邹俭鹏，唐宁馨，李红超，杨洪志，肖 平，潘一峰



阳极氧化制备TiO2纳米管阵列的生长特性

邹俭鹏1，唐宁馨1，李红超1，杨洪志1，肖 平2，潘一峰2

(1. 中南大学 粉末冶金国家重点实验室，长沙 410083；2. 中南大学 湘雅医院，长沙 410008)

基于TiO2纳米管薄膜的广泛应用前景，采用阳极氧化的方法制备高度规则排列的TiO2纳米管阵列，研究外加电压、阳极氧化时间、电解液(NH4F+乙二醇)浓度、电解液体系对纳米管阵列生长特性的影响。结果表明：随着外加电压从10 V增大到30 V，纳米管的管径和管壁逐渐由22 nm和4.5 nm分别增至82 nm和10 nm，而纳米管密度由2240 μm−2降至200 μm−2。纳米管阵列出现的临界阳极氧化时间为5 min，且随着氧化时间延长，纳米管的长度随之增加，当氧化时间增至2 h时，纳米管长度增至4 μm，此后，纳米管长度不再增长。在含F−的有机电解液体系中可制备规则的纳米管阵列，当电解液(NH4F+乙二醇)浓度增加到0.2 mol/L后，出现清晰的纳米管管状结构，这是由于F−和乙二醇的存在对于TiO2纳米管阵列的形成具有至关重要的作用，F−与Ti4+形成的[TiF6]2−能延缓钛箔阳极的氧化进程，促使钛箔表面形成微孔；而乙二醇则有助于提高电解液的黏度，降低F－的扩散速率，保证TiO2纳米管阵列的稳定生长。

TiO2；阳极氧化法；纳米管阵列；生长特性

二氧化钛是一种重要的无机功能材料，由于其具有无毒、气敏、湿敏、介电效应、光电转换、光致变色及催化活性高、稳定性好等优点[1−3]而被广泛应用于自洁材料、介电材料、催化剂载体、传感器、光催化太阳能电池、光裂解水制氢以及光催化降解大气和水中污染物等领域[4−5]。……