阳极氧化制备TiO_2纳米管阵列的生长特性

作     者：邹俭鹏 唐宁馨 李红超 杨洪志 肖平 潘一峰 ZOU Jian-peng;TANG Ning-xin;LI Hong-chao;YANG Hong-zhi;XIAO Ping;PAN Yi-feng

作者机构：中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 中南大学湘雅医院长沙410008 

出 版 物：《中国有色金属学报》 (The Chinese Journal of Nonferrous Metals)

年 卷 期：2016年第26卷第2期

页      面：337-346页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 0806[工学-冶金工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51274248) 国家国际科技合作专项项目(2013DFA31440)~~ 

主　　题：TiO2 阳极氧化法 纳米管阵列 生长特性 

摘      要：基于TiO_2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TiO_2纳米管阵列,研究外加电压、阳极氧化时间、电解液(NH_4F^+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2240μm^(-2)降至200μm^(-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4μm,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(NH_4F+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TiO_2纳米管阵列的形成具有至关重要的作用,F^-与Ti^(4+)形成的[TiF_6]^(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TiO_2纳米管阵列的稳定生长。