高度有序的TiO2纳米管在有机电解液中的制备及碳掺杂TiO2纳米管的性能

"采用电化学阳极氧化法,在含有氟离子的有机电解液中,使纯钛表面形成一层高度有序的TiO2纳米管阵列．通过控制不同的阳极氧化电压和时间,可以得到形貌不同的TiO2纳米管．最长的TiO2纳米管接近60 1m,长径比约为600．TiO2纳米管在不同的温度(450、550和650 ℃)下焙烧2 h,采用SEM、XRD、EDS和UV-Vis分光光度仪对样品进行表征．X射线衍射仪测试结果表明制备的TiO2纳米管是无定型的,当在较高的温度下焙烧时,其结构由无定型转变为锐钛型和金红石型．EDS微量分析表明TiO2纳米管中     

有序TiO2纳米管阵列结构的可控生长及其物相研究

分别在HF水溶液、含NH₄F和H₂O的乙二醇有机溶液中对Ti箔进行阳极氧化,得到TiO₂纳米管阵列结构.该结构高度有序、分布均匀、垂直取向,且通过阳极氧化工艺条件(如阳极氧化电压、电解液的选择与配比以及氧化时间等)可实现对其结构参数(如管径、管壁厚度、管密度、管长等)的有效控制.利用XRD研究了TiO₂纳米管阵列的物相结构.结果表明：退火前的TiO₂纳米管阵列为无定形结构;分别在真空和氧气氛中50 关键词： 2纳米管阵列')" href="#">TiO₂纳米管阵列 阳极氧化 可控生长     

有序Ti02纳米管阵列结构的可控生长及其物相研究

分别在HF水溶液、含NH4F和H2O的乙二醇有机溶液中对Ti箔进行阳极氧化,得到TiO2纳米管阵列结构.该结构高度有序、分布均匀、垂直取向,且通过阳极氧化工艺条件(如阳极氧化电压、电解液的选择与配比以及氧化时间等)可实现对其结构参数(如管径、管壁厚度、管密度、管长等)的有效控制.利用XRD研究了TiO2纳米管阵列的物相结构.结果表明:退火前的TiO2纳米管阵列为无定形结构;分别在真空和氧气氛中5I)0℃退火后,HF水溶液中制备的样品出现单一锐钛矿相,页在含NH4F和H2O的乙二醇有机溶液中氧化得到的样品则出现锐钛矿和金红石的混合相.前者在氧气氛中退火后锐钛矿晶化程度较高;后者在真空中退火后混合相的品化程度也较高.初步分析了TiO2纳米管阵列的形成机理.这些结果对基于TiO2,纳米管阵列的传感器及有机一无机异质结太阳电池的应用研究是非常有益的.     

N掺杂TiO_2纳米管阵列的制备与性质研究

本文采用阳极氧化法制备了孔径为60-80nm,孔壁厚约为20-30nm的高有序度TiO2纳米管。将制备的TiO2纳米管经表面酸化后在浓氨水中浸泡,并于氮气气氛中进行退火处理,以实现TiO2纳米管的N掺杂。利用SEM、XRD、Raman和XPS对样品的形貌与结构进行了研究。结果显示,掺N后不会破坏阳极氧化形成的高有序纳度米管阵列,而且N的引入促进了TiO2纳米管在低温下由锐钛矿相向金红石相的转变。N掺杂样品的XPS中出现了结合能位于399.7 eV的峰,该峰来源于TiO2的间隙氮杂质,显示此方法在TiO2纳米管中实现了有效的N的掺杂。     

含水量对TiO_2纳米管形貌控制参数的影响

以不同含水量的乙二醇溶液为电解液,采用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列。通过记录反应过程中电导率、粘度及回路电流随时间的变化曲线,研究含水量对电解液粘度、电导率及电流等过程参数的影响,分析了纳米管形貌尺寸与TiO2溶蚀所耗电荷量的关系。粘度初始值和初始电导率均与含水量呈三次关系,相关系数分别为0.992 5和0.977 8。在反应过程中,溶液粘度值有缓慢增加的趋势。由于不同含水量的电解液粘度的不同,H+和OH-数量不同,F-迁移速率不同,电导率-时间曲线及电流-时间曲线具有不同的变化趋势,并对其进行了理论分析。当水体积分数为4%,5%,6%和10%时,纳米管的形貌较为有序并且TiO2纳米管阵列表面的碎片较少,纳米管直径变化范围为50nm至72nm,长度变化范围为0.85~1.90μm。F-腐蚀氧化膜时所消耗电量与TiO2氧化膜被腐蚀掉的体积呈一次函数关系,即腐蚀电量越大,腐蚀掉的体积越大,为制备一定形貌尺寸的纳米管提供了一定的控制方法。     

阳极氧化法制备Y型TiO2纳米管

在含有质量分数为0.5%的NH₄F和体积分数为5% 的H₂O的乙二醇混合溶液中,采用三步阳极氧化法制备了表面形貌高度有序的Y型TiO₂纳米管阵列。讨论了钛片预处理过程对优化TiO₂纳米管阵列表面形貌的影响以及采用升温法制备Y型TiO₂纳米管的内在机理,并在较宽的温度范围内(20~60 ℃)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40 ℃以上时,Y型TiO₂纳米管阵列的顶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TiO₂纳米管阵列的整体质量。因此,30~40 ℃是选取阳极氧化第三步温度的理想范围。     

铁镍合金纳米管阵列的模板制备和磁性

"在阳极氧化铝模板的孔洞中利用模板浸润的方法成功制备出了铁镍合金纳米管阵列．通过改变所用模板的参数和沉积纳米管的的制备条件,所制备的纳米管的长度、内径和外径的尺寸都可以得到有效控制．利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对所制备的纳米管及其阵列的形貌进行了表征．对铁镍合金纳米管阵列的宏观磁性测量表明样品具有磁各向异性,沿纳米管长轴方向样品更容易被磁化．对纳米管的磁化反转机制和磁矩在纳米管中的静态分布进行了讨论．铁镍合金纳米管的这些性质都是由纳米管的独特结构造成的．"     

锐钛矿相TiO2纳米管的制备及其染科敏化太阳电池

以商用金红石相TiO2粉末为原料,通过在碱性溶液中150℃水热48h的方法合TiO2纳米管.采用SEM,TEN,XRD分析手段对TiO2纳米管的形貌和结构演变进行了表征.制成的TiO2纳米管与TritonX-100,乙酰丙酮混合后,通过丝网印刷的方法涂敷到ITO导电玻璃衬底上,并且在450℃下烧结30min后得到可应用于染料敏化太阳电池的多孔光阳极.将此光阳极浸泡于N719染料敏化后,与镀铂对电极组装电池,两者之间灌入液态电解质,电池的有效面积为0.28 cm2.在标准氙灯模拟器下(AM 1.5,100 roW/cm2)测试r电池的J-V特性,得到2.17%的光电转换效率.     

微纳耦合表面池沸腾强化传热的实验研究

以去离子水为工质,拟在钛板表面利用线切割进行微槽处理,采用阳极氧化法制备出二氧化钛纳米管阵列的微纳耦合表面,研究该表面的强化沸腾传热性能.通过场发射扫描电镜表征其微观结构形貌,利用接触角测量仪检测表面的静态接触角.结果表明,与光板相比,微槽结构增大了传热表面,规整的纳米管阵列具有亲水特性,接触角明显减小,微纳耦合表面的传热系数和临界热流密度分别达到了15.5 kW·m~(-2)·℃~(-1)和420.1 kW·m~(-2),分别提高了158.3%和50%,结合实验现象及机理分析可知,微纳耦合表面的微通道结构为气泡继续生长提供了支撑,有效避免了换热壁面被合并的大气泡完全覆盖;过热度达到一定温度后,更小的活化中心被激活,过热度随着热流密度的上升出现下降的趋势。微纳耦合表面对池沸腾具有强化作用。     

多孔TiO2/Al/SiO2纳米复合结构的紫外光吸收特性研究

在SiO2玻璃衬底上用脉冲激光沉积(PLD)技术,分别沉积Ti和Ti/Al膜,经电化学阳极氧化成功制备了多孔TiO2/SiO2和TiO2/Al/SiO2纳米复合结构.其中TiO2薄膜上的微孔阵列高度有序,分布均匀.实验研究了Al过渡层对多孔 TiO2薄膜光吸收特性的影响.结果表明:无Al过渡层的多孔 TiO2薄膜其紫外吸收峰在270 nm处.且峰强不随阳极氧化工艺参数调节;而有Al过渡层的多孔TiO2薄膜其紫外吸收峰红移至293 nm处,峰强和峰形不仅受阳极氧化电压调节而且受Al过渡层厚度的影响也很敏感.进一步分析了两种结构在吸收边附近的光跃迁特性.这些结果对基于多孔 TiO2的光伏电池和紫外光传感器的应用研究非常有益.