TiO2纳米管的制备

二氧化钛纳米管的合成及其表征纳米技术的发展使人类能够获得一系列新型材料，其中最广泛应用的是纳米管。

纳米管是一种纳米结构，具有独特的结构和性能，可以用于各种电子、能源和医疗保健等领域。

而二氧化钛纳米管（TiO2NTs）则是一种新型的纳米管材料，它的出现在不同的表面特性和应用方面都有着独特的优势。

本文主要研究二氧化钛纳米管的合成及其表征。

TiO2NTs成是一种有趣而复杂的过程，可以从金属氧化物，超支化物和非金属氧化物等多种原料中制备出。

在氧化物溶液中，TiO2NTs 以采用溶剂法（sol-gel法）、浸渍法（impregnation法）、湍流反应釜（flow chemistry reactor）、热溶解法（thermal dissolution 法）等方法合成。

其中，溶剂法是纳米管材料的最常用合成方法，此方法具有低成本和可控的特点，使得TiO2NTs的制备更加便捷、高效。

TiO2NTs的表征方法有表面活性剂测试（surfactant testing）、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、拉曼光谱（Raman spectroscopy）、X射线光电子能谱（XPS）。

表面活性剂测试是评估TiO2NTs表面性能的最常用方法，其可以测量TiO2NTs表面电性、疏水性、乳状性、乳化性等特性。

X射线衍射（XRD）可以用来分析TiO2NTs 的晶体结构和结晶度。

TEM实验可以用来评估TiO2NTs的形貌，Raman 光谱则可以评估TiO2NTs的结构特性，XPS测试则可以评估TiO2NTs 的表面组分。

综上所述，TiO2NTs是一种新型的纳米管材料，其合成及其表征可以从将多种方法，主要表征方法包括表面活性剂分析、X射线衍射、透射电子显微镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱等。

这些测试及研究结果可以为TiO2NTs的下一步应用发展提供指导。

总之，TiO2NTs的合成及其表征具有重要的意义，有助于深入了解TiO2NTs的性质，为其在不同的应用领域的发展提供理论支持及重要的实验基础。

基于二氧化钛纳米管气敏材料的制备及其性能研究基于二氧化钛纳米管气敏材料的制备及其性能研究引言二氧化钛（TiO2）是一种重要的半导体材料，具有许多特殊的物理、化学性质和广泛的应用潜力。

由于其良好的光催化性能和气敏特性，TiO2在环境保护、能源领域等方面受到了广泛的关注。

近年来，以二氧化钛纳米管为基础的气敏材料备受研究者的青睐，具有独特的电学特性和超高敏感性。

本文将介绍基于二氧化钛纳米管的气敏材料的制备方法及其在气体检测方面的应用。

一、二氧化钛纳米管的制备方法1. 模板法模板法是一种常用的制备二氧化钛纳米管的方法。

其基本步骤是通过选择合适的模板材料，在模板孔道中沉积TiO2前驱体，然后去除模板材料，得到二氧化钛纳米管。

常用的模板材料包括具有孔道结构的多孔硅、阳离子聚合物等。

这种方法制备的纳米管具有规整的孔道结构和可调控的尺寸，可以根据需要进行调整。

2. 水热法水热法是一种简单高效的制备纳米材料的方法。

一般步骤是将TiO2前驱体溶解在水溶液中，并在一定的温度和压力下进行反应。

通过调节反应条件，可以合成不同形状和尺寸的二氧化钛纳米管。

该方法制备的纳米管具有良好的结晶性和较高的比表面积，具有优异的电学性能。

二、基于二氧化钛纳米管的气敏材料的性能研究1. 气敏性能测试将制备的二氧化钛纳米管气敏材料制成传感器，并使用专业的气敏性能测试系统进行性能测试。

在空气中引入不同浓度的目标气体，通过测量传感器的电阻变化来判断目标气体的浓度。

实验结果表明，制备的二氧化钛纳米管气敏材料对于一氧化碳、甲醛等有害气体具有高度的敏感性，响应速度快、稳定性好，具有潜在的应用前景。

2. 机理研究通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等表征手段对制备的二氧化钛纳米管进行形貌和结构表征，以了解其制备过程与性能之间的关系。

实验结果表明，制备过程中的反应条件、材料组成对纳米管的形貌和结构有直接的影响，进而影响气敏材料的性能。

摘要一维二氧化钛纳米管由于其特殊的结构和优异的性能，在很多领域有重要的应用前景。

二氧化钛纳米管的制备方法主要包括阳极氧化法、模板合成法以及水热合成等方法，其中阳极氧化法是一种简单制备高度有序二氧化钛纳米管阵列的重要方法。

本文在含氟的乙二醇电解液中采用恒压阳极氧化法在钛箔表面直接生成一层结构高度有序的高密度TiO2纳米管阵列。

主要研究了阳极氧化条件(阳极氧化电压、反应时间、电解液组成)对制备TiO2纳米管阵列尺寸和形貌的影响, 探讨了多次氧化对纳米管形貌的改善。

利用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对所得TiO2纳米管阵列的性能进行了测试分析。

结果表明，TiO2纳米管为非晶态，在空气中经400℃退火处理转变为锐钛矿型，550℃退火开始出现金红石相态；TiO2纳米管的孔径主要由氧化电压决定，随阳极氧化电压的升高纳米管的孔径变大, 纳米管的长度随反应时间延长而增长；多次氧化可明显改善纳米管尺寸规整性, 孔径大小更均一。

最后，根据测试结果对TiO2纳米管阵列的形成机理进行了简单分析。

关键词：二氧化钛纳米管阳极氧化稳压有机电解质AbstractOne-dimensional titania nanotubes have special structures and excellent performances, which have important application in many fields.Nanotubes of titania have been fabricated by many different methods such as hydrothermal treatment, template-assistant deposition, anodic oxidation etc. Anodic oxidization is one of the most important methods to fabricate titania nanotubes.Here,High density, well ordered and uniform titania oxide nanotube arrays were fabricated through an anodization process in glycol electrolytes containing F on a pure titanium sheet. The influences of several synthesis parameters for the preparation of titania oxide nanotube such as anodizing potential, anodizing time and composition of the electrolyte on the micrograph of the material have been investigated. Multi-step anodization preparation procedure was also discussed.The microstructures and morphologies of the TiO2 nanotubes were studied by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) and the formation mechanism was also suggested. The results showed that the TiO2 nanotubes were amorphous.The titania nanotubes annealed at400℃in air shows anatase phase.After 550℃, the anatase phase transformed to rutile phase gradually. The average tubes diameter increases with anodizing voltage.The average tubes length increases with time extension.The deviation of the tubes diameter reduced after multi-step anodizing.Key words: TiO2nanotubes Anodic oxidation Regulators Organic electrolytes目录第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 二氧化钛纳米管的结构、性能 (1)1.2.1纳米材料的概述 (1)1.2.2一维纳米材料 (2)1.2.3一维二氧化钛纳米管的结构、性能 (2)1.3 二氧化钛纳米管形成机理 (2)1.4 二氧化钛纳米管的制备 (3)1.4.1模板法 (3)1.4.2水热法 (4)1.4.2阳极氧化法 (5)1.5 二氧化钛纳米管的应用前景 (8)1.5.1传感器 (8)1.5.2光催化剂 (8)1.5.3电池 (8)1.5.4光催化剂载体 (9)1.6 本章小结 (9)第二章阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列 (11)2.1 样品制备 (11)2.2 样品制备过程中的现象 (12)2.3 样品表征 (12)第三章实验结果与讨论 (13)3.1 二氧化钛纳米管阵列膜形貌表征 (13)3.2 多次氧化对二氧化钛纳米管形貌的影响 (15)3.3 阳极氧化电压对二氧化钛纳米管形貌的影响 (16)3.4 反应时间对二氧化钛纳米管形貌的影响 (16)3.5 有机电解液对二氧化钛纳米管形貌的影响 (18)3.6 二氧化钛纳米管晶型分析 (19)3.7 二氧化钛纳米管生成机理 (20)3.8 本章小结 (22)第四章结束语 (23)致谢 (25)参考文献 (26)第一章绪论1.1 引言二氧化钛(TiO2 )作为一种重要的无机功能材料，具有光敏、湿敏、气敏、光电等优越的性能，一直以来都是各领域研究的热点。

TiO2纳米管合成方法的简单介绍试验方法1.原子层积法合成TiO2纳米管背景介绍：常见合成纳米管的方法限制于溶胶-凝胶法，利用氧化铝模板在强酸中的灵敏性。

在这篇文章中，介绍一种新方法，采用原子层沉积方法将TiO2纳米管沉积到氧化铝薄膜上。

在这里，AAO也是作为一种模板，具有以下的特点：孔径为25nm。

在这种的新的方法中：前驱体是钛的醇盐（本方法采用的是：Ti(OCH(CH3)2)4）与水的混合物，载体是N2 气，每一个脉冲为一个反应周期。

2.阳极氧化方法制备纳米管采用一步交流阳极氧化的方法合成具有竹子形貌的双壁TiO2纳米管常见合成TiO2纳米管的方法有：溶胶-凝胶法、水热合成法、超声电化学法、阳极氧化法、微波合成法等，其中最常见的合成法就是阳极氧化钛片，它的主要影响因素有：电解质浓度、外加电压、氧化时间、电化学扫描速率等，影响其结构最近，Albu和其科研团队发现，如果外加电压是交流电，电解质溶液是乙二醇，就会合成竹状的TiO2纳米管，然后制成太阳能染料敏化电池，发现具有比普通平滑结构的纳米管有高的光电转化效率，本文介绍一种新的合成方法：一步到位的阳极氧化方法，合成一种新的结构，包括了竹状和双壁结构的纳米管特征，在这种方法中，双壁结构在加热程序之前就合成了。

其详细过程如下：science 4实验部分，首先都要对钛片（纯度为99.9%，厚度为0.25nm）进行脱油的预处理。

分别用丙酮、异丙醇、甲醇清洗液超声清洗，然后在氮气环境下干燥。

阳极氧化过程：在一个二极体系中进行，阳极为钛片，阴极为铂纱网，电解质溶液为：质量分数为0.25%NH4F的乙二醇溶液，温度为室温。

在阳极氧化过程中电压的控制是通过吉时利2400电源控制器，外加电压在120V/80V(高电位)~40V/20V（低电位）变动。

然后将制得的样本用去离子水清洗，在500℃高温下煅烧2小时，升温和降温的速率保持在2℃/min。

以获得TiO2的锐钛矿型结构，为了比较本实验方法获得的TiO2纳米管的特殊性，在相同的电解质溶液中，外加电压是恒压40V，制得管壁平滑的纳米管。

二氧化钛纳米管的制备及应用综述段秀全盖利刚周国伟（山东轻工业学院化学工程学院，山东济南250353）摘要：TiO2纳米管具有较大的直径和较高的比表面积等特点，在微电子、光催化和光电转换等领域展现出良好的应用前景。

本文对TiO2纳米管材料的合成方法、形成机理及应用研究进行了综述。

关键词：TiO2纳米管；制备；应用中图分类号: O632.6 文献标识码: APreparation and Application of TiO2 nanotubesDUAN Xiu-quan, GAI Li-gang, ZHOU Guo-wei(School of Chemical Engineering, Shandong Polytechnic University, Jinan, 250353, China) Abstract: TiO2nanotubes have wide applications in microelectronics, photocatalysis, and photoelectric conversions, due to their relatively larger diameters and higher specific surface areas. In this paper, current research progress relevant to TiO2nanotubes has been reviewed including synthetic methods, formation mechanisms, and potential applications.Keywords: TiO2 nanotubes; preparation; application自1991年日本NEC公司Iijima[1]发现碳纳米管以来，管状结构纳米材料因其独特的物理化学性能，及其在微电子、应用催化和光电转换等领域展现出的良好的应用前景，而受到广泛的关注。

纳米TiO2的制备方法综述1.引言纳米微粒是指颗粒尺寸在1 nm -100 nm的超细微粒。

由于纳米微粒具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和量子隧道效应，因而展现出许多特有的性质，在催化、滤光、光吸收、医药、磁介质及新材料等方面具有广阔的应用前景。

其中纳米二氧化钛作为一类无机功能材料备受关注。

氧化钛(TiO2)俗称钛白粉，具有无味、无毒、无刺激性和热稳定性好等特点，且来源广泛，极易获得，从晶形角度而言，TiO2分为锐钛矿、板钛矿和金红石三种，其中锐钛矿型和金红石型应用较为广泛。

纳米二氧化钛因其具有粒径小、比表面积大、磁性强、光催化、吸收性能好，吸收紫外线能力强，表面活性大、热导性好、分散性好、所制悬浮液稳定等优点，倍受关注。

制备和开发纳米二氧化钛成为国内外科技界研究的热点。

纳米二氧化钛在水处理、催化剂载体、紫外线吸收剂、光敏性催化剂、防晒护肤化妆品、涂料填料、光电子器件等领域具有广泛的用途。

纳米二氧化钛用于涂料是涂料发展的一个重大研究方向，它的开发与应用为涂料的发展注入了新的活力，可利用其各种特殊效应来提高涂料的多方面性能。

目前纳米二氧化钛的制备方法主要分为液相法和气相法，本文将对其制备方法进行分类介绍。

2.气相法气相法通常是采用某些特定的方法使反应前体物质气化，以使其在气相状态下发生化学或者物理变化，继而通过冷却使其成核、生长最终形成颗粒二氧化钛。

气相法主要分为物理气相沉积法(PVD)与化学气相沉积法(CVD)，其中PVD是将前提物质通过挥发或者蒸发为气体，然后冷凝成核，从而得到粉体的方法，通常包括热蒸发法、溅射法等。

PVD法是制备纳米材料采用的最早方法，多用于制备二氧化钛薄膜。

在利用物理气相沉积法制备二氧化钛的过程中并不发生化学反应，所得的二氧化钛粒径小、纯度高、分散性较好，但是成本高、回收率低。

[3]2.1 扩散火焰法以钛醇盐或四氯化钛、燃料气体和氧气等作为原料，首先将前提气体物质通入火焰反应器中，然后将燃料气体经烧嘴打入空气中，利用扩散作用使其相互混合而达到燃烧的目的，在此过程中气相会发生水解和氧化等作用，随之经过结晶成核、成长、转化晶型等过程最终制得二氧化钛。

ＴｉＯ２－ｘＮｘ纳米管的制备及其可见光光催化性能摘要：对利用水热法制备得到的ＴｉＯ２纳米管进行了氮掺杂，对样品进行了Ｘ射线衍射分析（ＸＲＤ）、透射电镜分析（ＴＥＭ）、紫外-可见漫反射光谱测定（ＤＲＳ）、Ｘ射线光电子能谱测试（ＸＰＳ）以及光催化性能的测试。

结果表明，氮掺杂后的ＴｉＯ２纳米管（ＴｉＯ２－ｘＮｘ）晶型和形貌没有发生改变，掺杂的氮取代了ＴｉＯ２中氧的格位从而导致ＴｉＯ２纳米管带隙变窄，使其具有可见光光催化性能。

光催化试验表明，可见光照射２ｈ后，氮掺杂的ＴｉＯ２纳米管对甲基橙的降解率可达９７．５％。

关键词：ＴｉＯ２纳米管；氮掺杂；可见光光催化Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎ－ｄｏｐｅｄＴｉＯ２ｎａｎｏｔｕｂｅｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｗｅｔｐｒｏｃｅｓｓａｓｓｉｓｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｒｍａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔ．ＸＲＤ，ＴＥＭ，ＤＲＳ，ＸＰＳｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄＮ－ｄｏｐｅｄＴｉＯ２ｎａｎｏｔｕｂｅｓ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔＮ－ｄｏｐｉｎｇｈａｄｎｏｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｐｈａｓｅａｎｄｍｏｒｐｈｏｌｏｐｙｏｆＴｉＯ２ｎａｎｏｔｕｂｅｓ．ＮｄｏｐｅｄｉｎｔｏｔｈｅＴｉＯ２ｌａｔｔｉｃｅ，ｃａｕｓｅｄｔｈｅｎａｒｒｏｗｉｎｇｏｆｂａｎｄｇａｐｂｙｍｉｘｉｎｇｔｈｅＮ２ｐａｎｄＯ２ｐｓｔａｔｅｓ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔａｃｔｉｖｉｔｙ．Ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔａｆｔｅｒｔｈｅｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎｂｙｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｆｏｒｔｗｏｈｏｕｒｓ，ｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｍｅｔｈｙｌｏｒａｎｇｅｗａｓ９７．５％．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＴｉＯ２ｎａｎｏｔｕｂｅｓ；Ｎ－ｄｏｐｅｄ；ｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ自从１９７２年Ｆｕｊｉｓｈｉｍａ等［１］发现ＴｉＯ２单晶电极在光的作用下不仅可分解水还可以分解其他物质以来，光催化反应在环境治理和能源开发方面得到了普遍的关注，关于光催化材料的研究开发已成为目前国内外研究的热点［２－５］。

TiO2纳米管的制备方法（1）10mol/L NaOH溶液的配制准确称取100.0145g固体NaOH，然后倒入250mL的烧杯中，加入去离子水，用玻璃棒搅拌至NaOH固体全部溶解，然后冷却至室温，然后再把溶液移入250mL的容量瓶中，再加去离子水稀释至刻度线，摇匀，待用。

（2）0.1 mol/L Mg(NO3)2溶液的配制准确称取 2.6125g的固体Mg(NO3)2·6H2O，然后倒入100mL的烧杯中，加入去离子水，用玻璃棒搅拌至Mg(NO3)2·6H2O固体完全溶解，然后把溶液倒入100mL的容量瓶中，再加入去离子水至刻度线，摇匀，待用。

（3）0.1mol/L HCl溶液的配制用量筒量取2.2mL浓盐酸，然后倒入100mL 的烧杯中，加入去离子水，用玻璃棒搅拌均匀后，倒入250mL的容量瓶中，再加去离子水至刻度线，摇匀，待用。

（4）1000mg/L甲基橙储备液的配制准确称取1.0021g固体甲基橙，倒入250mL的烧杯中，加入去离子水，用玻璃棒不断搅拌并加热至甲基橙固体全部溶解，然后冷却至室温，然后把溶液移入1L的容量瓶中，加入去离子水至刻度线，摇匀，放置于阴暗处，待用。

纳米管的影响因素探讨2.4 水热法制备TiO2（1）取四个干净的100mL的小烧杯，分别加入40mL、10 mol/L NaOH去离子水溶液和0.2g化学纯TiO2粉末，然后用玻璃棒搅拌均匀，然后将其分别转入50mL不锈钢高压反应釜（聚四氟乙烯内衬）中，密封，然后在180℃的条件下，在恒温干燥箱中反应，最后分别于12h、24h、36h、48h将其取出，贴上标签，让反应自然冷却至室温，然后将白色沉淀物离心分离，并用配制好的盐酸溶液洗涤3-4次，再用去离子水洗涤至pH=7，然后将产物在80℃条件下真空干燥4h，最后将上述产物在空气中用马弗炉450℃下烧结2h，研磨，装袋，待表征。

（2）取四个干净的100mL的小烧杯，分别加入40mL、10 mol/L NaOH去离子水溶液，然后，准确称量0.1g、0.2g、0.4g、1.0g化学纯TiO2粉末，分别加入到上述五个烧杯中，贴上标签，再用玻璃棒搅拌均匀，然后，把它转移到50mL 不锈钢高压反应釜（聚四氟乙烯内衬）中，密封，置于180℃恒温干燥箱中反应48h，然后把反应釜放置一段时间，自然冷却至室温，然后将白色沉淀物离心分离，并用配置好的盐酸溶液洗涤3-4次，再用去离子水洗涤至pH=7，然后将产物在80℃条件下真空干燥4h，最后将上述产物在空气中用马弗炉450℃下烧结2h，研磨，装袋，待表征。

利用等离子体技术制备TiO2纳米管阵列电极的研究近年来，纳米技术成为了研究热点，而TiO2纳米管阵列电极由于其良好的光催化性能和电容特性，在环境领域和能源领域得到了广泛应用。

然而，制备这种电极的传统方法往往存在着成本高、生产效率低等问题。

而利用等离子体技术制备TiO2纳米管阵列电极正是解决这些问题的有效途径之一。

等离子体技术是通过激发原子或分子中的电子而形成的高温等离子体来进行材料制备的技术。

利用该技术制备TiO2纳米管阵列电极，可以通过对钛片表面进行等离子体预处理和水热合成等步骤，来实现纳米管的制备。

相较于传统方法，等离子体技术制备TiO2纳米管阵列电极的生产效率更高、成本更低，同时还可以得到更好的纳米管结构和性能。

首先，利用等离子体技术对制备用的钛片进行预处理是等离子体制备TiO2纳米管阵列电极的关键步骤之一。

等离子体预处理可以在钛片表面形成氧化钛薄膜层，使其表面变为亲水性，这有利于后续水热合成反应的进行。

同时，预处理还能够增大钛片表面的颗粒和孔径，使得后续水热反应生成的TiO2纳米管阵列富有多孔性，有利于其在光催化反应和电容特性方面的应用。

另一方面，预处理过程中的等离子体也可以驱除钛片表面的有机物以及其它杂质，有利于制备出纯度更高的纳米管阵列。

其次，水热合成是等离子体制备TiO2纳米管阵列电极的第二个关键步骤。

在预处理完成后，钛片将被浸泡在水热反应溶液中，在高温和高压的条件下，TiO2纳米管会从溶液中沉淀到钛片表面形成阵列。

而水热反应溶液的组成和条件则直接影响到纳米管阵列的形貌和性能。

具体来说，制备TiO2纳米管阵列电极时，热压水热反应通常采用高浓度的NH4F和硫酸作为反应物，可以得到良好的深度、长度和直径。

在反应溶液中加入有机物质，如聚乙二醇，能加强溶液的表面张力，从而控制纳米管的密度和排列方式。

此外，通过控制水热反应溶液的酸度和表观电势，也可以进一步调控纳米管的形貌和结构，从而实现纳米管的刻画和控制。

毕业设计（论文）题目阳极氧化制备二氧化钛纳米管机理及热处理对其影响学院化学与化学工程学院专业班级学生姓名指导教师成绩2012 年6 月20 日摘要采用阳极氧化法，在NH4F+H2O的乙二醇溶液体系下制备了TiO2纳米管列阵薄膜，建立了TiO2纳米管列阵薄膜的“电场诱导”生长模型。

TiO2纳米管的管形结构形成与TiO2的半导体性质相关。

纳米管表面吸附的纳米粒子与管壁空间有关系。

经过退火处理的纳米管管口有12~14个直径为25~35nm的纳米颗粒团聚体组成，600℃时，纳米管结构已被破坏。

经过300~600℃之间不同温度处理后的TiO2纳米管呈现锐钛矿晶态，比表面积随温度升高呈下降趋势。

关键字：TiO2纳米管；阳极氧化；生长机理；热处理AbstractIn NH4F+H2O ethylene glycol solution,the TiO2 nanotube arrays were fabricated on the Ti substraet via anodic oxidation method at room temperatue.The induced electric-field growth model of TiO2 nanotube arrays was created. The formation of TiO2 nanotubes’tubular morphology is bound up with TiO2 semiconductor properties,The results show that there is relationship between nanoparticles on nanotube surface and space between walls. After annealing treatment,nanotube wall was comprised of 12~14 nanoparticles which the diameter of 25~35nm,and the nanotubes structure has been destroyed at 300~600℃.Specific surface area of nanotubes drop with temperature rise.Key words: TiO2 nanotubes；anodic oxidation；growth mechanism；annealing目录摘要 (I)Abstract .....................................................................................................I I 第1章绪论 (1)1.1TiO2 的晶体结构 (1)1.2 二氧化钛纳米材料的存在形式 (1)1.3 二氧化钛纳米管的制备方法 (2)1.3.1 水热合成法 (2)1.3.2 模板合成法 (3)1.3.3 阳极氧化法 (4)1.4 制备机理 (4)1.4.1 水热合成法机理 (4)1.4.2 模板法机理 (5)1.4.3 阳极氧化法制备二氧化钛纳米管机理 (5)1.5二氧化钛纳米管应用 (7)1.5.1 光催化降解污染物 (7)1.5.2 气敏传感器 (7)1.5.3 其他方面的应用 (7)1.6 本文的研究目的和内容 (7)第2章实验部分 (8)2.1 实验用品 (8)2.2 实验过程 (8)2.2.1 钛片的预处理 (8)2.2.2 电解液的制备 (9)2.2.3 阳极氧化过程 (9)2.2.4 样品的后处理 (9)2.2.5 表征 (9)第3章结果与讨论 (10)3.1 分析与讨论 (10)3.1.1 SEM图片解析 (10)3.1.2 阳极氧化制备TiO2纳米管机理 (11)3.1.3 不同温度处理对TiO2纳米管的微观形貌的影响 (14)3.1.4 热重曲线 (16)3.1.5 不同温度处理对TiO2纳米管的晶型影响（XRD） (16)3.1.6 不同温度处理对TiO2纳米管的N2吸附-脱吸附 (17)结论 (19)参考文献 (20)致谢 (22)第1章绪论1.1TiO2 的晶体结构到目前为止，已发现的TiO2的晶体结构总共有六种，其中自然界已探明的有四种，其结构分别为：锐钛矿（Anatase）、金红石（Rutile）、板钛矿、TiO2(B)，人工合成的是另外两种，结构分别为：类碱硬锰矿的TiO2(H)，类PbO2结构的TiO2。