二氧化鈦陣列納米管的制備和結(jié)構(gòu)研究

1.3萬(wàn)字 36頁(yè) 原創(chuàng)作品，已通過(guò)查重系統(tǒng)


目錄
摘要 1
第1章 緒論 3
1.1課題背景 3
1.2二氧化鈦納米管制備結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展 4
1.2.1模板法制備 4
1.2.2水熱合成法 4
1.2.3陽(yáng)極氧化法 5
1.3論文的主要研究?jī)?nèi)容和意義 5
第2章 實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)方法 7
2.1實(shí)驗(yàn)材料及裝置 7
2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料 7
2.1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器 7
2.2實(shí)驗(yàn)裝置 8
2.3實(shí)驗(yàn)步驟 9
2.4材料表征 10
第3章 水系電解液中TiO2納米管陣列的制備 12
3.1 F-濃度對(duì)陽(yáng)極氧化產(chǎn)物形貌的影響 12
3.2氧化電壓對(duì)陽(yáng)極氧化產(chǎn)物形貌的的影響 14
3.3氧化時(shí)間對(duì)陽(yáng)極氧化產(chǎn)物形貌的影響 16
3.4熱處理溫度對(duì)陽(yáng)極氧化產(chǎn)物的形貌及結(jié)構(gòu)影響 18
本章小結(jié) 20
第4章 有機(jī)系電解液中TiO2納米管陣列 21
4.1 F-濃度對(duì)陽(yáng)極氧化產(chǎn)物形貌的影響 21
4.2水含量對(duì)陽(yáng)極氧化產(chǎn)物形貌的的影響 22
4.3電壓對(duì)陽(yáng)極氧化產(chǎn)物形貌的的影響 24
4.4氧化時(shí)間對(duì)陽(yáng)極氧化產(chǎn)物形貌的影響 24
4.5熱處理溫度對(duì)陽(yáng)極氧化產(chǎn)物的形貌及結(jié)構(gòu)影響 27
本章小結(jié) 29
第5章 結(jié)論及展望 30
5.1結(jié)論 30
5.2展望 30
致謝 32
參考文獻(xiàn) 33


摘要
二氧化鈦(TiO2)納米材料作為一種綠色功能材料，能夠廣泛的應(yīng)用于食品、塑料、造紙、陶瓷、傳感器、介電材料、光解水制氫、光催化以及能源等領(lǐng)域。納米功能材料的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)它的性質(zhì)有很大影響。近年來(lái)，納米尺寸材料如納米線、納米棒、納米纖維和納米管等，由于其具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)與優(yōu)異的性能，受到了廣泛的關(guān)注。TiO2納米管陣列膜與 TiO2納米晶膜相比具有更大的比表面積和更強(qiáng)的吸附能力，因此，表現(xiàn)出更高的光催化性能和光電轉(zhuǎn)化效率，并已經(jīng)應(yīng)用于光催化劑、太陽(yáng)能電池、氣敏傳感材料、催化劑載體和超級(jí)電容器等領(lǐng)域。
如何獲得性質(zhì)優(yōu)良的TiO2納米管是一個(gè)值得探究的話題。其制備方法很多本文在分析比較多種方法后選擇陽(yáng)極氧化法對(duì)其制備進(jìn)行一系列研究。隨著陽(yáng)極氧化技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，人們發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)節(jié)陽(yáng)極氧化時(shí)間、電壓和電解液系統(tǒng)、成分、溫度等實(shí)驗(yàn)參數(shù)可對(duì)陽(yáng)極氧化產(chǎn)物的形貌進(jìn)行有效調(diào)控，但對(duì)其相應(yīng)內(nèi)在聯(lián)系和機(jī)理的認(rèn)識(shí)和理解則相對(duì)欠缺，因此，進(jìn)一步開(kāi)展系統(tǒng)和深入的研究工作仍具有重要價(jià)值和意義。
本文用陽(yáng)極氧化法制備 TiO2納米管陣列膜。具體研究?jī)?nèi)容如下：比較幾種常見(jiàn)的制備 TiO2納米管的方法，比較優(yōu)劣，選擇電化學(xué)陽(yáng)極氧化法來(lái)制備TiO2納米管陣列薄膜，在此基礎(chǔ)上選擇兩種溶液（水系環(huán)境和有機(jī)系環(huán)境）作為電解液，在不同的制備條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)研究不同電解液體系對(duì)TiO2納米管陣列的形成過(guò)程、幾何形貌的影響，探明陽(yáng)極氧化制備工藝參數(shù)與TiO2納米管陣列形貌的內(nèi)在聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)TiO2納米管陣列的可控制備和優(yōu)化，同時(shí)豐富和完善TiO2納米管陣列的形成和生長(zhǎng)機(jī)理，分析HF濃度、陽(yáng)極氧化電壓和氧化時(shí)間對(duì)水系和有機(jī)系電解液中TiO2納米管陣列形貌結(jié)構(gòu)的影響，并詳細(xì)探討其形成過(guò)程與機(jī)理；同時(shí)，考察了不同熱處理溫度對(duì)TiO2納米管陣列形貌和結(jié)構(gòu)的影響。分析了TiO2納米管陣列形成的基本機(jī)理。 采用SEM、XRD對(duì)制備出的二氧化鈦納米管陣列進(jìn)行表面形貌、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及晶體結(jié)構(gòu)的表征，分析其結(jié)構(gòu)形成的機(jī)理。最后根據(jù)其成納米管的形貌分析相對(duì)合理的制備方案。

關(guān)鍵詞：二氧化鈦 陽(yáng)極氧化 納米管陣列結(jié)構(gòu)