空气净化、杀菌消毒及制备具自洁抗菌等功能的新型材料方面有着广阔的应用前景.TiO2相对其他半导体光催化剂而言,活性相对较高,但由于TiO2半导体的能带较宽(Eg= 3.2 eV),其对太阳光的利用率较低(4%).只有在紫外光的激发下才能表现光催化活性,因此对二氧化钛进行改性,使其在可见光甚至是室内光源的激发下产生活性是目前众多研究者的研究热点。
2 掺杂元素改性二氧化钛的基本原理TiO2具有较宽的能带间隙,只有在紫外光下才具有光催化活性,为使其具有可见光催化活性,必须直接或间接改变其能带结构,缩小其能带间隙。
采用元素掺杂提高TiO2的可见光催化活性都是基于提高其光生电子-空穴的分离效率,抑制电子-空穴的重新结合来提高其量子效率⑵。
有些科学家认为适当的元素掺杂能够在价带和导带之间形成一个缺陷能量状态,而这种缺陷能量状态可能靠近价带,也可能靠近导带。
这种缺陷能带为光生电子提供了一个跳板,从而可以利用能量较低的可见光激发价带电子而传输到导带,使吸收边向可见光移动。
3 掺杂非金属改性二氧化钛催化剂掺杂非金属改性二氧化钛光催化性的研究很多。
氧化钛纳米管阵列
TOF-SIMS是一种表面分析的有效手段,可以检测表面极微量成分
计算平带电势的方法
计算光转换效率的方法
Nageh K. Allam, Faisal Alamgir, Mostafa A. El-Sayed
ACS Nano 2010(4)
10 V
20 V
15 V
20 V
30 V
40 V
甲酰胺溶液
水溶液
7 h
20 h
0.2 M NH4F + 0.1 M H3PO4
Ti4+
Nb5+
Zr4+
M KOH solution under UV (320~400 nm, 100 mW/cm2)
TOF-SIMS是通过用一次离子激发样品表面,打出极其微量的二次离子,根质量的极高分辨率的测量技术
0.01 at%
0.05 at%
0.1 at%
0.2 at%
0.5 at%
1.2 at%
0.25% 0.95% AM 1.5 solar simulator 0.05 at% Ru-alloy layers at 500 mV applied bias
why
tube length can be used to explain the different photoconversion efficiency of the 4 μ m and 7 μ m long nanotube
TiO2 nanotube (7μ m ): 9.7 % Ti-Nb-Zr-O nanotube (7 μ m ): 11.4 % Ti-Nb-Zr-O nanotube (4 μ m ): 6.9 %
maximizing the surface area using charge transfer catalysts
阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管在钛表面改性中的研究进展
阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管在钛表面改性中的研究进展采用阳极氧化法在钛基体表面原位制备高度有序的二氧化钛(TiO2)纳米管阵列,探讨阳极氧化电压、次数、电解液种类、电解液浓度和电解液温度等对二氧化钛纳米管表面形貌的影响。
相对于微米级表面,TiO2纳米管具有更好的促进体外矿化和促进成骨性,同时可作为生物载体负载生长因子和抗生素等载体。
本文就此作一综述。
标签:钛;阳极氧化;纳米管Research progress on modifying Ti surfaces with TiO2 nanotubes by anodic oxidation Yu Xiaolin, Deng Feilong.(Research Institute of Stomatology, Hospital of Stomatology, Guanghua School of Stomatology, Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510055, China)[Abstract]By anodic oxidation it is possible to fabricate regularly and orderly TiO2 nanotubes. Surface features of TiO2 nanotubes can be affected by the electolyte, the potential and the times of anodic oxidation. TiO2 nan-otubes have been observed to promote bone formation, compared with microscale features, and to serve as carriers for drugs such as growth factors, antibacterial agents, and other drugs. This review includes all the aspects above.[Key words]titanium;anodic oxidation;nanotube钛及钛合金因其良好的力学性能和生物相容性已被广泛应用于临床,但仍有少数病例因骨整合不良而导致治疗失败,因此钛表面改性一直是国内外竞相研究的热点。
二氧化钛纳米管阵列及复合体系光电极的构筑和光电性能研究的开题报告
二氧化钛纳米管阵列及复合体系光电极的构筑和光电性能研究的开题报告一、研究背景在可再生能源领域,光电化学水分解技术被认为是一种非常有前途的化学能转换方法。
它可以利用太阳能将水分解成氢和氧,产生清洁的燃料。
其中,光电极是光电化学水分解的重要组成部分,其性能直接影响着光电化学水分解的效率。
因此,光电极材料的研究与开发具有重要的意义。
目前,二氧化钛是最为常见的光电化学水分解光电极材料之一。
纳米管阵列是一种常用的二氧化钛纳米结构,其具有高比表面积、优异的光吸收性能和更强的载流子传输效率等优点。
而复合体系的构筑可以进一步提高光电极材料的光电性能。
因此,本文拟研究二氧化钛纳米管阵列及复合体系光电极的构筑和光电性能研究。
二、研究内容1. 根据文献进行相关实验的设计和方案制定,包括纳米管阵列的制备、表征和优化;复合体系构筑的方案设计。
2. 采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)等表征手段,对样品进行详细的形貌、结构和光学性能等方面的表征。
3. 完成不同纳米管阵列及复合体系光电极的制备,并进行光电性能测试,包括光电流-电位曲线(I-V曲线)及光电化学阻抗谱(EIS)的测定。
4. 对不同结构类型的光电极进行光电性能比较分析,探究二氧化钛纳米管阵列及复合体系光电极的光电性能提升机理。
三、研究意义本文的研究可以为二氧化钛纳米管阵列及复合体系光电极的构筑和功效提高提供一种新的思路和方法,为水分解光电化学技术的研究和应用提供重要的支持和促进。
同时,本文的研究结果可以为其他材料及复合体系的光电性能研究和应用提供参考和借鉴。
TiO2纳米管阵列制备及机理研究进展
光敏 、 气敏和压敏等特性, 在光学( 如太阳能电池 )光化学 极氧化铝膜迅速浸入该溶胶中数分钟后, 、 取出空气 中干 ( 如光催化降解污染物)电子学( 、 如各种传感器) 和生物学 燥 , 在马弗炉中热处理后用 NO aH溶液溶解除去多孔阳极 ( 如骨骼生长) 等技术领域有很重要的应用前景, 已成为国 氧化铝模板. 内外研究的热点… . i T 纳米管是 TO O i 的又一种存在形 式, 由于纳米管比纳米粉体 、 纳米膜具有更大的比表面积,
关键 词 : 氧 化 钛 ;纳 米 管 阵 列 ; 备 ; 理 ; 用 二 制 机 应 中 图 分 类 号 : 4 O6 6 文 献 标 识 码 :A
随着纳米材料、 光电材料和生物材料等领域科技的飞 速进步, 对材料的认识和开发取得 了前所未有的成果. T, i 是一种重要的无机功能材料, O 在环境光催化领域作为
收 稿 日期 : 0 7- 1一l ; 修 回 日期 :20 o 20 0 l 0 7一 4一l l
电压较低时, 不能形成管状结构; 阳极氧化电压达到 2 0V
基金项 目: 广州市属高校科技计划项 目( 2 1 60 5) 作者简介 :陈 环 (9 7一) 女 , 15 , 副教授 , 主要从事电子技 术和传感器 的教学和研究
摘
要 : i 是一种重要的无机功能材料 ,i 纳米 管阵 列在 许 多技 术领域 具有广 阔的应 用前景.本 文综述 TO TO
了 TO i,纳 米 管 阵 列 的 制备 方 法 如 模 板 法 和 阳极 氧 化 法 , 以及 不 同制 备 条 件 得 到 的 纳 米 管 阵 列 的 形 貌 特 征 , 通
因而具有更高的吸附能力, 可望进一步提高 TO 的光电转 i: 研究结果表明, 氧化铝模板法制得的TO 纳米管的管 i 径大致为 1 m 管壁厚度约 1 n , 0n, 0 0 m 管径取决于氧化铝模 板的孔径, 即与多孔阳极氧化铝膜的孔径大小相一致.因
氧化钛纳米管阵列阳极氧化法的制备及形成机理研究
氧化钛纳米管阵列阳极氧化法的制备及形成机理研究*郭智博1,尹荔松2,龚 青1,阳素玉1,安科云1(1 中南大学物理科学与技术学院,长沙410083;2 五邑大学分析测试中心,江门529020)摘要 采用阳极氧化法在氢氟酸、冰醋酸、聚乙二醇水溶液恒压处理钛箔,制备了结构规整有序的高密度T iO 2纳米管阵列。
利用电子扫描电镜(SEM )对纳米管的形貌进行了表征,详细考察了氧化时间对纳米管阵列形貌和尺寸的影响,绘制并分析了电流-时间曲线。
对纳米管阵列的形成机理进行了研究,认为纳米管的形成经历了4个关键阶段,分别是致密膜的生成、微孔的出现、纳米管的融合和管长稳定生长至最长。
关键词 氧化钛 阳极氧化 纳米管阵列 制备 形成机理The Study of Preparation and Formation Mechanism for Titaniu mOxide Nanotube Arrays by Anodic Oxidation MethodGUO Zhibo 1,YIN Lisong 2,GONG Qing 1,YA NG Suyu 1,AN Keyun 1(1 Scho ol of P hy sics Science and T echno lo gy ,Centr al So uth U niv ersity ,Chang sha 410083;2 A T C,W uy i U niv ersity ,Jiangmen 529020)Abstract It is the method that using anodic o xidatio n in HF +ACO H+P EG solut ion under the co nstant vo lt -age to deal w ith the titanium fo il,w hich can prepare the high -densit y T iO 2nanotube arr ays w ith regular and o rder ly structure.It is the pr epar ator y st eps that character izing the mo rpho lo gy o f the nano tubes by SEM ,ex amining det ailed the ox idatio n time wo rking on t he mor pholog y and size of nanotube arr ays,mapping and analy zing the curr ent -time cur ve.I t is studied the fo rmation mechanism of nanotube ar ray s.T he fo rmatio ns of nanotubes thro ug h the four key stages are:the format ion of dense films,por ous appea rance,the integ ration of nano tubes and the tube length g row th stability to maximum.Key words t itanium ox ide,ano dic o x idat ion,nanotube ar ray s,preparatio n,for matio n mechanism*中国博士后基金资助项目(20060390878);湖南省博士后基金资助(2007R S4024)郭智博:男,1984年生,硕士研究生,从事纳米功能材料研究 E -mail:qnw x@ 尹荔松:通讯作者,1971年生,教授,博士后,硕士生导师,从事纳米功能材料研究0 引言物质的微观结构很大程度上决定着材料的功能性,纳米线、纳米棒、纳米管等结构已得到了广泛的研究[1-3]。
宽电压范围下阳极氧化制备TiO2纳米管阵列及其热稳定性
了结 构高 度 有 序 的 T i O 纳米 管 阵 列 。 利用 扫 描 电 子显 微 镜 ( S E M ) 考 察 了 阳极 氧化 工 艺 ( 氧化 电压 、 N i t F浓 度 、 环境温度 、 水 分 含
量 等 因素 1 及 退 火 处 理对 纳 米 管形 貌 的 影 响 ; 采 用 X 射线 衍射 分 析 ( X R D 1 表 征 了 不 同 氧化 电压 和退 火 前 后 T i O 纳米 管 阵列 的物 相: 并 从 电流一 时 间 曲线 出发 简 要地 分 析 了纳 米 管 阵 列 的 形 成机 理 。结 果 表 明 . 纳 米管 的 内外 径 和 管 长 随 氧 化 电 压 的增 大而 增
L I AN G J i a n - He XI A O Xi u — F e n g L I U R o n g - F a n g ( C o l l e g e o f C h e mi s t r y a n d Ma t e r i a l s S c i e n c e ,
大; N H F浓 度和 环 境 温度 对 纳 米管 形 貌 有 一定 的影 响 ; 水 分 含 量 的多 寡 决 定 了 能否 在 高 电压 下 自组 装 形 成 纳 米 管 阵列 ; T i O 纳 米 管 阵列 具 有 良好 的热 稳 定性 . 管状 形 貌 可 以保 持 到 7 0 0℃ ; 直接 制 备 的 T i O 纳 米 管 阵 列均 为无 定 型 结 构 , 经4 5 0℃退 火处 理 后, 无定 型 的 T i O , 纳 米 管转 变 为 锐钛 矿 相 . 而6 0 0℃退 火 处 理后 , 部 分锐 钛 矿 相 转 变 为金 红 石 相 。
第 2 6卷 第 l 期 2 0 1 0年 1月
TiO2纳米管阵列修饰优化光催化性能的研究进展
I I Hu i r o n g ,F ENG B o ,Z HA Ka n g ,Z HOU J i e ,LU Xi o n g ,W ENG J i e 。
a t t h e s a me t i me ,t h e q u a n t u m e f f i c i e n c y o f t h e p h o t o c a t a l y t i c a c t i v i t y c a n a l s o b e i mp r o v e d .Th e me c h a n i s m o f p h o t o — c a t a l y t i c a c t i v i t y o f Ti 02 a n d mo d i f i e d Ti O2 i s r e v i e we d ,a n d t h e n t h e p h y s i c a l o r c h e mi c a 1 mo d i f i c a t i o n me t h o d s o f Ti 02 n a n o t u b e s a r r a y s ,i n c l u d i n g t h e d o p i n g o f n o n me t a l s a n d me t a l s ,a n d t h e d e p o s i t i o n o f p r e c i o u s me t a l s a n d c o m— p o u n d s ,a n d t h e r e s e a r c h d e v e l o p me n t o f mo d i f i e d Ti 02 n a n o t u b e a r r a y s f o r e n h a n c i n g t h e i r p h o t o c a t a l y t i c p r o p e r t i e s a r e a l s o d i s c u s s e d i n d e t a i l .I n a d d i t i o n ,t h e e x i t i n g p r o b l e ms a n d f u t u r e d e v e l o p me n t i n t h i s f i e l d a r e p r e s e n t e d . Ke y wo r d s t i t a n i u m o x i d e ,n a n o t u b e a r r a y,mo d i f i c a t i o n,p h o t o c a t a l y s i s
氧化钛纳米管阵列不同pH值电解液中的制备及其光电性能
文章 编号 : 1 0 0 1 — 9 7 3 1 【 2 0 1 3 ) 2 1 — 3 0 7 2 — 0 4
抖
2 0 1 3 年第2 1 期( 4 4 ) 卷
氧化 钛 纳 米 管 阵 列不 同 p H 值 电解 液 中的 制备 及 其 光 电性 能
田 甜 , 王 凡 , 董 海成 , 孙远 东
谱测试 初始 电位 选 为 一0 . 2 9 V, 振 幅为 l O mV, 频 率 范
列 的应 用性 能 , 氧 化 尤 为重 要 。
出现锐 态 型 , 在 5 0 0 ~6 0 0 ℃热 处 理 时 , 会 出现 金 红 石 型, 并 且伴 随着 表 面管 阵结 构 的坍 塌 ] 。光 电性 能 测
试 在 室温下 进行 , 使用 C HI 6 6 0 C型 电化 学 工作 站进 行 数 据采 集 , 制 备好 的钛 基 氧 化钛 纳 米 管 阵列 为 工 作 电 极( 有 效面积 为 l c m。 ) , 辅 助 电极 选 用 箔 网 , 参 比 电极
选用饱和甘汞 电极 ( S C E) , 电解 液 为 0 . 0 1 mo l / L
Na : S O 溶液 , 电解池 选 用 石英 烧 杯 , 使 用 氙 灯模 拟 太
阳光 ( AM1 . 5 , 光强 1 0 0 mW/ c m。 ) 作 外 照 光 源 。其 中
I , 一 曲线在 一0 . 8 ~0 . 1 V 之 间进 行 测 量 ; 电 化 学 阻 抗
( 1 . 西北 工业 大学 凝 固技术 国家重 点实 验室 , 陕西 西安 7 1 0 0 7 2 ;
2 . 中国兵器工 业第 五二研 究所 , 内蒙古 包头 0 1 4 0 3 4 )
Ti02纳米管阵列光电催化制氢研究进展
好 、 源 丰 富 、 烧 性 能 好 、 洁无 污 染 、 储 多 样 资 燃 清 存 化 、 轻燃 料 自重 以及 利用 形 式 多 样化 等 优 点 。利 减
导 体 单 晶薄 膜 在 光 电化 学 电解 池 中 的 光 催 化 作 用 使 水 分 解 成 氢 气 和氧 气 . 开辟 了利 用 太 阳能 制 氢
p o u t n r t r mp a ie . h x si g p o lms a d f rh rd v l p n n t i f l r l op o o e . r d ci a e a e e h sz d T e e i n r b e n u t e e eo me ti si d a e a s r p s d o t h e
Ke r s i n u o i e n n t b ra ; h t ee t c t lss h d o e e e ain y wo d :t a im xd ; a ou e a r y p o o lcr a ay i; y r g n g n r t t o o
二氧化钛纳米管阵列的制备、改性、表征及光催化性能的研究的开题报告
二氧化钛纳米管阵列的制备、改性、表征及光催化性能的研究的开题报告一、研究背景和意义随着环境污染越来越严重,光催化技术受到了越来越多的关注。
二氧化钛是一种优良的光催化材料,具有高的光吸收率、良好的化学稳定性和生物相容性等优点。
然而,传统的二氧化钛薄膜和颗粒光催化材料具有表面积小、反应速度慢、光吸收率低等缺点。
因此,研究制备高效的二氧化钛光催化材料是当前的研究热点之一。
近年来,二氧化钛纳米管阵列作为一种新型的光催化材料,在光催化领域的研究中引起了广泛的关注。
二氧化钛纳米管阵列具有高比表面积、优异的光吸收性能和易于控制的孔隙结构等优点。
同时,通过改性可以使其表面具有特殊的功能,例如增加吸附能力和光催化活性等。
因此,本研究通过制备和改性二氧化钛纳米管阵列,并对其进行表征和光催化性能测试,旨在探究二氧化钛纳米管阵列的光催化性能及影响因素,为其在环境污染治理中的应用提供参考。
二、研究内容(1)制备二氧化钛纳米管阵列:采用阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列,探究制备条件对其形貌和光电性能的影响。
(2)改性二氧化钛纳米管阵列:通过不同的化学和物理方法对二氧化钛纳米管阵列进行改性,使其表面具有特殊功能。
(3)表征二氧化钛纳米管阵列:运用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X 射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)等手段对制备的二氧化钛纳米管阵列及改性样品进行表征。
(4)光催化性能测试:采用亚甲基蓝降解实验对不同样品的光催化活性进行测试,并探究其影响因素。
三、研究意义本研究的意义在于:(1)探究制备条件对二氧化钛纳米管阵列形貌、结构和光电性能的影响,为其优化制备提供参考。
(2)通过不同的化学和物理方法改性二氧化钛纳米管阵列,使其表面具有特殊功能,提高光催化材料的应用性。
(3)对制备的二氧化钛纳米管阵列及改性样品进行表征,为深入了解其微观结构和性质提供依据。
(4)通过光催化活性测试,评估二氧化钛纳米管阵列的光催化性能,为其在环境污染治理中的应用提供参考。
TiO2纳米管阵列薄膜制备及生长机理的研究
列 薄 膜 。讨 论 了 电 解 液 成 分 、 加 电压 、 液 的 p 值 对 氧 化 钛 纳 米 管 阵 列 薄 膜 微 观 结 构 及 形 貌 的 影 响 , 建 立 了 阳极 氧 化 钛 纳 外 溶 H 并 米 管 阵 列 薄 膜 的 生长 模 型 。氧 化 钛 纳 米 管 的结 构 与 外 加 电压 有 很 大 的关 系 , 只有 电压 在 5 3 — 5V范 围 内才 能 制 备 出 二 氧 化 钛 纳 米 管 阵 列 薄 膜 , 管 径 随 着 电压 的 升 高 而 增 加 , 管 径 范 围为 3 — 6 m。 薄 膜 的 厚 度 与 电解 液 有 关 , 过 控 制 电 解 液 的 成分 其 且 0 10n 而 通 及p 值, H 可获 得 厚 度 为 65t 的氧 化 钛 纳 米 管 阵列 薄 膜 。 .x m
( unx eerhIstt o h m c d sr N n i 3 0 1 ag i sac ntu C e ia I ut , ann 5 00 ) G R i ef l n y g
Ab ta t T eain dT O2 a ou eti l r a r ae n teT u srt n NH3t 2 NH4 P q e u sr c : h l e i n t b hnf msweefb i td o h is b t ei g n i c a F+ H2O4 u o s a
第2 6卷第 2期
2 0年 2月 01
无
机
化
学
学
报
V0 . 6 No2 1 . 2
21 22 7— 2
CHI S OURN NORGANI NE E J AL OF I C CHE S RY MI T
二氧化钛纳米管阵列的制备、改性及应用
rve ,TO a ou e (i 2T )ary fdf rn m rh l is peae y eet c e clao i t n ei w i2n ntb s TON s r s o iee t op oo e rp rd b lc oh mi n dz i a f g r a ao
关 键 词 :二氧 化 钛 ; 米管 阵列 ;制 备 ; 性 ; 用 纳 改 应
中图分类号 : 66 O 1.iI T 3 3 0 4 ; 6 44 : B 8
文献标识码 : A
文章编 号 : 0 1 8 1 0 20 .8 1I 10 — 6 ( 1)50 6 .2 4 2
Pr pa a i n, o i c to d Appl a i n o O2Na t be Ar a s e r to M d f a i n an i i to fTi no u r y c
物 之 一 。本 文 介 绍 了近 年 来 阳 极 氧 化 法 制 备 不 同形 貌 的 TO 纳米 管 (i T) l 探 讨 了 电解 液 、 i: TON s ̄ J , 阳极 氧 化 时 间 、 压 三 个 因 电
素 对 TO 纳 米 管 形 貌 的 影 响 , 述 了掺 杂 、 i: 综 复合 、 面 修 饰 这 三 种 能对 TO 纳 米 管进 行化 学 或 物 理 修 饰 的改 性 手 段 以 及 改 性 后 表 i: 的 TO 纳 米 管 阵 列 在 光 催 化 、 阳能 电池 、 物 医 学 、 感 等 领 域 的 应 用研 究进 展 。 后 , 出 国 内外 针 对 二 氧化 钛 纳 米 管 阵 列 i 太 生 传 最 指 研 究 现 状 所 存 在 的 问 题 , 对 今 后 的研 究 工 作 提 出了 展 望 。 并
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性, 增 强其 功能性 和扩 展其 应用领 域 。
纳米 管等 , 由于具 有 独 特 的结 构 和 优 异 的 性 能而 备 受 关纳米管具有更大的 比表面积
和更强 的 吸附能 力 , 从而 表现 出更 优异 的光催 化 性 能和 光 电 转 换性 能 , 并 已经 应 用 于 光催 化 剂 、 太 阳能 电池 、 气 敏 传 感
器、 催化剂载体和超级电容器等领域口 ] 。 2 0 0 1 年, G o n g D a w e i 等_ 4 首 次利 用 阳极 氧 化 的方 法 在
列 改性后 , 将会 大大改善其性 能。简要 综述 了目前对氧化钛纳米 管阵列进行 改性 的方法及其 所显示 的性 能。探 讨 了
氧化钛 纳米管阵列改性的基本原理 , 并 对 其 应 用 前 景 和 今 后 工作 重 点进 行 了展 望 。 关 键 词 氧化钛 纳米 管 改性 性能 文 献 标 识码 : A 中 图分 类 号 : O6 1 4 . 4 ; TN3 0 4
钛 片 表面制 备得 到 氧 化钛 纳 米 管 阵 列 , 其结构如 图 1 所示 , 氧化钛 纳米 管整 齐排 列 , 垂直 于钛 片 表 面 。随后 研 究者 们 通
过 调节 电解 液 的组 成 , 制备 出一 系 列不 同形 貌 的氧化 钛 纳 米
管 阵列 , 并 对其 在 太 阳能 电池 、 氢 气 传 感 器 等 方 面 的 应 用 性 能进 行 了深入 研究 ¨ 5 ] , 从 此推 动 了氧 化 钛纳 米 管 阵列 的研究
( 1 Ba o t o u I n s t i t u t e o f S p e c i a l E q u i p me n t I n s p e c t i o n,Ba o t o u 0 1 4 0 3 0 ;2 No . 5 2 I n s t i t u t e o f
Ch i n a Or d n a n c e I n d u s t r y,B a o t o u 0 1 4 0 3 4 ) Ab s t r a c t Th e t i t a n i a n a n o t u b e a r r a y s h a v e d e mo n s t r a t e d p o t e n t i a l a p p l i c a t i o n s i n ma n y f i e l d s b e c a u s e o f i t s
纳米 氧 化 钛是 一 种 重 要 无 机 功 能 材 料 _ 1 ] , 它 在 光 电 转
最 大 的两个基 本 特 征 是 : 一维纳米结构、 中空 管 腔 结 构 。基
于 这两个 基本 特征 , 可 以方便 地 对氧 化钛 纳 米管 阵 列进 行 改
换、 光催 化等方 面 有 广 阔 的应 用 前 景 , 因此 成 为 科 研 工 作 者 重点研 究 的对象 之一 【 2 ] 。作为 功 能材 料 , 其性 质 很 大程 度 取
Pr o g r e s s o n Pe r f o r ma nc e a n d Mo d i f i c a t i o n o f Ti t a ni a Na n o t u b e Ar r a y s
L I U Hu i , DO NG Ha i c h e n g ,YUAN Yo n g j i a n ,T I AN Ti a n
o u t s t a n d i n g p r o p e r t i e s . Es p e c i a l l y a f t e r b e i n g mo d i f i e d ,t h e p r o p e r t i e s a r e g r e a t l y i mp r o v e d . Th e mo d i f i c a t i o n me -
l y,t h e e x i s t i n g p r o b l e ms a n d f u r t h e r p r o s p e c t s i n t h i s r e s e a r c h f i e l d a r e d e s c r i b e d . Ke y wo r d s t i t a n i a,n a n o t u b e ,mo d i f i c a t i o n,p r o p e r t i e s
氧化 钛 纳米 管阵 列改 性及 其性 能研 究进展 / J , I 慧等
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氧 化 钛 纳米 管 阵 列 改性 及 其 性 能研 究进 展
刘 慧 , 董 海成 , 袁永健。 , 田 甜
( 1 包头市特种设备检验所 , 包头 0 1 4 0 3 0 ;2 中国兵器工业第 五二研究所 , 包头 0 1 4 0 3 4 ) 摘 要 氧化钛纳米管 阵列 因其所具有 的优异性 能 , 在许 多领域有 着广 阔的应 用前景 , 尤其对 氧化钛 纳米管 阵
t h o d s a n d t h e p r o p e r t i e s o f t i t a n i a n a n o t u b e a r r a y s a r e r e v i e we d,a n d t h e mo d i f i e d me c h a n i s m i s a l s o d i s c u s s e d .F i n a l —