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摘要本文在聚合物溶液中研究了钛的阳极氧化过程，探讨了二氧化钛纳米管的生长过程,研究了阳极氧化的各个因素对纳米管形貌的影响。着重研究了添加聚合物前后,阳极氧化电压、氧化时间等因素对二氧化钛纳米管的形成过程的影响。用电脑记录了阳极氧化过程的电流-时间曲线,用场发射扫描电子显微镜(Field Emission Scanning Electron Microsco- pe 简称 FESEM)对纳米管的尺寸和形貌进行表征。结果表明:与不含聚合物的电解液相比, 加入聚合物后，有利于纳米管长度的增加；随着阳极氧化电压的升高，稳定电流越大,纳米管的长度也明显增加；在一定时间范围内，纳米管的长度随着氧化时间的增加而增加。最后,简单分析恒电压阳极氧化过程中纳米管生长的三个阶段。42445
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毕业论文关键词 TiO2纳米管 聚合物 阳极氧化 电解液 Title Preparation and research of TiO2 nanotubes in the polymer electrolytes
Abstract The anodization process of Titanium was researched in the polymer electrolytes in the essay. Then discuss the growth of anodic TiO2 nanotubes and how the various factors of anodization affected the morphology of nanotubes. The influence of anodizing voltage and anodizing time to the TiO2 nanotubes were emphasized between the polymer-containing and polymer-free electrolytes. The current-time curve of anodization process was recorded in the computer. And the size and morphology of nanotubes were represented by field emission scanning electron microscope (FESEM). As a consequence, the length of nanotubes increased after adding the polymer- contrasting with polymer-free electrolytes. Stable current was stronger and the length of nanotubes was increased obviously with the increasing of anodizing voltage. And within certain limits, the length of nanotubes increased with the increasing of anodizing time. Finally, the three stages of growth of nanotubes under constant voltage was analyzed briefly. nanotubes polymer anodization electrolytes
目次
1绪论..1
1.1二氧化钛纳米管的应用介绍.1
1.2二氧化钛纳米管的制备方法.1
1.2.1模板法制备TiO2纳米管..1
1.2.2浓碱处理法.2
1.2.3阳极氧化法制备二氧化钛纳米管.2
1.3本文研究内容.4
2阳极氧化实验过程5
2.1实验前期准备..5
2.2阳极氧化实验中曲线的测定..5
3各因素对阳极氧化过程的影响..7
3.1氧化电压对阳极氧化过程的影响.7
3.2氧化时间对阳极氧化过程的影响.8
3.3电解液浓度对阳极氧化过程的影响.11
4二氧化钛纳米管的阳极氧化生长机理.15
结论..17
致谢..18
参考文献19
1 绪论
1.1 二氧化钛纳米管的应用介绍 在纳米材料中，相对于体相二氧化钛纳米材料来说，二氧化钛纳米管更是因为它所具有的结构特殊性，从而具备一些其他纳米管所没有的性质。二氧化钛纳米管不仅具有很多特殊的物理化学性质，而且在生物医疗方面具有很好的兼容性，在诸多领域都发挥着极大的作用。包括光电化学分解水、光电转换、储能设备、太阳能制氢领域、染料敏化太阳能电池、半导体材料、生物医学方面的应用等[1]。尤其是在生物应用领域，二氧化钛纳米管更是发挥着很大的作用。2011 年，Lai等人[2]就二氧化钛纳米管在生物医疗方面的应用，做了相关报道。他们为了研究间质干细胞表面功能化的纳米结构基质的影响，将骨形态蛋白 2与不同尺寸的二氧化钛纳米管(直径为 30 纳米、60 纳米、100 纳米)两者相结合，进行体外研究。实验中，聚多巴胺被用作骨形态蛋白2的中间层，最后通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)成功表征出二氧化钛纳米管与骨形态蛋白2的完美结合，发现二氧化钛纳米管与骨形态蛋白2 具有良好的生物兼容性。研究结果表明，被骨形态蛋白2 功能化的二氧化钛纳米管，可以对细胞生长起到很大的作用。由此可见，很多物理化学方面的研究，如果进一步应用到生物方面，对生物医疗，对整个人类都是很有益处的。所以，虽然对于二氧化钛纳米管的研究，已经有很长一段历史了，但是，对二氧化钛纳米管的进一步探索并未停止，现在的很多研究者都在尝试对其制备方法进行优化或者改进[3]，尝试研究出性能更优良的二氧化钛纳米管。相信在未来，二氧化钛纳米管将会有更多的应用价值，其涉及范围将更广，发展前景将不可估量。