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摘要氧化钛纳米管是光敏半导体材料，具有良好的光催化活性。氧化钛纳米管的制备方法有三种，模板法、水热法以及阳极氧化法，本论文是通过阳极氧化法来制备多孔阳极氧化钛纳米管（Porous Anodic Titania Nanotubes）。为了制备有序的阳极氧化钛纳米管，本文首先探讨了不同预处理方式对纯钛表面形态结构的影响，并作出相应的解释。其次分别研究了阳极氧化过程中的四种工艺条件（电解液浓度、阳极氧化电压、阳极氧化时间以及电解液的温度），通过场发射扫描电镜（SEM）对纳米管的形貌进行了对比以及阳极氧化的电流-时间曲线对阳极氧化钛纳米管的生长过程进行了跟踪分析，最终确定了阳极氧化法制备有序阳极氧化钛纳米管的最佳工艺条件。10508
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关键词 多孔阳极氧化钛 阳极氧化 制备工艺
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title The Fabrication of Ordered anodic Titania Nanotubes by anodization
Abstract
The titanium oxide nanotubes is the photosensitive semiconductor material and has the good optical activity. The fabrication of titania nanotubes commonly use three methods: template method, hydrothermal method, as well as the anodic oxidation method, the titania nanotubes was gained in this paper by anodization. In order to prepare the ordered anodic titanium oxide nanotubes. First, we discussed the impact of different pretreatment methods on the titanium surface morphology, and made the corresponding explanation about them. Then, the four technological conditions( the concentration of electrolyte, the anodizing voltage, anodizing time, and the electrolyte temperature) changing in the anodization were researched. The samples fabricated in different conditions are testified by scanning electron microscopy emission (SEM), and the electrochemical test system By comparing with SEM images of different morphology of titania films and analysing the current-time curves for anodic oxidation, we can discover the best technological conditions for titanium anodic oxidation.
Keywords Porous Anodic Titania Nanotubes Anodization Anodization conditions
目 次
1 绪论 1
1.1 多孔阳极氧化钛纳米管研究意义和现状 1
1.2 氧化钛纳米管的制备方法氧化简介 2
1.3 对比认识两种阳极氧化膜的差异和本质联系 3
1.4 本文的研究目标与主要内容 5
1.4.1 研究目标 5
1.4.2 主要内容 5
2 实验部分 6
2.1 实验药品与实验仪器装置 6
2.2 实验步骤 7
2.3 阳极氧化工艺 7
3 实验结果与分析 8
3.1 不同的预处理方式对钛表面形貌的影响 8
3.1.1天然氧化膜的钛表面形貌 8
3.1.2 化学抛光后的钛的表面形貌 8
3.1.3超声处理后的钛表面形貌 9
3.2 电解液对阳极氧化钛纳米管形貌结构的影响 100
3.3 阳极氧化电压对阳极氧化钛纳米管形貌结构影响 12
3.4 氧化时间不同对阳极氧化钛纳米管形貌结构影响 14
3.5 温度对阳极氧化钛纳米管结构和形貌的影响 15
结 论 18
致 谢 19
参 考 文 献 20
1 绪论
1.1 多孔阳极氧化钛纳米管研究意义和现状
图1.1 水蒸汽和CO2经光催化转化成碳氢燃料的示意图[11]
1.2 氧化钛纳米管的制备方法氧化简介
早期制备纳米管常用的方法主要有模板法[15]和水热法[16]。用多孔氧化铝或嵌段共聚物作为模板，结合电沉积或溶胶—凝胶法，可以制备有序的TiO2纳米管，但产率低、成本较高、工艺复杂，且在去除模板及其他后处理过程中容易破坏TiO2纳米管的结构等，文献12报道在碱性条件下，通过水热合成大比表面积的TiO2纳米管，大大增加了光电催化或敏化反应活性点，且操作简单、成本低廉，引起了人们的特别关注。然而，水热法只能制备TiO2纳米管粉体材料，如何实现纳米管定向排布，对于发挥低文材料的效用至关重要。