制备均一形貌的长二氧化钛纳米管

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。

2015年第34卷第5期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS・1311・化工进展二氧化钛纳米管的制备、改性及应用王俏，王威，崔福义，邵鹏辉，何皎洁（哈尔滨工业大学市政环境工程学院，黑龙江哈尔滨150090）摘要：二氧化钛纳米管因其特殊的形貌和高度有序的特性成为了目前研究的热点之一。

本文系统回顾了近年来有关二氧化钛纳米管的相关研究，着重阐述了二氧化钛纳米管的制备方法，主要包括模板法、阳极氧化法、水热法；在此基础上，详细论述了掺杂、复合等对二氧化钛纳米管进行改性的方法；并简要介绍了二氧化钛纳米管及其复合材料在环境、能源等领域的应用。

最后，展望了二氧化钛纳米管的主要研究方向是对形成机理、管形貌调控、表面改性等方面做进一步研究，以期为后续的研究提供参考。

关键词：粉体技术；纳米材料；制备；改性；复合材料中图分类号：TB383文献标志码：A文章编号：1000–6613（2015）05–1311–07DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2015.05.022Preparation，modification and application of titanium dioxide nanotubes WANG Qiao，WANG Wei，CUI Fuyi，SHAO Penghui，HE Jiaojie （School of Municipal and Environmental Engineering，Harbin Institute of Technology，Harbin150090，Heilongjiang，China）Abstract：Titanium dioxide nanotubes have been intensively concerned and studied in recent years due to their special morphology and highly ordered property.This paper reviewed recent advances in titanium dioxide nanotubes.Three kinds of preparation methods were discussed，including template synthesis，electrochemical anodization and hydrothermal synthesis.On this basis，it described the modification methods of titanium dioxide nanotubes in detail，including doping and compositing.The applications of titanium dioxide nanotubes and composites in the field of environment and energy were introduced briefly.Finally，the future studies on the formation mechanism，morphology control and modification of titanium dioxide nanotubes were proposed.Key words：powder technology;nanomaterials;preparation;modification;composites纳米结构的二氧化钛（TiO2）因其在光学、生物学、电学等方面的独特性质而成为目前研究的热点之一，并被广泛应用于光催化、光电池、传感器、涂料等方面[1–2]。

2012 /2013 学年第 2 学期环保材料课程考核试卷 A■、B□课程代码： 17000450 任课教师_施文健考试形式：开卷■、闭卷□课程性质：通识□、基础□、专业■、必修■、选修□、考试□、考查■、指选□、跨选□适用年级/专业二年级/环境工程学分/学时数 2/32 考试时间1周…………………………………………………………………………………………………………学号1117030320 姓名陈柱良专业环境工程得分撰写小论文：环境工程材料――×××研究进展学生通过对应用于防止、治理、修复环境污染的材料，包括净化材料、环境修复材料以及环境替代材料等材料中就某一种具体的环境工程材料的研究进展进行综述。

学生的工作由国内外文献检索、阅读、归纳总结、并对该研究领域进行展望、小论文写作组成。

小论文内容：题目、前言（目的意义）、国内外研究现状包括：材料的制备方法、材料表征、理化性能、在环境工程中的应用，写出学生自己的学习后的认识、观点或展望在该领域研究方向及应用前景。

具体要求：查阅的中文文献≥10篇、英文文献≥5篇、小论文字数5000字左右、列出参考文献。

二氧化碳纳米管的制备与应用前言：纳米TiO2是一种重要的无机功能材料,多呈颗粒状，它在环境光催化领域作为催化剂已引起广泛重视[1,2]。

由于其具有无毒、气敏、湿敏、介电效应、光电转换、光致变色及催化活性高、氧化能力强、稳定性好等优点[3,4]而被广泛应用于各种光催化反应技术中,如自洁材料、介电材料、催化剂极载体、传感器、光催化太阳能电池、光裂解水制氢以及光催化降解大气和水中污染物等领域。

Ti02纳米管是其又一种存在形式，纳米Ti02在光催化降解水中有机污染物方面有明显的优势[5]，而且还能够解决汞、铬、铅等金属离子的污染问题。

由于纳米管具有大的比表面积，因而具有较高的吸附能力，可望提高其光催化性能；特别是若能在管中填充更小的无机、有机、金属或磁性纳米级颗粒形成一维复合纳米材料，将会大大改善Ti02的光电、电磁、催化及抗菌等性能。

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。

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。

一种两步阳极氧化制备二氧化钛纳米管的方法
步骤1：阳极氧化制备钛纳米膜
将钛表面清洗，并将其作为阳极放入电解槽中，用作阴极。

在电解槽中加入含有氟离子和其他适当添加剂的电解液，如含有氢氟酸和乙酸的溶液。

根据需要，调整电解液的pH值。

将电解槽连接到直流电源上，并将阳极处加正电压。

在此过程中，正极反应是钛阳极上发生的氧化反应。

通过控制电压和电流密度，可以控制氧化速率和膜的厚度。

步骤2：将二氧化钛纳米管分离
将经过阳极氧化的样品从电解槽中取出，并在合适的溶剂中进行超声处理，以将二氧化钛纳米管从钛基底上剥离。

通常，可以使用酸性或碱性溶液来分离二氧化钛纳米管。

此外，还可以根据需要，在第一步阳极氧化之前，在钛表面形成一层光致物种。

这样，通过选择适当的光照条件，可以在阳极氧化的同时实现光电化学反应，从而进一步控制二氧化钛纳米管的形貌和性质。

需要注意的是，该方法中的电解液成分、电压、电流密度、电解槽材料等参数可以根据具体要求进行调整，以获得理想的二氧化钛纳米管。

制备纳米二氧化钛的方法纳米二氧化钛是一种重要的纳米材料，具有广泛的应用前景，例如在太阳能电池、催化剂、光催化剂、抗菌剂、防晒剂等领域。

下面介绍几种制备纳米二氧化钛的方法。

1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常见的制备纳米二氧化钛的方法。

该方法主要包括溶胶制备、凝胶制备、干燥和烧结等步骤。

一般来说，溶胶制备使用钛酸四丁酯、乙酸钛、钛硝酸等钛源。

通过加入各种表面活性剂进行混合，生成钛溶胶。

然后，通过控制pH值、温度等条件，钛溶胶可以转化为钛凝胶。

之后，通过干燥和烧结可以得到纳米二氧化钛。

溶胶-凝胶法具有简单、易控制、制备规模可调的优点，但其制备成本较高，同时制备时间也较长。

2. 水热法水热法也是一种制备纳米二氧化钛的有效方法。

该方法在普通压力下，在水热条件下进行。

通过将钛源和水混合，在高温和高压的条件下，在反应瓶中反应，形成纳米二氧化钛。

锅炉管道管内沉积的纳米二氧化钛可作为理想输送介质。

水热法具有制备成本低、制备时间短的优点，是一种非常实用的制备方法。

3. 氧气气氛下燃烧法氧气气氛下燃烧法也是一种制备纳米二氧化钛的有效方法，该方法将钛源和燃烧剂混合，使其在氧气气氛下燃烧，生成氧化钛。

燃烧剂包括葡萄糖、硫酸铵等。

这种方法具有成本低、操作简单等优点，但需要进行后期处理才能得到高品质的纳米二氧化钛。

4. 离子液体辅助合成法离子液体辅助合成法是一种新兴的制备纳米二氧化钛的方法。

这种方法是通过将离子液体与金属前驱体混合，制备出纳米级别的二氧化钛。

离子液体的存在使得反应过程可控性更好，对纳米二氧化钛的形貌和尺寸有显著的影响。

此方法具有无害、环保等优点，并且得到的纳米二氧化钛的形貌和尺寸较为均匀。

综上所述，制备纳米二氧化钛的方法有多种，每种方法均有其优缺点，在具体应用中可根据需要选择合适的方法进行制备。

二氧化钛纳米管的制备和表征梁敏华1,2，曾鹏1，黄鑫2(1．广东工业大学材料与能源学院，广东广州 510006；2．广州大学化学化工学院，广东广州 510006)[摘 要]二氧化钛是一种重要的无机功能材料，二氧化钛纳米管具有较大的比表面积，在太阳能的储存与利用、光电转换、光致变色及光催化降解大气和水中的污染物等方面有广阔的应用前景，本文就二氧化钛纳米管的制备方法，结构表征方法及应用前景进行简要介绍。

[关键词]二氧化钛；制备；结构；表征Preparation and Characterization of Titanium Dioxide NanotubeLiang Minhua1,2, Zeng Peng1, Huang Xin2(1. College of Material and Energy, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006；2. Chemistry and Chemical Engineering College, Guangzhou University, Guangzhou 510006, China)Abstract: TiO2 is an important kind of inorganic functional material. Due to its high specific surface area, TiO2 has wide application prospect in several fields such as solar energy storage performances and utilization, photovoltaic conversion, photochromic and photo- catalytic degradation of atmospheric pollutant and water pollutant and so on. In this paper, the preparation methods, characterizing methods and potential applications were discussed.Keywords: TiO2；preparation；construction；characterizingTiO2光催化材料是目前研究最多的一种新型环境友好材料，1972年，Fujishima和Hongda[1]发现了在二氧化钛电极上光催化分解水的现象。