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二氧化钛纳米管由于其特殊的结构和优异的性能,在很多领域都有着重要的应用前景。阳极氧化法是制备二氧化钛纳米管的一种主要方法。近来,在阳极氧化法中使用有机电解液来制备二氧化钛纳米管取得了非常显著的效果。与传统的水溶性电解液相比,其深宽比和光电转换效率有了很大的提高。本文主要介绍了二氧化钛纳米管的阳极氧化原理以及有机电解液在阳极氧化法中对二氧化钛纳米管生长过程的影响。 相似文献
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光滑管壁结构与竹子结构氧化钛纳米管在一些应用方面分别表现出各自的优势,比如光滑管壁结构氧化钛纳米管更适合电子的传输,竹子结构氧化钛纳米管增加了纳米管的比表面积.集合了两种结构特点的氧化钛纳米管将会在一些应用方面更加优秀.我们提供了一种通过阳极氧化简单制备多段氧化钛纳米管阵列的方法,这种多段氧化钛纳米管是由光滑管壁结构与竹子结构交替组成的.直流电压与交流电压交替使用分别得到氧化钛纳米管的光滑管壁段和竹子结构段.直流电压与交流电压各自的持续时间可以对段长完全控制.并且我们指出了得到这种多段氧化钛纳米管阵列应该注意的问题.首先,为了避免纳米管段与段之间的分裂,电压切换时氢离子的分布不应该被扰乱;其次,为了避免纳米管各段之间因为直径出现差别而断裂,直流电压的大小应该等于交流电压的大电压.这种多段的纳米管阵列期望在太阳能电池,药物传输等方面得到广泛应用. 相似文献
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氧化钛纳米管阵列制备及形成机理 总被引:34,自引:0,他引:34
采用电化学阳极氧化法在HF水溶液体系使纯钛表面形成一层结构规整有序的高密度TiO2纳米管阵列,考察了几种主要的实验参数(阳极氧化电压、温度、时间、电解液浓度)对TiO2纳米管阵列形貌和尺寸的影响.结果表明,阳极氧化电压是影响氧化钛形貌和纳米管尺寸的最主要因素,而温度和电解液浓度只影响TiO2纳米管阵列形成的时间.对TiO2纳米管阵列进行X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)的分析,初步表征了TiO2纳米管阵列的电学性质.并讨论了TiO2纳米管的形成机理. 相似文献
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二氧化钛纳米管由于其特殊的结构和优异的性能,在很多领域都有着重要的应用前景。阳极氧化法是制备二氧化钛纳米管的一种主要方法。近来,在阳极氧化法中使用有机电解液来制备二氧化钛纳米管取得了非常显著的效果。与传统的水溶性电解液相比,其深宽比和光电转换效率有了很大的提高。本文主要介绍了二氧化钛纳米管的阳极氧化原理以及有机电解液在阳极氧化法中对二氧化钛纳米管生长过程的影响。 相似文献
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阳极氧化钛纳米管(anodic titania nanotubes,ATNTs)阵列膜具有制备简便、比表面积大和有序度高等优点因而备受人们关注,已广泛应用于太阳能电池、传感器、光催化和超级电容器等领域。但与类似的多孔阳极氧化铝相比,在可控制备即微观形貌控制方面仍相差甚远。迄今,ATNTs的综述文章多侧重于ATNTs的形成机理、改性及应用方面,而本文则聚焦于近十年来ATNTs制备技术成果,试图揭示其在管长、管径和规整度等方面的可控制备规律。首先介绍了在乙二醇(EG)电解液中制备ATNTs的常规阳极氧化条件,以及得到的ATNTs的典型形貌特征。然后评述了非EG电解液体系中,ATNTs的生长规律和形貌特征。在此基础上,综述了如何通过改变阳极氧化工艺参数,如电解液温度、F-浓度、氧化电压和时间等来实现对ATNTs管径及规整性的调控,并讨论了制备超长纳米管膜的难点和方法,以及获得ATNTs自支撑膜的各种工艺。最后指出了目前ATNTs可控制备存在的不足及今后的发展方向。 相似文献
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阳极氧化法制备TiO2纳米管及光催化研究进展 总被引:1,自引:0,他引:1
TiO2纳米管是一种新型的高性能材料,因其独特的有序结构而显示出优异的性能,在许多领域有着广泛的应用。本文主要阐述了阳极氧化法制备TiO2纳米管及其纳米管生成的机制,分析了制备过程中电解液pH、阳极氧化电压对所生成的TiO2纳米管阵列结构的影响。实现TiO2纳米管定向排布,对于发挥低维材料的效用至关重要。高度有序的纳米管阵列结构,具有显著的量子尺寸效应和取向效应。对TiO2纳米管阵列进行掺杂改性能够增强材料的光催化性能,提高其光催化效率。在光照条件下,光生电子能快速从TiO2纳米管的导带进入导电基体,大大降低了光生载流子复合几率,从而使其表现出良好的光电活性,可用于太阳能电池领域,在抗菌消毒,污水处理方面也具有很大的应用价值。 相似文献
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阳极氧化法制备TiO2纳米管及其光催化性能 总被引:1,自引:0,他引:1
纳米TiO2对诸多环境污染物有显著的光催化降解作用,光催化已发展成为新型环境污染治理技术。本文采用阳极氧化法制备出TiO2纳米管,对比了四种电解液组成(A氟化铵+硫酸铵+水;B氟化铵+硫酸铵+乙酸+水;C氟化铵+硫酸铵+甘油+水;D氢氟酸+二甲基亚砜(DMOS)+乙醇)对催化剂表面形貌及光催化性能的影响。结果表明,电解液A和C都制备出了形貌清晰的TiO2纳米管,管径约为60~74 nm。样品经400 ℃煅烧,TiO2晶型主要为锐钛矿相;经500 ℃煅烧,出现少量金红石相;经700 ℃煅烧,晶型全部为金红石相。具有良好形貌的TiO2纳米管同时具有良好的紫外光吸收能力。当亚甲基蓝初始浓度为10 mg·L-1,经500 ℃煅烧的TiO2纳米管光催化活性最佳,光照30 min亚甲基蓝的降解率达89.98%。亚甲基蓝光催化降解反应符合一级反应动力学,反应速率常数为0.079 30。 相似文献
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本文采用电化学阳极氧化法以含氟的甘油和水混合溶液为电解液在纯钛表面制备了一层排列规整的TiO2纳米管阵列,研究了电解液中额外添加3种2价阴离子、不同的电解时间及不同的添加物浓度等因素对所获得的TiO2纳米管阵列形貌的影响。结果表明,在改性电解液中制备的TiO2纳米管阵列的长度均超过了未改性的电解液中制备的,并随着氧化时间的增长,纳米管管口直径增大,管壁变薄;同时添加的(NH4)2TiF6浓度在0.025~0.1 mol.L-1范围内均可获得管长更长且形貌较好的TiO2纳米管阵列。 相似文献
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以价廉的Ni板代替常用的Pt片为阴极,纯钛为阳极,采用电化学阳极氧化法在NH4F-H3PO4体系中制备出TiO2纳米管阵列.详细研究了制备参数(溶液酸度、氟离子浓度、外加电压和氧化时间)对所获纳米管阵列形貌的影响.采用场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线衍射(XRD)对样品的形貌和晶相结构进行了表征.在最优化的条件下,可以获得形貌规整、表面干净、有序的TiO2纳米管阵列.纳米管阵列的平均管径为60 nm.管长约530 nm.采用阳极氧化法制备的纳米管阵列是非晶态的.经400℃热处理2 h后,可以转变为锐钛矿相.实验结果还发现,经过热处理后,纳米管阵列变得更为有序,管径扩大至约95 nm. 相似文献
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Hongtao Yu Xie Quan Shuo Chen Huimin Zhao Yaobin Zhang 《Journal of photochemistry and photobiology. A, Chemistry》2008,200(2-3):301-306
TiO2–carbon nanotube (CNT) heterojunction arrays on Ti substrate were fabricated by a two-step thermal chemical vapor deposition (CVD) method. CNT arrays were first grown on Ti substrate vertically, and then a TiO2 layer, whose thickness could be controlled by varying the deposition time, was deposited on CNTs. Measured by electrochemical impedance spectroscopy (EIS), the thickness of the TiO2 layer could affect the photoresponse ability significantly. About 100 nm thickness of the TiO2 layer proved to be best for efficient charge separation among the tested samples. The optimized TiO2–CNT heterojunction arrays displayed apparently higher photoresponse capability than that of TiO2 nanotube arrays which was confirmed by surface photovoltage (SPV) technique based on Kelvin probe and EIS. In the photocatalytic experiments, the kinetic constants of phenol degradation with TiO2–CNT heterojunctions and TiO2 nanotubes were 0.75 h−1 (R2 = 0.983) and 0.39 h−1 (R2 = 0.995), respectively. At the same time, 53.7% of total organic carbon (TOC) was removed with TiO2–CNT heterojunctions, while the removal of TOC was only 16.7% with TiO2 nanotubes. These results demonstrate the super capability of the TiO2–CNT heterojunction arrays in photocatalysis with comparison to TiO2-only nanomaterial. 相似文献
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以TiO2纳米管为模板,采用多组分自组装结合水热法制备Bi2WO6/TiO2纳米管异质结构复合材料。通过多种技术如X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS),N2吸附脱附,扫描电镜(SEM),高分辨透射电镜(HRTEM)和紫外可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)考察所制备样品的组成、结构、形貌、光吸收和电子性质。Bi2WO6纳米片或纳米粒子分布在TiO2纳米管上,形成异质结构。随后,通过在紫外、可见和微波辅助光催化模式下降解染料罗丹明B(RhB)来评价复合催化剂的光催化活性。与TiO2纳米管和Bi2WO6相比,Bi2WO6/TiO2-35纳米管在多模式下表现出更优异的光催化活性。与紫外和可见降解模式相比,Bi2WO6/TiO2-35纳米管在微波辅助光催化模式下对RhB的降解效率最高。这种增强的光催化活性源于适量Bi2WO6的引入、纳米管独特的形貌特征和降解模式所引起的增强的量子效率。降解过程中的活性物种被证明是h+,·OH和·O2-自由基。而且,在微波辅助光催化模式下,可产生更多的·OH和·O2-自由基。 相似文献
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以TiO2纳米管为模板,采用多组分自组装结合水热法制备Bi2WO6/TiO2纳米管异质结构复合材料。通过多种技术如X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS),N2吸附-脱附,扫描电镜(SEM),高分辨透射电镜(HRTEM)和紫外可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)考察所制备样品的组成、结构、形貌、光吸收和电子性质。Bi2WO6纳米片或纳米粒子分布在TiO2纳米管上,形成异质结构。随后,通过在紫外、可见和微波辅助光催化模式下降解染料罗丹明B(RhB)来评价复合催化剂的光催化活性。与TiO2纳米管和Bi2WO6相比,Bi2WO6/TiO2-35纳米管在多模式下表现出更优异的光催化活性。与紫外和可见降解模式相比,Bi2WO6/TiO2-35纳米管在微波辅助光催化模式下对RhB的降解效率最高。这种增强的光催化活性源于适量Bi2WO6的引入、纳米管独特的形貌特征和降解模式所引起的增强的量子效率。降解过程中的活性物种被证明是h+,·OH和·O2-自由基。而且,在微波辅助光催化模式下,可产生更多的·OH和·O2-自由基。 相似文献
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利用在钛箔表面沉积一层TiO2纳米粒子作为晶种,与NaOH反应,制备了一维物质TiO2纳米线。并用XRD、SEM、TEM、HRTEM及EDS等分析手段对TiO2纳米线的成分、形貌、结构进行表征。结果表明,采用该方法制得的TiO2纳米线直径在20~50 nm左右、长度可达几微米。反应温度能显著影响所得纳米线的形貌。研究了TiO2纳米线的光电化学性能。随反应温度的升高TiO2纳米线光电转换效率增大。 相似文献
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胱氨酸改性TiO_2可见光下催化活性及催化机理 总被引:1,自引:0,他引:1
以胱氨酸为掺杂剂,采用溶胶-凝胶法制备了胱氨酸改性的TiO2可见光催化剂,并对其进行了TG-DTA、XRD、表面光电压光谱(SPS)及XPS表征。XRD结果表明,胱氨酸有效抑制了TiO2晶粒的生长,提高了锐钛矿向金红石相的转变温度。SPS分析结果显示,改性TiO2光催化剂可见光吸收增强,吸收带边明显红移,且胱氨酸用量为4.2%的样品光伏响应强度最大。XPS分析结果表明,胱氨酸改性TiO2样品表面的羟基含量明显增加,且O2p价带的VMB(价带最大值)值为2.3 eV,小于非改性TiO2。以罗丹明B为模型污染物,考察了胱氨酸掺杂量与焙烧温度对改性TiO2在可见光下催化性能。结果表明,胱氨酸掺杂量(相对TiO2)为4.2%、350℃焙烧的催化剂催化活性最好。波长为380~630 nm、470~800 nm的光辐射120 min后,罗丹明B的降解率分别达到91.02%、78.44%。 相似文献