具有光催化性能的超长二氧化钛纳米管阵列的制备方法

摘要

本发明提供了一种具有光催化性能的超长二氧化钛纳米管阵列的制备方法。该方法是将钛或钛合金经表面处理后，用做阳极；以含卤原子的离子化合物为溶质，溶于无水有机溶剂做电解液；铂电极为对电极，进行阳极氧化，然后高温退火，在钛或钛合金上获得长在30－190μm、管径为20－200nm的TiO₂纳米管阵列。本发明制备的超长高度有序的二氧化钛纳米管阵列与基体之间的结合比传统氧化钛薄膜与基体之间的结合牢固。本发明所制备的超长高度有序的二氧化钛纳米管阵列薄膜厚度在30－190μm，厚度在此范围二氧化钛纳米管阵列薄膜具有更高的光电转化效率，有利于其在光催化、太阳能电池、传感器等领域中的应用。

主权项

1.一种具有光催化性能的超长二氧化钛纳米管阵列的制备方法，其特征在于其制备过程为：(1)钛或钛合金在阳极氧化之前，进行以下预处理：机械加工成指定尺寸的样品，依次采用600#、1000#水磨砂纸进行机械打磨，利用0.3mol/L的氢氧化钠溶液进行除油后，依次用去离子水、乙醇和丙酮在超声中将试样清洗3遍，70℃-80℃热风烘箱中烘干，待用；(2)经过预处理的钛或钛合金进行阳极氧化，所用的电解液的组成为：含卤原子的离子的化合物HF、NaF、KF或NH4F中任一种为溶质，乙二醇、丙三醇、甲醇、甲酰胺和亚甲基砜蓝中任一种或几种的混合物为溶剂的氟化物混合溶液，有机溶剂的体积百分比为95％-99％，含水量为1％-5％，电解液的PH值调为4-7；(3)以铂片为阴极，钛或钛合金为阳极；在磁子搅拌状态下，室温时进行电化学反应，直流稳压电源电压控制在18V-120V，电化学反应时间在17-128小时；(4)将由阳极氧化制备的超长高度有序的二氧化钛纳米管阵列用去离子水多次清洗，置于干燥箱中，70℃-80℃烘干1小时，纳米管管外径为20-200nm，长度为30-190μm TiO2纳米管；(5)将步骤(4)中的二氧化钛纳米管阵列在马弗炉中进行晶化，控制升降温速率1℃/min，升温到260℃-800℃范围，恒温120-480分钟，则在钛或钛合金上获得TiO2纳米管阵列。