在钛基底材料表面制备二氧化钛纳米管阵列层的方法

摘要

本发明公开了一种在钛基底材料表面制备二氧化钛纳米管阵列层的方法，钛基材经表面预处理后在含HF酸的电解液中进行电化学阳极氧化处理，混合电解液组成为：磷酸二氢铵1～3mol/L，氢氟酸0.2～0.4mol/L，得到具有非晶态二氧化钛纳米管表面构造；后继热处理条件是空气气氛下，升温速度为3℃/min，450℃保温3小时，然后随炉冷至室温得到锐钛矿型二氧化钛纳米管阵列层。本发明方法的电解液体系可在相对长的时间范围内控制氧化与腐蚀达到平衡，从而可较好地实现对二氧化钛纳米管形貌的控制。本发明方法操作简便，成本低，制备的二氧化钛纳米管阵列定向规则排布，非晶态二氧化钛纳米管在垂直于基底方向产生，管径达80～100nm，壁厚18～21nm，管长为0.7～2.0μm，比表面积大。

主权项

一种在钛基底材料表面制备二氧化钛纳米管阵列层的方法，钛基材经表面预处理后在含HF酸的电解液中进行电化学阳极氧化处理，经所述电化学阳极氧化处理后的钛基材再经热处理，得到锐钛矿型二氧化钛纳米管阵列，其特征在于，采用如下的步骤获得二氧化钛纳米管阵列层：1)、钛基材经逐级表面打磨后依次在丙酮，蒸馏水中超声清洗；清洗后的钛基材在含6.0mol/L硝酸和微量氢氟酸混合溶液中酸蚀至无气泡产生，然后用蒸馏水冲洗基材表面，快速吹干后在空气中室温干燥得到刻蚀后钛基材；2)、由1)得到的刻蚀后钛基材放入如下成分的混合电解液中：磷酸二氢铵1～3mol/L，氢氟酸0.2～0.4mol/L；进行恒压阳极氧化，具体电解参数为：电压20V，电极间距为2～5cm，电解槽温度保持在室温；3)、对2)得到的具有非晶态二氧化钛纳米管表面构造的制品进行热处理：空气气氛下，升温速度为3℃/min，450℃保温3小时，然后随炉冷至室温；最后在纯钛基底表面制备锐钛矿型二氧化钛纳米管阵列层，所述二氧化钛纳米管在垂直于基底方向产生，管径80～100nm，管长为0.7～2.0μm。