溶液前處理對陽極氧化TiO2納米管生長的影響.pdf

1、電化學(xué)陽極氧化TiO2納米管陣列，因其高度有序和高比表面積而被廣泛應(yīng)用。在電化學(xué)反應(yīng)制備TiO2納米管的過程中，納米管的生長受溶液擴(kuò)散的控制。為了研究擴(kuò)散對納米管生長的影響，大量實驗在陽極氧化過程中通過攪拌和超聲來加強(qiáng)溶液的擴(kuò)散。然而，針對溶液前處理對納米管生長影響的研究，目前未見報道。
　　本文主要研究不同的溶液前處理方式對二氧化鈦納米管生長的影響。陽極氧化反應(yīng)在含0.3 wt.％NH4F和2 vol.%去離子水的乙二醇溶液中進(jìn)

2、行。陽極氧化前對該溶液進(jìn)行五種前處理，即①靜置24 h，②磁力攪拌30 min后靜置24 h，③超聲震蕩30 min后靜置24 h（由于超聲震蕩后溫度升高，靜置24 h消除溫度的影響），④攪拌30 min后立刻陽極氧化，⑤超聲震蕩30 min后立刻陽極氧化。在此基礎(chǔ)上，研究了密封處理的影響。實驗結(jié)果表明，用攪拌和超聲改變?nèi)芤旱臄U(kuò)散能力有利于納米管的生長；同時，在相同前處理條件下密封比未密封生長速率更大。溶液前處理過程中，考慮了物質(zhì)的溶入

3、和逸出兩種過程。本課題通過向溶液中通入氮氣或氧氣，然后進(jìn)行陽極氧化實驗，以驗證物質(zhì)溶入的影響。通過研究前處理時間和水含量對納米管生長的影響，以驗證物質(zhì)逸出過程。實驗結(jié)果表明氮氣和氧氣的溶入不會明顯抑制納米管的生長。因密封和未密封造成溶液與環(huán)境的接觸范圍不同，未密封溶液中的物質(zhì)相對于密封而言更容易逸出。導(dǎo)致生長速率差異的主要原因是溶液中的水分蒸發(fā)所造成。
　　本課題系統(tǒng)地研究了陽極氧化前溶液磁力攪拌和超聲處理對納米管生長的影響，并對