电解阳极氧化制备TiO纳米多孔膜及其结构研究

摘要

本文对电解阳极氧化制备TiO<,2>纳米多孔膜及其结构进行了研究。文章采用电解阳极氧化制备TiO<,2>纳米多孔膜。阳极材料为金属钛片时，研究了电解电压、电解氧化时间和电解液对制备TiO<,2>纳米多孔膜的影响，并且利用X射线衍射(XRD)、扫描电极显微镜(SEM)等手段进行了表征。研究表明，电解电压，电解液对TiO<,2>最终的形貌有决定性作用。在电解电压为10v，氧化时间为20min，电解液为0.8％HF酸时，我们能够得到排列整齐的孔径为100～150nm的Ti02纳米多孔膜，孔壁厚约为20～30nm，孔密度约为3.6x109个/cm<'2>，制备的TiO<,2>多孔膜为锐钛矿型和金红石型的混合相。本研究通过改变实验参数得到的不同的TiO<,2>纳米膜后，给出了“电场下区域溶解模型”。

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第一章绪论

1.1纳米材料

1.2纳米TiO2

1.2.1纳米TiO2光催化作用

1.2.2纳米TiO2的光电效应

1.2.3纳米TiO2的应用

1.2.4纳米TiO2的制备

1.3本课题研究目的及意义

1.4研究内容

第二章实验设备和实验原理

2.1实验材料及设备

2.2主要化学试剂

2.3实验结果检测

2.4实验原理

2.4.1“电极/溶液”界面附近液相中的传质过程

2.4.2电化学步骤的动力学

2.4.3实验机理

第三章阳极氧化金属钛片制备纳米多孔膜的研究

3.1实验方法和工艺选择

3.1.1实验方法的选择

3.1.2实验工艺

3.1.3实验流程

3.2实验结果和分析

3.2.1电压对钛阳极氧化的影响

3.2.2电解氧化时间对钛阳极氧化的影响

3.2.3电解液对钛阳极氧化的影响

3.2.4退火温度对TiO2多孔膜2的影响

3.3氧化膜生长模型

3.4本章小结

第四章多弧离子镀在制备TiO2多孔膜中的应用

4.1镀膜设备

4.2多弧离子镀膜机的工作机理

4.3离子镀膜的特点

4.4实验方法

4.4.1基片清洗

4.4.2镀膜实验工艺流程

4.4.3工艺参数的设定

4.4.4退火温度对TiO2纳米孔晶型的影响

4.5本章结论

全文结论

本文特色与创新

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢