阳极氧化法制备TiO2纳米管

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铝基阳极氧化铝模板水热法制备TiO_2纳米管阵列

铝基阳极氧化铝模板水热法制备TiO_2纳米管阵列
文章编号: 0253- 9837( 2008) 08- 0680- 03
催化学报
Chi nese Jour nal of Cat alysis
2008 年 8 月 August 2008
研究快讯: 680~ 682
铝基阳极氧化铝模板水热法制备 TiO2 纳米管阵列
李 纲, 刘中清, 颜 欣, 张 昭
图 1 是采用两步阳极氧化法所得 AAO 模板的 F E- SEM 照片. 图 1( a) 显示, AAO 模板的表面为连 续的类椭圆形多孔状, 孔径分布范围大致在 135~ 370 nm, 平均孔径约 250 nm, 壁厚约 55 nm. 孔较 均匀地分布在整个表面, 未出现孔的穿蚀合并现象. 断面照片( 图 1( b) ) 表明, 孔呈管状特征, 管与管之 间共用管壁, 相邻管间具有相互平行的孔道, 管长约 9 Lm. 从图 1( b) 还可以看出, 在局部区域存在管道 交叉 现 象, 这可 能 与电 解 液的 温 度较 高 有 关 ( 23 e ) . 因为较低的电解液温度有利于制备出孔径均 匀、孔道相互平行的 AA O 模板[ 9] .
化活性的锐钛矿晶型, 必须在高于 400 e 的温度下 晶化热处理.
本文以铝基 AA O 膜为模板, 在( NH 4) 2T iF6 的 水溶液中, 通过水热处理在铝基底上制备出了具有 结晶形态的 T iO2 纳米管阵列.
采用两步阳极氧化法制备 AAO 模板. 将高纯 铝片 ( 纯 度 991999% , 厚度 015 mm ) 线 切割成 30 mm @ 20 mm 的矩形片, 于 500 e 退火 4 h 以消除 残余内应力. 经过无水乙醇除油、氢氧化钠除氧化 膜及蒸馏水清洗等步骤后, 在无水乙醇和 H ClO4 的 混合液( 体积比 4B1) 中进行电化学抛光. 然后在常 温( 23 e ) 下, 以 30 g/ L H3PO 4 为电解 液, 120 V 恒压阳极氧化, 氧化时间为 1 h. 将一次氧化过的铝 片在 118% H2CrO4 和 610% H3PO 4 混合溶液( 体积 比 1B1) 中浸泡 16 h, 去除表面第一次氧化形成的 氧化膜. 将除膜后的铝片第二次阳极氧化, 氧化条 件与第一次相同, 只是将氧化时间延长至 2 h. 最后 在 30 e 的 510% H 3PO4 溶液中扩孔 10 min, 获得 AAO 模板.

阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列的研究_宁成云

阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列的研究_宁成云

第22卷第1期2010年1月化学研究与应用C h e m i c a l R e s e a r c h a n d A p p l i c a t i o n V o l .22,N o .1J a n .,2010收稿日期:2009-02-25;修回日期:2009-06-20基金项目:国家自然科学基金项目((50502015,50872035)资助联系人简介:宁成云(1971-),男,副教授,硕士生导师,主要从事材料表面工程。

E m a i l :i m c y n i n g @s c u t .e d u .c n文章编号:1004-1656(2010)01-0014-04阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列的研究宁成云1,3*,王玉强1,3,郑华德1,3,谭帼馨1,2,邓春林1,3,刘绪建1,3(1.华南理工大学材料科学与工程学院,广东 广州 510641;2.广东工业大学轻工化工学院应用化学系,广东 广州 510006;3.华南理工大学特种功能材料教育部重点实验室,广东 广州 510641)摘要:采用电化学阳极氧化法,将纯钛浸入H F 酸水溶液,在钛基体表面原位构建高度有序的二氧化钛纳米管阵列,探讨阳极氧化电压、电解液浓度和电解液温度等对二氧化钛纳米管阵列尺寸和形貌的影响。

通过S E M 、X R D 对二氧化钛纳米管阵列的结构特征进行表征,结果表明,不同的阳极氧化电压、电解液浓度和温度都将影响T i O 2纳米管阵列的尺寸和形貌,在阳极氧化电压为20V ,H F 电解液浓度为0.5%t 条件下,可制备出结构规整有序的T i O 2纳米管阵列。

关键词:纳米管阵列;电化学阳极氧化;浓度;电解液温度;表面形貌中图分类号:611.4 文献标识码:AS t u d y o np r e p a r a t i o n o f T i O 2na n o t ub e a r r a y s b y a n o d i z i n g p r oc e s s e s N I N GC h e n g -y u n 1,3*,W A N GY u -q i a n g 1,3,Z H E N GH u a -d e 1,3,T A NG u o -x i n 1,2,D E N GC h u n -l i n 1,3,L I UX u -j i a n1,3(1.C o l l e g e o f M a t e r i a l s S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ,S o u t hC h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,G u a n g z h o u 510641,C h i n a ;2.G u a n g d o n g U n i v e r S i t y o f T e c h n o l o g y ,G u a n g z h o u 510006,C h i n a ;3.T h e K e y L a b o r a t o r y o f S p e c i a l l y F u n c t i o n a l M a t e r i a l s (S o u t h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ),M i n i s t r yo f E d u c a t i o n ,G u a n g z h o u 510641,C h i n a )A b s t r a c t :T i O 2na n o t ub e a r r a y s w e r e f a b r ic a t ed b y a n o d i c o x i d a t i o n o na p u re t i t a n i u m i nH Fa q u e o u s s o l u t i o n .I t w a s s t u d i e dt h a t t h e i nf l u e n c e s o f t h e p a r a m e t e r s f o r t h ep r e p a r a t i o no f t i t a n i an a n o t u b ea r r a y s o n t h e m i c r og r a p ho f th e m a t e ri a l ,s u c ha s a n o d i z i n g p o t e n t i a l ,c o n c e n t r a t i o na n dt e m p e r a t u r eo f t h ee l e c t r o l y t e .T h em i c r o s t r u c t u r e sa n d m o r p h o l o g i e so f t h eT i O 2n a n o t u b e sw e r e i n v e s t i g a t e db ys c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p y (S E M)a n dX -r a yD i f f r a c t i o n (X R D ).T h er e s u l t ss h o w e d t h a tT i O 2n a n o t u b e s d i a m e t e r s a n dm o r p h o l o g i e s c h a n g e d b y a l t e r i n g o f a n o d i z i n g p o t e n t i a l ,c o n c e n t r a t i o na n d t e m p e r a t u r e o f t h e e l e c t r o l y t e .K e yw o r d s :n a n o t u b e a r r a y s ;a n o d i c o x i d a t i o n ;c o n c e n t r a t i o n ;t e m p e r a t u r e o f e l e c t r o l y t e ;m o r p h o l o g y纳米二氧化钛(T i O 2)是一种重要的无机功能材料,具有良好的光电、光敏、气敏、压敏等特性,在光催化降解污染物、各种传感器、、太阳能电池、生物体植入材料等高科技领域有重要的应用前景,已成为国内外竞相研究的热点[1-3]。

TiO2纳米管合成方法的简单介绍

TiO2纳米管合成方法的简单介绍

TiO2纳米管合成方法的简单介绍试验方法1.原子层积法合成TiO2纳米管背景介绍:常见合成纳米管的方法限制于溶胶-凝胶法,利用氧化铝模板在强酸中的灵敏性。

在这篇文章中,介绍一种新方法,采用原子层沉积方法将TiO2纳米管沉积到氧化铝薄膜上。

在这里,AAO也是作为一种模板,具有以下的特点:孔径为25nm。

在这种的新的方法中:前驱体是钛的醇盐(本方法采用的是:Ti(OCH(CH3)2)4)与水的混合物,载体是N2 气,每一个脉冲为一个反应周期。

2.阳极氧化方法制备纳米管采用一步交流阳极氧化的方法合成具有竹子形貌的双壁TiO2纳米管常见合成TiO2纳米管的方法有:溶胶-凝胶法、水热合成法、超声电化学法、阳极氧化法、微波合成法等,其中最常见的合成法就是阳极氧化钛片,它的主要影响因素有:电解质浓度、外加电压、氧化时间、电化学扫描速率等,影响其结构最近,Albu和其科研团队发现,如果外加电压是交流电,电解质溶液是乙二醇,就会合成竹状的TiO2纳米管,然后制成太阳能染料敏化电池,发现具有比普通平滑结构的纳米管有高的光电转化效率,本文介绍一种新的合成方法:一步到位的阳极氧化方法,合成一种新的结构,包括了竹状和双壁结构的纳米管特征,在这种方法中,双壁结构在加热程序之前就合成了。

其详细过程如下:science 4实验部分,首先都要对钛片(纯度为99.9%,厚度为0.25nm)进行脱油的预处理。

分别用丙酮、异丙醇、甲醇清洗液超声清洗,然后在氮气环境下干燥。

阳极氧化过程:在一个二极体系中进行,阳极为钛片,阴极为铂纱网,电解质溶液为:质量分数为0.25%NH4F的乙二醇溶液,温度为室温。

在阳极氧化过程中电压的控制是通过吉时利2400电源控制器,外加电压在120V/80V(高电位)~40V/20V(低电位)变动。

然后将制得的样本用去离子水清洗,在500℃高温下煅烧2小时,升温和降温的速率保持在2℃/min。

以获得TiO2的锐钛矿型结构,为了比较本实验方法获得的TiO2纳米管的特殊性,在相同的电解质溶液中,外加电压是恒压40V,制得管壁平滑的纳米管。

阳极氧化法制备Y型TiO2纳米管

阳极氧化法制备Y型TiO2纳米管
C rep n i g Au h r.E— ai :l x orso dn to m l i y@ co . . a u i mp ∞ c
Ab t a t s r c :Hihy o d r d Y- rn h d Ti a ou e ar y r a rc td o h ifisi t)e e g l — r e e b a c e O2n n tb ra s we e fb ae n te T ol n eh r n i l
( .Nai a KyL brtr ihP wrSmcn utr ae ,C a gh nU iri f 1 t n l e a oaoyo g o e e i dc L sr h n cu nv syo o fH o o s et
S in e a d e h o o y,C a g h n 1 0 2 ce c n T c n lg h n c u 3 0 2,C i a; hn
摘 要 : 含有 质量分数为 05 的 N 在 .% H F和体积分数为 5 的 H 0的乙二醇混合溶液 中, 三步 阳极氧化 % 采用
法制备 了表面形貌 高度 有序的 Y型 TO 纳米管阵列 。讨论 了钛 片预处理过 程对优 化 TO 纳米 管阵列表 面 i: i: 形貌 的影响 以及采用升 温法 制备 Y型 TO i 纳米管的 内在机理 , 并在较宽 的温度范 围内( 0~ 0℃ ) 2 6 对钛 片进 行阳极氧化 。实验结果表 明当阳极 氧化第 三步 的电解液温度设置 在 4 0℃以上时 , Y型 TO 纳米 管阵列 的顶 i 端将出现环状纳米线 、 管壁破裂 以及管长减小 等现象 , 不利于保 证 Y型 TO i 纳米管 阵列 的整体质 量。 因此 ,
6 o 0 C. T e u t s o he r s ls h w t a he o n s h a a u a a o r s n n t b b e c r lngh h t p n me a uc s nn lr n n wie . a o u e r a h o e t r d to t. wi pp a n t e s ra e mo h l g fY— r n h d Ti n t b swhe l cr l t e uci n ec l a e ri h u fc r oo o b a c e O2na o u e l p y n ee toy e t mp r t r ss ta 0 o rmo e i h h r t p o n di x d t n,wh c s n tc n u ie t e e a u e i e t4 C o r n t e t id se fa o c o i a i o ih i o o d cv o e s rng t e o e al q a i fY- r n h d Ti a t b ra s Ho v r h d a e e au e n u i h v r l u l y o b a c e O2 n nou e a r y . t we e ,t e i e l tmp r t r

二氧化钛阳极氧化

二氧化钛阳极氧化

学号:2009301020094密级:______武汉大学本科毕业论文阳极氧化制备TiO2纳米管院系名称:物理科学与技术学院专业名称:物理学类学生姓名:高易指导老师:陈万平教授二零一三年五月BACHELOR'S DEGREE THESIS OF WUHAN UNIVERSITYFabrication of nano-TiO2 byanodization methodCollege: Physics science and TechnologySubject: PhysicsStudent’s Name:Gao YiDirected By:Prof. Chen Wan pingMay 2013郑重声明本人呈交的学位论文,是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,所有数据、图片资料真实可靠。

尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。

对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确的方式标明。

本学位论文的知识产权归属于培养单位本人签名:______日期________摘要纳米技术是在二十世纪末页才逐渐发展起来的新兴的交叉型的前沿学科。

纳米材料通常具有特殊的结构和优异的性能,在纳米器件,光催化,激光,电池等方面有着巨大的应用前景。

因此,找出一种能简便制造纳米管的方法就变得尤为重要。

阳极氧化制备TiO2纳米管不仅成本低廉,反应条件简单可控,而且产物直接生成在电极上,易于分离,受到越来越多的关注与研究。

本文主要通过改变阳极氧化电压得到不同参数的纳米管,通过电镜和XRD来对其进行观测,探讨电压对其形貌的影响关键词:阳极氧化,纳米管,TiO2,AbstractNano-technology is a new, interactive and promising subject which starts at the end of 20th century. nanometer materials always has special structure and excellent performance that brings great applied prospect in nanometer devices, photocatalysis and battery fields. As a result, it’s important to develop a simple and effective way for the Fabrication of nano-TiO-2Anodization method not only has benefits of low costs and simple reaction condition, but also can be separated easily. As a result, more and more attention and investigation are on itIn the present paper, I investigate the different nanotubes by change voltage between the samples. And then I can get results of the question.Key words: anodization nanotube TiO2摘要 (IV)Abstract (I)Key words: (I)第一章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2 TiO2的结构 (1)1.3 对纳米管进行掺杂 (3)1.4 常见的纳米管制备方法 (3)模版合成法 (3)水热合成法 (4)阳极氧化法 (5)1.3纳米管阵列的应用 (5)光分解制造氢 (5)光催化降解有机物 (6)染料敏化太阳能电池 (6)气敏传感器 (6)第二章实验原理及方法 (7)2.1 TiO2纳米管的形成机理 (7)2.2 实验仪器及原料的介绍 (8)2.3 实验操作及内容内容 (9)2.3.1 电解液的配制 (9)2.3.2 实验材料的清洗 (9)2.3.3 反应 (10)第三章对样品的测量分析 (11)3.1 样品的SEM测量分析 (11)3.1.1 SEM测量的方法 (11)3.1.2 SEM测量的结果 (11)3.1.3 SEM结果的分析与结论 (15)3.2 样品的XRD测量分析 (16)3.2.1 XRD测量的方法 (16)3.2.2 XRD测量的结果 (16)3.2.3 XRD结果的分析与结论 (17)3.3 样品的光催化处理 (18)3.31 光催化测量的方法 (18)3.3.2 光催化的测量结果 (19)3.3.3 光催化的分析与结论 (19)第四章总结与展望 (21)参考文献 (22)致谢 (25)第一章绪论1.1研究背景随着人类进入21世纪,材料和能源问题成为越来越突出的人们关注的重点。

Pt-TiO2纳米管电极的制备及电催化性能

Pt-TiO2纳米管电极的制备及电催化性能

Pt-TiO2纳米管电极的制备及电催化性能
Pt-TiO2纳米管电极的制备及电催化性能
采用电化学阳极氧化-阴极还原法制备Pt-TiO2纳米管电极.扫描电镜(SEM)结果显示TiO2纳米管平均管径100nm,管长470nm,管壁厚20nm,且其比表面积大,同时纳米Pt微粒分散在TiO2纳米管上,且粒径细小,Pt微粒充分裸露,使得Pt-TiO2纳米管电极活性点多,电催化性能高.对甲醇的电催化性能测试表明:同纯Pt电极和Pt-TiO2电极(Pt微粒固定在TiO2致密膜上)相比,Pt-TiO2纳米管电极对甲醇具有更高的电催化活性,其氧化峰电流密度是在纯Pt片电极上的20倍以上.
作者:雷斌薛建军秦亮 LEI Bin XUE Jian-jun QIN Liang 作者单位:南京航空航天大学,材料科学与技术学院,江苏,南京,210016 刊名:材料科学与工程学报ISTIC PKU英文刊名:JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING 年,卷(期):2007 25(6) 分类号:O646 关键词:纳米管电化学阳极氧化电催化活性氧化峰电流纳米颗粒 nanotube electrochemical anodic oxidation electrocatalytic activity oxidation current density nanoparticle。

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

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。

阳极氧化法TiO2纳米管阵列实验发现的问题

阳极氧化法TiO2纳米管阵列实验发现的问题
中图分类号 0 4 6 7 文献标 识码 A 文章 编号 1 0 - 3 2 1 7 0 7 7 1( 1)2 - - 0 0 214 02 2
本 文利 用不 同制备 工艺 条件 , 到 了具 有不 同形 貌 的 得 TO 纳 米管 阵 列 , 现 了阳极 氧化TO 纳 米 管阵 列 的层状 i: 发 i
生 长模式 , 还指 出了一些制 约TO 纳米管 阵列 形貌 的因素 , i, 提 出 了相应 的解决方案 。
阳极 氧化2 管的生 长 已达 到平衡 状态 , h 即管 底 的推 进速度
和管 口的化 学溶解 速度相 等 , 管长 不再增 加。 综合5 个样 品
分析发 现 , 管径 大小 同电解 液成分和 电压 都有关 系。 212 典 型 电流一 间 曲线 通过 各样 品的 电流一 间数 据 .. 时 时 分 析发 现 , 电流随 时 问变化 规律 同电解液 成分 密 切相 关 。 1 2 3 品 的 电 流 随 时 间 变 化 规 律 相 同 , 和5 品 的 电 、 、样 4 样
22 问 题 讨 论 .
221 管子结构 问题 通过 比较 发现 , .. 电解液含水 量大则所
制备 样 品表 面较平 , 但管 的长 度 和平 直度都 不 理想 ; 含水 量 少则管 子平 直 且能 够生 长得 较 长。 因此 , 以先用 较少 可 含水量 的 电解 液 阳极氧化制 备纳米 管阵 列 , 到预 期长度 达 后再 往 电解 液 中加 入水 和F , 一通过 快速 化学溶 解使 表面 较
表1 阳极氧 化实验工艺条件和阵列的结构参数
T I m e ( sJ
圈1
样品1 — 曲线 的It
0 1 5 H F ( 油/ ) . MN / 甘 水 7
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3.1 阳极氧化法合成二氧化钛纳米管 电化学阳极氧化法是指在电场、电解液的共同作用下,阳极 表面发生化学反应形成。
阳极换成碳 片也一样
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3.2 阳极氧化法合成二氧化钛纳米管
Readily Synthesized
Precisely Control
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1.3 阳极氧化流程图
磨光
化学抛光
清洗
阳极氧化
清洗
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1.4 阳极氧化为啥这么好用呢
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啥事阳极氧化 目前研究内容 我是怎么做的
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2.1 生物医用金属材料简介
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啥是阳极氧化 目前研究内容 我是怎么做的
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啥是阳极氧化法
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1.1 阳极氧化的定义
高科技的结晶:anodic oxidation
金属或合金的电化学氧化
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1.2 阳极氧化装置
铝片
铂 溶剂
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Reasonable Nanostructure
Advantage
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3.3 阳极氧化法合成二氧化钛纳米管
2H2O→O2+4e-+4H+ Ti+O2→TiO2 TiO2+6F-+4H+→TiF62-+2H2O
TiO2阻挡层
金属钛基底
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高得机 良好的抗 械强度 疲劳性能
生物相 容性
生物医用 用于生物医学的金属或合 金属材料 金,是一类惰性材料
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2.2 生物医用金属材料简介
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2.3 钛基材料的生物医学材料应该具备的条件
生物力学 相容性
生物相 容性
耐和腐耐蚀磨 性能
骨性结合

是一种银白色的过渡金属,其特征为重量轻、强 度高、具金属光泽,亦有良好的抗腐蚀能力.
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2.3 医用钛基材料的生物医学应用
性能1 性能2 性能3
钛的弹性模量在常温时为 106.4GPa,人体骨的弹性模量 在4~30GPa之间
无磁性,无毒,与人体组织及 血液有很好的相溶性
是一种较活跃的金属,化学性质 活泼,易形成稳定而牢固的二氧 化钛膜层
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2.4 钛为啥会用到阳极氧化呢
因为钛自身有缺点啊 同时,TiO2纳米管有很多的优点
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பைடு நூலகம்
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