钛基阳极氧化法制备TiO_2纳米管阵列研究进展

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TiO2纳米管阵列的制备及其光催化性能研究

TiO2纳米管阵列的制备及其光催化性能研究近年来，TiO2纳米管阵列因其高催化性能和广泛的应用领域备受关注。

TiO2纳米管阵列作为一种新型、高效的催化材料，在环境净化、光电催化等领域有着广泛的应用前景。

本文将详细介绍TiO2纳米管阵列的制备方法及其光催化性能研究进展。

一、TiO2纳米管阵列的制备方法TiO2纳米管阵列可以通过多种方法制备，例如电化学阵列氧化法、离子注入法、水热法等。

其中电化学阵列氧化法是最为常用的制备方法之一。

电化学阵列氧化法可以通过三电极系统来制备，即工作电极、对电极、参比电极。

通常情况下，纳米管的直径、长度和间距可以通过改变电解液成分、电解电压、电解时间和电极距离等参数来控制。

采用此法制备的TiO2纳米管阵列在表面形貌和催化性能方面均有优异的表现。

二、TiO2纳米管阵列的光催化性能研究进展TiO2纳米管阵列的光催化性能主要表现在光催化净化和光电催化等方面，其研究进展如下：1. 光催化净化TiO2纳米管阵列的光催化净化主要指利用其优异的催化性能去除水和空气中的有害物质。

研究表明，TiO2纳米管阵列具有优异的催化性能，可以有效去除水中的有机污染物和空气中的氮氧化物等有害物质。

2. 光电催化TiO2纳米管阵列的光电催化主要利用光伏效应和催化反应，将太阳能转化为化学能，用于水分解、CO2还原等反应中。

研究表明，TiO2纳米管阵列可以在可见光区域内催化反应，同时具有良好的稳定性和周期性反应能力。

三、结论TiO2纳米管阵列作为一种新型的催化材料，在环境净化、光电催化等领域有着广泛的应用前景。

其制备方法主要包括电化学阵列氧化法、离子注入法、水热法等。

TiO2纳米管阵列的光催化性能主要包括光催化净化和光电催化，可以有效去除水中的有机污染物和空气中的氮氧化物等有害物质，同时具有良好的稳定性和周期性反应能力。

未来，TiO2纳米管阵列的研究将会在新能源、环境净化等领域继续发挥重要作用。

阳极氧化TiO2纳米管阵列的制备及其光电化学特性研究

Ｖｏ．Ｎｏ２１８．
Ａｐｉ２１ｒｌ０１
材料正是一维纳米结构材料研究的热点之一。自从发现碳纳米管ｌ１ｌ，科学家们已经通以来
石墨片为阴极，以０５ｔＮ水溶液为电解液，．ｗ％ＨＦ在２Ｖ下恒压氧化３，反应完毕后迅速用去离子０ｈ
效率约１７．％。０
关键词：二氧化钛；纳米管阵列；阳极氧化；光电化学
Ｓｌ－ｒａｉｅｏｉＯ２ＮａｏｕｅＡｒａｓａｒｃｔｎａｄｅｆｏｇｎｚｄＡｎｄｃＴｉｎｔｂｒｙ：Ｆｂｉａｉｎｏ
Ｚｅｇｈｕ４００，Ｃｉａｈｎｚｏ５０ｈｎ）１
（．ＳａｅｅａｏａｏｙｆｕｅｈｒｔｉｓｉｎＵｉｅｓｙｈｎｃｕ３０２ｈｎ）２ｔｔＫｙＬｂｒｔｐｒａｄＭａｅａ，Ｊｉｎｖｒｉ，Ｃａｇｈｎ１０１，ＣｉａｒｏＳｒｌｌｔ
艺的完善与发展，人们可以实现纳米管阵列不同
管径、不同管长以及不同管壁厚的可控制备ｏ】
『ｌｌ】＝【
。
在Ｈ体系中制备的ＴＯ纳米管阵列，由于Ｆｉ
对管径和管长等可控范围小，严重影响了其在多方面的性能，其他氟化物体系逐渐成为研究重
（河南工业大学材料科学与工程学院，河南郑州４００）１．５０１（．２吉林大学超硬材料国家重点实验室，吉林长春１０１）３０２

阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列的研究

阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列的研究作者：牛冬梅来源：《科技视界》2018年第36期【摘要】阳极氧化法制备而得的二氧化钛纳米管阵列因其高度有序的结构和优异的性能，被广泛的应用，尤其是在超级电容器的应用方面。

纳米管的形貌影响其在各种应用中的性能，受到人们的广泛关注。

本文在恒流条件下进行阳极氧化，选用相同的电解液，阳极氧化时间t=500s，1000s，1500s。

【关键词】TiO2纳米管；阳极氧化法；氧化时间；超级电容器中图分类号： TB383.1 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）36-0116-002DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2018.36.049Preparation of TiO2 Nanotube Arrays by AnodizingNIU Dong-mei（School of Chemical Engineering， Nanjing University of Science and Technology， Nanjing Jiangsu 210094， China）【Abstract】TiO2 arrays prepared by anodizing are widely used due to their highly ordered structure and excellent performance， especially in the applicaton of supercapacitors. The morphology of nanotubes affects their performance in a variety of applications and has received widespread attention. In this paper， anodizing is carried out under constant current conditions， and the same electrolyte is used. The anodizing time is t=500s， 1000s， 1500s.【Key words】TiO2 nanotube； Anodization； Anodic Time； Supercapacitor0 前言TiO2是材料科学中研究最多的化合物之一。

TiO_2纳米管阵列的制备及光电性能研究

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｉ０，ｎａｎｏｔｕｂｅａｒｒａｙｓｗｅｒｅｆａｂｉｃｒａｔｅｄｂｖａｎｏｄｉｃｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｎａｔｉｔａｎｉｕｍｓｈｅｅｔ．Ｔｈｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｎａｎｏｔｕｂｅ
ＶａｌｕｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ＴｉＯ２纳米管阵列的制备及光电性能研究
ＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄＰｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＴｉＯ２ＮａｎｏｔｕｂｅＡｒｒａｙｓ
李娜ＬＩＮａ；林仕伟ＬＩＮＳｌｌｉ — ｗｅｉ：赵玉伟ＺＨＡｏＹｕ — ｗｅｉ
（海南大学材料与化工学院热带岛屿资源先进材料教育部重点实验室，海口５７０２２８）（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｉｒａｌｓｏｆＴｒｏｐｉｃａｌＩｓｌａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＭａｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇＳｃｈｏｏｌｆｏＨａｉｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｉｋｏｕ５７０２２８，Ｃｈｉｎａ）

TiO2纳米管阵列的制备及光电性能研究

TiO2纳米管阵列的制备及光电性能研究作者：李娜林仕伟赵玉伟来源：《价值工程》2013年第23期摘要：用阳极氧化法制备出高度致密、有序的TiO2纳米管阵列。

利用SEM和XRD表征分析纳米管阵列的形貌和结构，并通过电化学瞬时光电流对TiO2纳米管阵列的光电化学特性进行了研究。

实验结果表明：经过500℃退火后的TiO2为掺杂有金红石相的锐钛矿的混晶结构。

随着退火温度升高到600℃，金红石型的晶相比例增加。

光电测试结果表明：随着退火温度升高，瞬时光电流减小，同时阳极氧化时间影响TiO2 纳米管阵列光电极的光电性能。

Abstract： TiO2 nanotube arrays were fabricated by anodic oxidation on a titanium sheet. The morphology and structure of the nanotube arrays were characterized by SEM and XRD. The photoelectric properties of the nanotube arrays electrodes were evaluated by transient photocurrents. The results show that the structure of nanotube arrays is a mixture phase of anatase and rutile annealed at 500℃. With the annealing temperature increasing to 600℃， the phase ratio of rutile increases. Photoelectric test results show that： the instantaneous photoelectric current decreases as the annealing temperature increases and at the same time， anodic oxidation time affects the photoelectric properties of nanotube arrays photoelectrode.关键词：阳极氧化；纳米管；光电流Key words： anodic oxidation；nanotube；photoelectric current中图分类号：O649 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）23-0305-020 引言高有序的TiO2纳米管阵列薄膜是近年来纳米材料研究的热点之一。

TiO_2纳米管阵列的制备及其性能研究

ｅｅｔｏｌｔｙｓｅｎＴｉｎｎｕｅａｒｙ．ＲｅｕｔｅａｈｔｉＦｌｃｒｌｅｓｓｌｃｒｙｅｓｔｍｏＯ２ａｏｔｂｒａｓｓｌｓｒｖｅｌｔａｎＨｅｅｔｏｙｔｙ —
文章编号：６２６８（０１０ — ２２０１７ — ９７２１）３０４ —６
ＴＯ２米管阵列的制备及其性能研究ｉ纳
赵延亮，王志义
（岛科技大学材料科学与工程学院，青山东青岛２６４）６０２
ｇｔＵｎｄｒｔｅｓｍｅｕｔａｉｌｔｅｃｔｔｏｏ．ｅｈａｌｒｖｏｅｘｉａｉｎ，ｔｅｃｒｎｅｉｙｒｓｏｓｔａｔｂｅｈｕｒｅｔｄｎｓｔｉｅａｌｔａｈｅｎｎｏｕ
第３卷第３期２
２１０１年６月
青岛科技大学学报（自然科学版）
Ｖ１３．ｏ．２Ｎｏ３
Ｊｎ２１ｕ．０１
ＪｕｎｌｏｎｄｏＵｎｖｒｉｆＳｉｎｅａｄＴｅｈｏｏｙＮａｕａｉｎｅＥｉｏ）ｏｒａｆＱｉｇａｉｅｓｔｏｃｅｃｎｃｎｌｇ（ｔｒｌｅｃｄｔｎｙＳｃｉ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｔｉｎｕｂｒａｓｗｅｅｐｅｒｄｂｏｅｔｏｔｔｃｏｄｚｔｏｎｔｕ — ０２ｎａｏｔｅａｒｙｒｒｐａｅｙｐｔｎｉｓａｉｘｉｉａｉｎｏｈｅｓｒｆｃｆｔｎｄｕｔｉＩｐｅｔｔｎｉｍｉｍ，ｗｅｍａｎｌｅｅｒｈｅｈｅｉｌｅｃｓｏｆｅｅｔａｅｏｈｅｉｓｒａｕｒｉａｕｆｌｉｙｒｓａｃｄｔｎｆｕｎｅｆｄｉｆｒｎ

阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管在钛表面改性中的研究进展

阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管在钛表面改性中的研究进展采用阳极氧化法在钛基体表面原位制备高度有序的二氧化钛（TiO2）纳米管阵列，探讨阳极氧化电压、次数、电解液种类、电解液浓度和电解液温度等对二氧化钛纳米管表面形貌的影响。

相对于微米级表面，TiO2纳米管具有更好的促进体外矿化和促进成骨性，同时可作为生物载体负载生长因子和抗生素等载体。

本文就此作一综述。

标签：钛；阳极氧化；纳米管Research progress on modifying Ti surfaces with TiO2 nanotubes by anodic oxidation Yu Xiaolin, Deng Feilong.（Research Institute of Stomatology, Hospital of Stomatology, Guanghua School of Stomatology, Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510055, China）[Abstract]By anodic oxidation it is possible to fabricate regularly and orderly TiO2 nanotubes. Surface features of TiO2 nanotubes can be affected by the electolyte, the potential and the times of anodic oxidation. TiO2 nan－otubes have been observed to promote bone formation, compared with microscale features, and to serve as carriers for drugs such as growth factors, antibacterial agents, and other drugs. This review includes all the aspects above.[Key words]titanium；anodic oxidation；nanotube钛及钛合金因其良好的力学性能和生物相容性已被广泛应用于临床，但仍有少数病例因骨整合不良而导致治疗失败，因此钛表面改性一直是国内外竞相研究的热点。

阳极氧化法制备TiO_2纳米管及特性研究[1]

2 结果与讨论
2. 1 TiO2 纳米管 SEM 检测
不同角度观察的 TiO2 纳米管的 SEM 形貌图见图 2 。
流密度急剧下降 ,其反应式为 :
2 H2 O →4 H + + O2 + 4e - Ti + O2 →TiO2
(1)
图 3 阳极氧化过程中电流密度2时间变化曲线 (其电压、占空比、频率分别为 :
2. 2 TiO2 纳米管状结构的形成机理
TiO2 纳米管的形成机理是比较复杂的 ,钛阳极氧化过程大致可分为三个阶段[728] ,第一个阶段是阻挡层的形成。这个阶段在钛片表面生成一层致密的 TiO2 薄膜阻挡层 ,这个过程的时间很短 ,如图 3 中的 I 所示。随着氧化膜的形成 ,平均电
关键词直流脉冲 ,阳极氧化 , TiO2 纳米管
Study on characteristics of TiO2 nanotube array prepared by anode oxidation
Wei Shiliang He Xiang Sun Fenglo u Zho ng Zhiyo u
growth speed can be st ro ngly influenced by t he applied elect ricity parameters and ult raso nic assistant . And t he samples were researched before and after annealing by XRD and UV2Vis.
本方法以工业纯钛片作为阳极 ,不锈钢板为阴极 ,采用单向直流脉冲电源 ,在相同的电解质溶液中进行阳极氧化 , 同时利用超声波作为辅助源进行对比实验。通过 SEM 检测研究了电参数对 TiO2 纳米管的形貌和生长速度影响 ,在氧化处理的同时通过计算机采集电流随时间 ( I2t) 的变化曲线 ,对 TiO2 纳米管的形成的机理进行了讨论 ,并对其特性进行了研究。

TiO2纳米管阵列制备及机理研究进展

光敏、气敏和压敏等特性，在光学（如太阳能电池）光化学极氧化铝膜迅速浸入该溶胶中数分钟后，、取出空气中干（如光催化降解污染物）电子学（、如各种传感器）和生物学燥，在马弗炉中热处理后用ＮＯａＨ溶液溶解除去多孔阳极（如骨骼生长）等技术领域有很重要的应用前景，已成为国氧化铝模板．内外研究的热点… ．ｉＴ纳米管是ＴＯＯｉ的又一种存在形式，由于纳米管比纳米粉体、纳米膜具有更大的比表面积，
关键词：氧化钛；纳米管阵列；备；理；用二制机应中图分类号：４Ｏ６６文献标识码：Ａ
随着纳米材料、光电材料和生物材料等领域科技的飞速进步，对材料的认识和开发取得了前所未有的成果．Ｔ，ｉ是一种重要的无机功能材料，Ｏ在环境光催化领域作为
收稿日期：０７－１一ｌ；修回日期：２０ｏ２００ｌ０７一４一ｌｌ
电压较低时，不能形成管状结构；阳极氧化电压达到２０Ｖ
基金项目：广州市属高校科技计划项目（２１６０５）作者简介：陈环（９７一）女，１５，副教授，主要从事电子技术和传感器的教学和研究
摘
要：ｉ是一种重要的无机功能材料，ｉ纳米管阵列在许多技术领域具有广阔的应用前景．本文综述ＴＯＴＯ
了ＴＯｉ，纳米管阵列的制备方法如模板法和阳极氧化法，以及不同制备条件得到的纳米管阵列的形貌特征，通
因而具有更高的吸附能力，可望进一步提高ＴＯ的光电转ｉ：研究结果表明，氧化铝模板法制得的ＴＯ纳米管的管ｉ径大致为１ｍ管壁厚度约１ｎ，０ｎ，００ｍ管径取决于氧化铝模板的孔径，即与多孔阳极氧化铝膜的孔径大小相一致．因

阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管在钛表面改性中的研究进展

阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管在钛表面改性中的研究进展于晓琳【期刊名称】《国际口腔医学杂志》【年(卷),期】2012(39)1【摘要】By anodic oxidation it is possible to fabricate regularly and orderly TiO2 nanotubes. Surface features of TiO2 nanotubes can be affected by the electolyte, the potential and the times of anodic oxidation. TiO2 nanotubes have been observed to promote bone formation, compared with microscale features, and to serve as carriers for drugs such as growth factors, antibacterial agents, and other drugs. This review includes all the aspects above.%采用阳极氧化法在钛基体表面原位制备高度有序的二氧化钛(TiO2)纳米管阵列,探讨阳极氧化电压、次数、电解液种类、电解液浓度和电解液温度等对二氧化钛纳米管表面形貌的影响.相对于微米级表面,TiO2纳米管具有更好的促进体外矿化和促进成骨性,同时可作为生物载体负载生长因子和抗生素等载体.本文就此作一综述.【总页数】3页(P80-82)【作者】于晓琳【作者单位】中山大学光华口腔医学院·附属口腔医院·口腔医学研究所广州510055【正文语种】中文【中图分类】R781.05【相关文献】1.阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列的形貌 [J], 谭志谋;王慧洁;杨杭生;张孝彬2.阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列的研究 [J], 宁成云;王玉强;郑华德;谭帼馨;邓春林;刘绪建3.阳极氧化法可控制备二氧化钛纳米管阵列研究 [J], 赵宇;常成;陈磊;马金祥;熊超4.阳极氧化法制备二氧化钛纳米管及其荧光性质 [J], 刘素琴;方东;李朝建;黄可龙5.阳极氧化法制备二氧化钛纳米管及其在太阳能电池中的应用 [J], 李欢欢;陈润锋;马琮;张胜兰;安众福;黄维因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

阳极氧化法TiO2纳米管阵列实验发现的问题

中图分类号０４６７文献标识码Ａ文章编号１０－３２１７０７７１（１）２－－００２１４０２２
本文利用不同制备工艺条件，到了具有不同形貌的得ＴＯ纳米管阵列，现了阳极氧化ＴＯ纳米管阵列的层状ｉ：发ｉ
生长模式，还指出了一些制约ＴＯ纳米管阵列形貌的因素，ｉ，提出了相应的解决方案。
阳极氧化２管的生长已达到平衡状态，ｈ即管底的推进速度
和管口的化学溶解速度相等，管长不再增加。综合５个样品
分析发现，管径大小同电解液成分和电压都有关系。２１２典型电流一间曲线通过各样品的电流一间数据．．时时分析发现，电流随时问变化规律同电解液成分密切相关。１２３品的电流随时间变化规律相同，和５品的电、、样４样
２２问题讨论．
２２１管子结构问题通过比较发现，．．电解液含水量大则所
制备样品表面较平，但管的长度和平直度都不理想；含水量少则管子平直且能够生长得较长。因此，以先用较少可含水量的电解液阳极氧化制备纳米管阵列，到预期长度达后再往电解液中加入水和Ｆ，一通过快速化学溶解使表面较
表１阳极氧化实验工艺条件和阵列的结构参数
ＴＩｍｅ（ｓＪ
圈１
样品１ — 曲线的Ｉｔ
０１５ＨＦ（油／）．ＭＮ／甘水７

TiO2纳米管阵列的制备与修饰及光电催化性能研究的开题报告

TiO2纳米管阵列的制备与修饰及光电催化性能研究的开题报告研究背景及意义：TiO2纳米管阵列是一种具有良好物理化学性质的纳米材料，在环保领域以及光电催化领域有着广泛的应用。

当前，TiO2纳米管阵列制备技术已经得到很好的发展，但是其光电催化性能还有待进一步提高。

因此，本研究将致力于制备高性能的TiO2纳米管阵列，并通过材料表面物理化学修饰方式，来提高其光电催化性能。

研究内容：1.利用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列，并结合扫描电镜和X射线衍射分析，研究制备过程对其物理化学性质的影响。

2.通过表面物理化学修饰方法，如：TiO2纳米管阵列表面修饰介质、金属离子掺杂等方法，优化其光电催化性能。

3.通过紫外可见光谱、电化学法等手段，研究优化后的TiO2纳米管阵列光电催化性能，包括催化活性、光吸收性能、电化学行为等。

研究方法：1.制备TiO2纳米管阵列。

采用阳极氧化法，在氟化电解质溶液中以Ti作为阳极，于一定的电压、电流密度下进行处理，制备得到TiO2纳米管阵列。

2.表面物理化学修饰。

通过不同的表面物理化学修饰，如：介质修饰、金属离子掺杂等方式对TiO2纳米管阵列的表面进行修饰。

3.光电催化性能测试。

采用紫外可见光谱、电化学法等手段，研究优化后的TiO2纳米管阵列光电催化性能。

预期成果：1.成功制备高质量的TiO2纳米管阵列，并探究制备过程对其物理化学性质的影响。

2.通过表面物理化学修饰方法，的到了具有优良光电催化性能的TiO2纳米管阵列。

3.探究不同的表面物理化学修饰方式对TiO2纳米管阵列的光电催化性能的影响。

4.为进一步应用此种材料于环境保护、能源等领域提供了理论依据和实验基础。

阳极氧化法制备TiO_2纳米管阵列膜及其应用

+ 液弱，可使 H 对 TiO 2 纳米管的刻蚀速率降低，保证
，在国际上
。
阳极氧化法制备 TiO 2 纳米管阵列一般采用两电极体系，阳极为钛箔板，阴极为铂电极或石墨电极，电解液采用含氟离子的水溶液或其他有机溶剂（图 1 ）。当在两极施加一定电压时，钛箔板被氧化形成管状无定形 TiO 2 阵列膜，经不同温度热处理后即可得到不同晶型的 TiO 2 纳米管阵列膜。此种方法制备的 TiO 2 纳米管与基底垂直取向，管径、管长度以及壁厚均匀可控，与钛基底结合牢固，不易脱落。由于该材料为高度有序的纳米管阵列结构，具
Contents
1 2 2. 1 2. 2 2. 3 2. 4 2. 5 Introduction Fabricating of TiO 2 nanotube arrays by anodization The effect of electrolyte The effect of anodic materials The effect of anodization conditions Preparation with controllable manner Crystallization
demonstrated potential applications in many fields. As a new kind of structured and functional nanomaterial ，it has attracted more and more attentions. Here ，we review the fabrication， properties，and applications of highly ordered TiO2 nanotube arrays made by anodic oxidation of titanium. Especially ，we discuss in detail the synthesis of TiO2 nanotubes （ NTs） with tunable morphologies by adjusting the reaction conditions during anodization to balance electrochemical reaction and chemical etching. Finally ，the perspective on the future development is tentatively discussed. Key words TiO 2 nanotubes ； anodization ； ordered structures ； solar cells 3 3. 1 3. 2 3. 3 3. 4 3. 5 3. 6 4 Applications of TiO 2 nanotube arrays Organic-inorganic solar cells Catalysis and hydrogen production from water Sensors Biomaterials Electrochemical deposition Others Conclusion

高度有序TiO_2纳米管阵列的制备及其光催化性能研究

ｔａｉｍｏｌｎｅｈｌｎｌｃｌｏｕｉｎｃｎａｎｎ．ｈｉｍｅｅ，ｅｓ，ｅｇｈａｄｗａｌｈｃｎｓｆｉｎｕｆｉｉｔｙｅｅｇｙｏｌｔｏｔｉｉｇＮＨ４ＴｅｄａｔｒｄｎｉｌｎｔｎｌｉｋｅｓｏｔｓｏＦｙｔｔ
文章编号：１０－０５２１）３００－６０３９１（０１０－５７０
高度有序ＴＯ纳米管阵列的制备及其光催化性能研究ｉ２
兰宇卫１周立亚１，童张法。庞，２，，２，起冷利民韩建鹏王，，，凡
（广西大学化学化工学院，广西南宁５００；２中国科学院半导体研究所半导体材料科学重点１．３０４．
ｍｃｓｏｅ（ＥｉｒｃｐＳＭ）ａｄＸ－ｙｄｆａｔｎ（９）ａｄｉｈｔｃｔｙｉｐｏｅｔｓｒｖｓｇｔｄｖａｔｅｏｎｒｉｒｃｏＸＲ，ｎｓｐｏｏａｌｔｒｐｒｅｅｉｅｔａｉｈａｉｔａｃｉｗｅｎｉｅ
实验室，北京１０８；３００３．玉林师范学院化学与生物系，广西玉林５７０）３００
摘要：室温下在Ｎ、乙二醇的混合溶液中采用阳极氧化法在纯Ｔ片表面得到一层结构高度有序、分布均匀、垂ＨＦｉ
直取向Ｔ（纳米管阵列，通过调整阳极氧化工艺条件可实现对其结构参数（ｉ２）如管径、管壁厚度、管长等）的有效控制：对ＴＯ纳米管阵列进行扫描电子显微镜（Ｅ、Ｘ射线衍射（Ｒ）ｉ２ＳＭ）．ＸＤ检测；测试了Ｔ（纳米管降解甲基橙的光催化性ｉ２）能。结果表明：在优化条件下制备得到了高密度排列的ＴＯ纳米管阵列；在５０高压汞灯照射４ｎ后，初始ｊ２０Ｗ０ｍｉ摩尔浓度为２ｇ甲基橙在ｐ－．，０・的ｍＬＨ２０时降解率达到９．溶液中加入ＨＯ可以提高ＴＯ纳米管光降解催化９％，４２２ｉ２

阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列的研究

阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列的研究本文研究了一种利用阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列的方法。

通过调节电解液的成分和电化学条件，制备了不同形貌和尺寸的二氧化钛纳米管阵列，并对其结构和光学性能进行了表征。

结果表明，所制备的二氧化钛纳米管阵列具有良好的结晶性、光学性能和稳定性，具有很大的应用潜力。

关键词：二氧化钛纳米管阵列，阳极氧化法，结构表征，光学性能引言：近年来，纳米技术的发展给材料科学带来了新的发展机遇。

二氧化钛是一种重要的功能材料，具有广泛的应用前景。

二氧化钛纳米管是一种新型的二氧化钛纳米结构，由于其独特的形貌和结构，具有许多特殊的物理和化学性质，已经成为研究的热点之一。

目前，制备二氧化钛纳米管阵列的方法主要有溶胶凝胶法、水热法、电化学合成法等。

其中，阳极氧化法是一种简单、可控性好、可扩展性强的制备方法，已经被广泛应用于制备纳米管和纳米线阵列等。

本文主要研究了一种利用阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列的方法。

通过调节电解液的成分和电化学条件，制备了不同形貌和尺寸的二氧化钛纳米管阵列，并对其结构和光学性能进行了表征。

实验：1. 材料和仪器所使用的材料有：二氧化钛粉末（99.9％，Aldrich）、氟化铵（NH4F，99％，Sigma-Aldrich）、乙二醇（C2H6O2，99.9％，Aldrich）、去离子水。

所使用的仪器有：扫描电镜（SEM，JSM-6700F）、透射电镜（TEM，JEM-2100）、X射线衍射仪（XRD，D8 Advance）、紫外-可见光谱仪（UV-Vis，Lambda 35）。

2. 制备二氧化钛纳米管阵列制备二氧化钛纳米管阵列的方法如下：首先将二氧化钛粉末加入去离子水中，搅拌均匀后制备成浓度为1.0 g/L的二氧化钛溶液。

然后将制备好的二氧化钛溶液倒入预先清洗好的电解槽中，电解槽中的电极分别为铂电极和铝电极。

电解液的成分为：0.05 mol/L的氟化铵和0.1 mol/L的乙二醇。

阳极氧化TiO_2纳米管阵列的制备与掺杂

[ 3, 4] [ 5] [ 6] [ 7] [ 8, 9] [ 10] [ 11] [ 1, 2] [ 12]
1
引言
TiO2 无毒、耐酸碱, 是一种重要的多功能无机非
、
金属材料 , 在气敏元件、污物处理、太阳能制氢、染料敏化光电池、生物医学等领域有着广阔的应用前景。
收稿 : 2008 年 4 月 , 收修改稿 : 2008 年 7 月
2
Liu Min
2
( 1. School of Materials Science and Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China; 2. Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China) Abstract The preparation and application of TiO2 nanotube array are widely investigated in recent years. Anodic oxidation adopted to prepare TiO2 nanotube array has attracted intensive attent ion due to its simplicity, low cost and easy industrialization. The preparation of TiO2 nanotube array by anodic oxidation is reviewed in this paper. Key factors affecting the formation of anodic TiO2 nanotube array are discussed based on the formation mechanism of anodic T iO2 nanotube array. In combination with the results of our research group, how to adjust tube diameter, tube length, wall thickness, and improve the quality of surface morphology of anodic TiO2 nanotube array by changing voltage, potential sweep rate, electrolyte, temperature and oxidation time are summarized. Finally, the development on the doping of anodic TiO2 nanotube array is presented. Key words anodic oxidat ion; T iO2 nanotube; doping T iO2 纳米管阵列由于具有独特的结构与优异的性能 , 近年来被广泛地研究。阳极氧化法是制备多孔氧化膜的常用化学方法。通过阳极氧化 Ti、 Al

有机电解液中钛基材表面TiO2纳米管阵列生长机制的研究

１实验
高纯钛箔（纯度９９．６％，厚度０．２５ｍｍ）购于宝鸡
九鼎钛制品厂、铂片（纯度９９．９９％，尺均为国产分析纯试剂。
钛箔试样片的前处理流程为：表面封装＿丙酮、无水乙醇超声清洗一蒸馏水清洗晾干一化学抛光－÷蒸馏水清洗－＋冷风吹干后备用。化学抛光在体积比为１：１：２的Ｉ－ＩＦ、ＨＮ０３和蒸馏水的混合溶液中进行。抛光采用浸渍法，过程中伴随强烈搅拌。
图３为ＮＨ。Ｆ／乙二醇电解液中不同电压下氧化的纳米管阵列表、截面ＳＥＭ形貌。图３表明，随着氧化电压的提高，ＮＩ－１４Ｆ／乙二醇电解液中获得的氧化膜的形
表１Ｔａｂｌｅ１
电解液中氧化电压对纳米管管结构参数的影响Ｅｆｆｅｃｔｏｆａｎｏｄｉｃｖｏｌｔａｇｅｏｎｉｎｎｅｒｄｉａｍｅｔｅｒ（田Ｉ）ａｎｄｉｅｎｇｔｈ但）ｏｆｎｎｎｏｔｕｂｅｉｎＮＨ，Ｆ／ｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ！！！垡！竺！Ｚ！！
１９９９年Ｚｗｉｌｌｉｎｇ等人【Ｉ】报道了金属钛片在含氟电解液中通过阳极氧化制备Ｔｉ０２多孔薄膜的工作，２００１年美国宾夕法尼亚州立大学Ｇｒｉｍｅｓ教授领导的科研小组首次在低电压下用含有氢氟酸的电解液成功制备出了分布均匀、排列整齐有序的Ｔｉ０２纳米管阵列【２】。自此以后，用阳极氧化法制备Ｔｉ０２纳米管阵列的工作引起了广泛的关注，并在水基电解液、阳极氧化工艺参数、不同气氛热处理对Ｔｉ０２纳米管阵列形貌和性能的影响等方面开展了许多研究工作【¨】。近年来，在非水基电解液中阳极氧化制备Ｔｉ０２纳米管阵列也取得了一定的进展，如Ｐａｕｌｏｓｅ等人【＿７】在ＮＨ４Ｆ／乙二醇电解液中制备出１３４ｔｔｍ的Ｔｉ０２纳米管阵列：Ｓｈａｎｋａｒ等
图２ＮＨ４Ｆ／甘油电解液中不同电压下氧化２０ｈ形成的纳米管阵列的表面、截面形貌Ｆｉｇ．２ＦＥ－ＳＥＭｔｏｐａｎｄｃｒｏｓｓ—ｓｅｃｔｉｏｎａｌｉｍａｇｅｓｏｆｎａｎｏｔｕｂｅａｒｒａｙｓｆｏｒ２０ｈｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｏｌｔａｇｅｓｉｎＮＩ－１４Ｆ／ｇｌｙｃｅｒｏｌｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ：

TiO_2纳米管阵列的制备及应用研究进展.

T iO2纳米管阵列的制备及应用研究进展陶杰,陶海军(南京航空航天大学材料科学与技术学院,江苏南京210016摘要:鉴于T i O2纳米管优异的光电、催化、气敏等性能已经引起广泛关注,在太阳能电池、光催化、环境净化、气体敏感器等领域有潜在的应用价值。

综述了恒压阳极氧化法制备T i O2纳米管阵列的研究进展;系统归纳了纳米管阵列在制备、改性、应用方面的研究进展,并对T i O2纳米管阵列的应用研究提出了新的展望。

关键词:太阳能电池;光催化;恒压阳极氧化;T i O2纳米管阵列中图分类号:O643;TQ426文献标识码:A文章编号:1671-5276(200801-0001-04 Review of Preparation and Applications of T iO2Nanotube ArraysTAO Jie,TAO H a-i jun(Co ll e ge o f Ma t e ria l S cience and Techno logy,Nan jing Un ive rsity o f A eronau tics and A stronau tics,Nan ji n g210016,Ch inaAbstrac t:T O i2nanot ubes have aroused much att ention for t heir excell e ntproperti e s of photoelec tri c it y,cat a l y s is,gas sens iti v it y and t he pot ential applicati o ns i n the areas such as so l a r cel,l photocat a l y s,t env ironment a l purification and gas sensors.The research progress of T O i2nanotube arrays prepared by anod i c ox idation under st atic volt age,inc l u d ing doped T O i2nanotubes and applica ti o nresearch of T O i2nanotube arrays w er e rev ie w ed in t his paper.Further more,the pot ential applicati o ns o fT O i2nano t ube arrays werepredic t ed.K ey word s:Solar ce l;l Photocat alys;t Anod ic oxidati o n under s t atic voltage;T O i2nanotube arrays 0引言自1991年日本N EC公司Iiji m a[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,在微电子、应用催化和光电转换等领域展现出良好的应用前景,受到广泛的关注。

阳极氧化制备TiO_2纳米管阵列电极反应及阻抗研究_田西林

积(cm2)；D 为反应的扩散系数(A·cm-2)；C 为反应的
浓度(mol·L-1)；V 为扫描速度(V·s-1)。当电极反应完
全不可逆时：
Ip=299zAD1/2V1/2C(acza)
(12)
式中，ac 为一常数；za 为速度控制步骤的反应转移电
子数。循环伏安曲线(图 3)上第 1 个 Ti(Ⅲ)生成 Ti(VI)
本实验利用阳极氧化法在钛箔上制备 TiO2 纳米管阵列，得到高度有序 TiO2 纳米管阵列电极。利用电子順磁波普仪(EPR)、交流阻抗法(EIS)和循环伏安法 (CV)分析电极反应和电极反应过程中的阻抗变化，计算电极的电子传输动力学参数，从微观的层面上进一步了解 TiO2 纳米管阵列表面自由羟基的形成过程机制，为下一步研究 TiO2 纳米管阵列形貌和结构与染料
立式(1)-式(6)解得[13]：
Z
=
~
S
1 qA
1
τ D eff
eff
1 + e2γ d 1 − e2γ d
(7)
式中, S 为缩放因子(V·m- 3·S- 0.5)；A为电极面积；Deff
为TiO2导带中电子扩散系数；γ
≈
⎛ ⎜ ⎝
1 τ D eff eff
+
iω D eff
⎞ 0.5 ；
⎟ ⎠
2 结果与讨论
2.1 TiO2 纳米管阵列的形貌与晶型结构分析图 1a, 1b 为在 NH4F/甘油电解液体系中，氧化电
压 20 V，氧化时间 20 h 的条件下形成的 TiO2 纳米管阵列。由图 1a 可见 TiO2 纳米管阵列长度可达 1.2 µm，管一端开口另一端封闭，且管长和管径均匀，管壁光滑平整。图 1b 可见 TiO2 纳米管呈高度有序阵列，管径大约 100 nm。由阳极氧化制备纳米管阵列原理可知[16]：粘度大(与水介质体系相比)的甘油使得纳米管生长和溶解速度达到平衡所需的时间变长，为纳米管生长提供更长的时间；且粘度大的甘油降低了反应产生的氢离子迁移速度，在管末端及管与管之间被溶解的区域始终保持了较大的酸度，因而制得的纳米管阵列之间无交联，管壁平滑。

TiO2纳米管阵列薄膜制备及生长机理的研究

列薄膜。讨论了电解液成分、加电压、液的ｐ值对氧化钛纳米管阵列薄膜微观结构及形貌的影响，建立了阳极氧化钛纳外溶Ｈ并米管阵列薄膜的生长模型。氧化钛纳米管的结构与外加电压有很大的关系，只有电压在５３ — ５Ｖ范围内才能制备出二氧化钛纳米管阵列薄膜，管径随着电压的升高而增加，管径范围为３ — ６ｍ。薄膜的厚度与电解液有关，过控制电解液的成分其且０１０ｎ而通及ｐ值，Ｈ可获得厚度为６５ｔ的氧化钛纳米管阵列薄膜。．ｘｍ
（ｕｎｘｅｅｒｈＩｓｔｔｏｈｍｃｄｓｒＮｎｉ３０１ａｇｉｓａｃｎｔｕＣｅｉａＩｕｔ，ａｎｎ５００）ＧＲｉｅｆｌｎｙｇ
ＡｂｔａｔＴｅａｉｎｄＴＯ２ａｏｕｅｔｉｌｒａｒａｅｎｔｅＴｕｓｒｔｎＮＨ３ｔ２ＮＨ４Ｐｑｅｕｓｒｃ：ｈｌｅｉｎｔｂｈｎｆｍｓｗｅｅｆｂｉｔｄｏｈｉｓｂｔｅｉｇｎｉｃａＦ＋Ｈ２Ｏ４ｕｏｓａ
第２６卷第２期
２０年２月０１
无
机
化
学
学
报
Ｖ０．６Ｎｏ２１．２
２１２２７— ２
ＣＨＩＳＯＵＲＮＮＯＲＧＡＮＩＮＥＥＪＡＬＯＦＩＣＣＨＥＳＲＹＭＩＴ

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综
述
钛基阳极氧化法制备 TiO2 纳米管阵列研究进展
雷建飞 1,2，李伟善 1,2 （1.华南师范大学化学系，广东广州 510006； 2.电化学储能与发电技术重点实验室，广东广州 510631）摘要：ＴｉＯ２纳米管阵列因具有独特的结构和优异的性能而引起人们极大的关注，已成为纳米材料和光催化领域研究的热门课题。针对阳极氧化法，详细论述了ＴｉＯ２纳米管阵列的制备技术和形成机理，综述了其在光解水制氢、光催化降解污染物及染料敏化太阳电池等领域的应用进展，分析了目前存在的问题，并指出了今后研究的方向。关键词：ＴｉＯ２纳米管阵列；制备；应用中图分类号：ＴＭ９１４．４文献标识码：Ａ文章编号：１００２－０８７Ｘ（２００８）１２－０８７５－０５
, -./ 56789:;< GHIJK LMNO NaOH :QR 56789:;< 34 XYZ
=>?@ABCD
U>?@ABCD
=>j@AklD d2efg:hi
化领域的应用受到极大限制。Grimes 等[4]于 2001 年首次采用阳极氧化法在 HF 水溶液中制得孔径为 60 nm，长度为 250 引起了人们的极大关注。采用阳 nm 排列规整的 TiO2 纳米，以非常极氧化技术制备负载于金属钛基之上的 TiO2 纳米管，规整的阵列形式均匀排列，该材料具有极高的有序结构和极低的团聚程度、更大的比表面积和更强的吸附能力，展现出很高的量子效率，这在构筑 TiO2 纳米结构以及将其应用于光催化领域具有明显的优势。针对阳极氧化法，本文就近期国内外有关 TiO2 纳米管阵列的制备技术、形成机理及其应用方面取得的进展进行了综述，并分析了当前存在的一些问题。
Research progresses of TiO2 nanotube arrays fabricated by anodic oxidation on titanium substrate
LEI Jian-fei1,2 ,LI Wei-shan 1,2
(1.Department of Chemistry, South China Normal University,Guangzhou Guangdong 510006, China; 2.Key Lab of Technology on Electrochemical Energy Storage and Power Generation in Guangdong University,Guangzhou Guangdong 510631, China)
2 000 1 750 1 500 1 250 1 000 750 500 250 0 (a)
1972 1976 1980 1984 1988 1992 1996 2000
(a)
(b)
图１ＴｉＯ２光催化剂研究进展Ｆｉｇ．１ＲｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆＴｉＯ２ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ
１．１影响ＴｉＯ２纳米管阵列形成的因素
TiO2 纳米管阵列的形成受诸多因素制约。研究表明，改变阳极氧化电压、电解液体系、电解液的酸度以及氧化时间和电解槽温度等实验参数，对 TiO2 纳米管阵列的形貌和尺寸均有一定的影响。氧化电压除了直接影响纳米管阵列的产生，还影响其微观形貌。所采用的阳极氧化电压高低依电解液体系和基底的厚度而定，对于基底厚度不超过 1 mm 的单一 HF 酸体系和含氟无机酸体系，阳极氧化电压通常可控制在 10 ～25 V 范围之内，而在含氟有机酸体系中，氧化电压可适当调高至 20 ～60 V。研究表明，电压过低，无法形成纳米管阵列结构，而形成像海绵状多孔结构；电压过高，先前形成的纳米管阵列会逐渐变在含氟电解液体系中， HF 成随机的多孔结构直至完全消失 [5]。的含量越高，形成纳米管阵列所需的电压越低；在适当的氧化电压范围内， TiO2 纳米管阵列的管径随电压的升高而增大 [6]。阳极氧化电压是影响纳米管管径的最主要因素，控制氧化电这就要压是获得不同管径 TiO2 纳米管阵列的关键技术之一，
m 求我们针对不同的电解液体系和基底厚度，选择制备所需管
径纳米管阵列的特定氧化电压。电解液的组成和浓度对 TiO2 纳米管阵列的形成也极为重要。电解液体系通常有以水为溶剂的水溶性电解液和以有机物为溶剂的有机电解液。水溶性电解液是指一定浓度的含如 HF/H2O、 HF/ 氟水溶液或 F 与其它强酸的混合液， H2SO4/H2O、 HF/Cr2O3/H2O、 HF/(NH4)H2PO4/H3PO4 和 KF/ H2O 或由于 HF 对 TiO2 具有很好的溶解能力，因而能促 NaF/H2O 等。进多孔结构中孔道向基体的延伸。然而，这种溶解能力同时也使得孔的外表面不断被溶解，从而抑制了多孔层结构的生长，致使形成的 TiO2 纳米管长度大多局限在 500 nm 以内。因此，可以尝试在弱酸性含氟电解液体系中氧化制备 TiO2 纳米管阵列，以期生成较长的纳米管。有机电解液的酸性较之水溶性电解液弱，有机电解液中的有机溶剂对氧化过程的电化学反应具有一定的抑制作用，因而是一种比较温和的电解液。常见的有机溶剂有柠檬酸、乙二醇、二甲基亚砜（DMSO）和 N, N二甲基甲酰胺（DMF）等。 Grimes 研究组[7]采用恒电压阳极氧化法，在含氟的乙二醇电解液中先后制得管长为 220 μ m、内径 110 nm、外径 160 nm 和管长为 1 000 μ m、长径比约 10 000 的 TiO2 纳米管阵列。电解液浓度对 TiO2 纳米管阵列的形成 F－的也有一定影响，电解液浓度通常是指溶液中 F－的含量，促使主要作用是刻蚀钛基底表面和溶解生成的 TiO2 阻挡层，多孔结构中孔道向基体的延伸，从而影响纳米管的管长和管壁厚度。通常将 HF 浓度控制在 0.5%～1.0%可制备出管长较也见单纯应用 HCl [8]或 H2SO4[9] 长的 TiO2 纳米管阵列。另外，无氟电解液体系进行阳极氧化制备 TiO2 纳米管阵列的报道。体系的酸度影响 TiO2 纳米管阵列的管长。酸度之所以影响 TiO2 纳米管阵列的管长，实质上是影响 HFF－+ H+ 的电离平衡，进而改变体系中 F－的浓度。由于金属钛和 TiO2 在 HF 中均有一定的溶解性，即： Ti + 6 F－ + 4H+葑[TiF6]2－ + 2 H2 TiO2 + 6 F－ + 4H+葑[TiF6]2－ + 2 H2O 因此，当酸度不同时，电解液体系中 F －对钛基底表面的刻蚀速率和阻挡层的溶解速率也不同，两者速率的相对大小对 TiO2 纳米管阵列的管长有一定影响。在强酸性体系中，由于 HF 对基底表面的刻蚀速率和阻挡层的溶解速率都较快，从而
２００８．１２Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．１２
８７６
综
述
限制了纳米管阵列管长的增加；在弱酸性或中性体系中 HF 对基底表面的刻蚀速率和阻挡层溶解速率则相对缓慢，较之强酸性体系，在弱酸性或中性体系中能制得管长较长的 TiO2 纳米管阵列。氧化时间和电解槽温度对 TiO2 纳米管阵列的形貌影响不显著。氧化时间对纳米管形貌的影响与酸度有关，在强酸（pH<1）条件下，延长阳极氧化时间并不会增加纳米管长，酸不同的槽温会改度减小，管长随着氧化时间的延长稍有增长。变基底表面和阻挡层的电化学刻蚀和化学溶解速度，从而改变 TiO2 纳米管阵列的管壁厚度和管长。
１ＴｉＯ２纳米管阵列的制备技术
阳极氧化法制备 TiO2 纳米管阵列是采用纯钛箔（板）与惰性电极组成的两电极体系，恒电位下金属钛在电解液体系中经阳极氧化而获得纳米管阵列的电化学方法。应用此方法其微观结构参数如管径、管长、管壁厚制备 TiO2 纳米管阵列，度和晶相组成等与阳极氧化条件和晶化处理温度密切相关。因此，控制好氧化条件和晶化处理温度是获得高质量晶态 TiO2 纳米管阵列的关键。
收稿日期：２００８－０４－２１作者简介：雷建飞（１９７６—），男，陕西省人，硕士研究生，主要研究方向为电化学。Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＬＥＩＪｉａｎ－ｆｅｉ（１９７６—），ｍａｌｅ，ｃａｎｄｉｄａｔｅｆｏｒｍａｓｔｅｒ．联系人：李伟善，Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｗｓｈ＠ｓｃｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：
Ｔｉｔａｎｉａｎａｎｏｔｕｂｅａｒｒａｙｓｈａｖｅｄｒａｗｎｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｄｕｅｔｏｔｈｅｉｒｄｉｓｔｉｎｃｔｉｖｅ
ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄｎｏｔａｂｌｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ａｎｄｂｅｃｏｍｅａｐｏｐｕｌａｒｓｕｂｊｅｃｔｉｎｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｆｉｅｌｄｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏａｎｏｄｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｔｈｅｆｏｒｍｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＴｉＯ２ｎａｎｏｔｕｂｅａｒｒａｙｓｏｎｔｉｔａｎｉｕｍｓｕｂｓｔｒａｔｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄｂｙａｎｏｄｉｃｏｘｉｄａｔｉｏｎｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒｏｇｅｎｆｒｏｍｗａｔｅｒ，ｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ．ｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＴｉＯ２ｎａｎｏｔｕｂｅａｒｒａｙｓ；ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 1972 年 Fujishima 和 Honda 报道了受辐射的 TiO2 表面能持续发生水的分解反应 , 这一发现标志着光催化时代的开以 TiO2 为代表的半导体光催化剂倍受人们关注，始[1]。此后，从上世纪 80 年代末开始， TiO2 作为一种禁带宽度（3.2 eV）合适的光催化剂得到了迅速发展，不同形状和尺寸的 TiO2 纳米材料 , 其制备、特性及应用性能已被深入研究，在光解水制氢、光催化降解污染物和染料敏化太阳电池等领域具有广阔的应用前景（图 1）。其中 TiO2 纳米管因其独特的结构，使它具有更大的比表面积和更强的吸附能力，表现出更高的光催化活性 [2]和光电转换效率 [3]，成为纳米材料光催化领域研究的热门课题。目前 TiO2 纳米管的制备方法主要有模板辅助合成法、水热合成法和阳极氧化法。表 1 比较了三种制备方法。由表 1 可知，前两种方法制备的 TiO2 纳米管是一种分散状态 , 不能直接固定在电极表面，且粉体 TiO2 难以分离回收，使其在光催

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