二氧化钛一维纳米结构的制备、表面改性及其光电化学性能的研究

摘要

一维TiO2纳米结构由于其具有良好的物理化学性能和生物相容性,在能源、环境科学、生物材料、光电化学等领域具有广泛的应用前景。本论文围绕一维TiO2纳米结构在Ti基底上的原位生长,结构调控、表面修饰及其光电化学性能等方面开展了较系统的研究工作并取得良好进展。
　　 本文以钛片为基体和钛源,利用丙酮作为氧源,在不同的热氧化温度和丙酮浓度下制备出了纳米线和纳米锥型结构。通过SEM、TEM和XRD等手段对纳米线的结构和形貌进行详细表征。并对纳米线和锥型阵列结构进行了场发射性能的测试。结果表明利用丙酮作为氧源制备的核壳结构的TiO2/C纳米锥阵列具有优异的场发射性能。
　　 同时,通过阳极氧化法在钛金属基体表面制备-层高度有序的Tio2纳米管阵列膜。利用SEM和XRD等表征方法系统地研究了阳极氧化电压、氧化时间和热处理温度等制备参数对纳米管膜层表面形貌和组成成分的影响,并进一步研究了其光电化学性能和光催化活性。继续通过水热反应在TiO2纳米管表面原位形成SrTiO3/TiO2复合结构和负载CdS纳米粒子提高其光生电子和空穴的分离效率和可见光响应,以及通过光还原负载Ag纳米粒子提高其光催化效果的同时增强杀菌能力。