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摘要本文通过将钛片在不同聚乙二醇含量的有机电解液中，不同的阳极氧化电压下阳极氧化，制备得到了二氧化钛纳米管，并借助扫描电镜（SEM）对二氧化钛的形貌和尺寸进行了表征，还用计算机软件对电流-时间曲线进行了模拟。研究表明,二氧化钛纳米管的管长和管径都随电压的升高而增大，且管径与电压成很好的线性关系。结果还表明，随着聚乙二醇含量的增大，管长先增加后减小，管径则是不断减小；当聚乙二醇的质量分数为4%时，得到的纳米管最长，且表面形貌也较好。通过模拟电流-时间曲线，得到的模拟曲线（Fitting curve）与实际测量曲线（Measured curve）基本一致，因此在含聚合物的电解液中，也可以利用模拟曲线将总电流中的离子电流和电子电流分离开来，这对解释二氧化钛纳米管的形成机理有很大的帮助。19536
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关键词：二氧化钛，纳米管，阳极氧化，曲线模拟。
毕业论文设计说明书（论文）外文摘要
Title Influence of Anodization process parameters
on the length and diameter of the nanotubes
Abstract
In this paper, titanium dioxide nano-tubes （TiO2 NTs ） have been prepared by anodizing in different applied potential and different content of polyethylene glycol（PEG） in organic electrolyte . The microstructures and morphologies of the TiO2 NTs were investigated by scanning electron microscope（SEM），the current-time transients also were simulated by computer software. The results indicate that the length and diameter of the TiO2 NTs will increase continuously with the applied potential increase, and a linear relationship between the applied potential and the diameter of the NTs is generally observed . With the content of PEG increase , the length of the TiO2 NTs will first increase then decrease ,while the diameter continuously decrease ;and the order-aligned and longest TiO2 nanotube was obtained when the mass fraction of PEG up to 4%. Via simulating current-time transients, the considerable coincidence of the simulated curves （Fitting curve） and the actual measurement curve （Measured curve） shows that ionic current and electronic current also can be separated by simulating curve in polymer-containing electrolyte, which is conducive to explain the formation mechanism of titanium dioxide nanotubes.
Keywords: TiO2, Nanotube，Anodization, Curve simulation.
目 次
1绪论 1
1.1阳极氧化钛纳米管的研究背景 1
1.2阳极氧化二氧化钛纳米管的形成过程及相关化学反应 1
1.3阳极氧化参数对纳米管尺寸的影响 3
1.4本课题研究的主要内容 6
2毕业论文实验过程 6
2.1实验原料和实验设备 6
2.2实验步骤 8
3阳极氧化电压对钛纳米管的影响 9
3.1阳极氧化电压对阳极氧化过程中电流的影响 9
3.2阳极氧化电压对钛纳米管管长管径的影响 11
3.3不同阳极氧化电压下电流-时间曲线拟合 15
3.4小结 18
4聚合物含量对钛纳米管的影响 19
4.1聚合物含量对阳极氧化过程中电流的影响 19
4.2聚合物含量对钛纳米管管长管径的影响 20
4.3聚合物含量对钛纳米管表面的影响 24
4.4小结 24
结 论 25
致 谢 26
参考文献 27
1 绪论
1.1 阳极氧化钛纳米管的研究背景
二氧化钛（TiO2）是一种半导体材料，它物理化学性质稳定，成本低、易制备、且无毒无害 [1]，一直备受青睐。而伴随着纳米技术的出现，利用物理或化学方法将二氧化钛排列成纳米有序结构更是成为了研究的重点。与其他纳米结构相比，一文二氧化钛纳米管具有较高的机械强度，更大的比表面积，更强的吸附能力，更高的光电转换效率和光催化活性，很好的生物相容性且对生物无毒等优点。因此其在太阳能电池、染料敏化电池、光催化、传感器、生物医学等方面都有很好的应用[2]。