摘要为了制备有序且形貌规整的多孔阳极氧化钛纳米管（Porous Anodic Titania Nanotubes, PATNT）阵列，探讨多孔阳极氧化钛纳米管的自组织过程，本文利用电化学阳极氧化法在不同条件下制备了多孔阳极氧化钛纳米管。利用扫描电子显微镜（SEM）和电化学阳极氧化的电压-时间（V-t）测试系统对多孔阳极氧化钛纳米管的形貌和阳极氧化过程进行了表征。

本文在二次阳极氧化工艺下，对钛基体的从电解液温度、电解液浓度、氧化时间、电流密度等多个方面对多孔阳极氧化钛纳米管的自组织过程进行了系统的研究，分析多孔阳极氧化钛纳米管的形成过程和自组织机理。同时，在传统PATNT形成机理的启发下，笔者提出了“氧气气泡模具效应”（Oxygen Bubble Mould Effect），PATNT应该是酸性腐蚀孔道和O2析出纳米孔道共同作用而形成，通过改变压力及添加还原剂两种手段，反面佐证了“氧气气泡模具效应”的合理性。63615

毕业论文关键词  多孔阳极氧化钛纳米管，阳极氧化，氧气气泡模具效应

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Title     Research on the formation mechanism of titania nanotubes  in organic electrolyte                                

Abstract This article emphasizes on the production of highly ordered porous anodic titania nanotube (PATNT) arrays under different experimental conditions. According to the SEM of PATNT and the voltage-time (V-t) curves of the anodizing process, the mechanism of the formation and the self-ordering process of PATNT are discussed in detail. 

Under the second-step anodizing process,The self-ordering processes of PATNT were investigated in this paper. Many influence factors, such as, the pre-treatment technology of Ti substrate, anodizing time, electrolyte temperature, anodizing voltage and concentration of electrolytes, have been investigated in detail.In addition, we present Oxygen Bubble Mould Effect based on previous studies of PATNT,two methods are used to prove the novel model indirectly, i.e. changing the pressure and adding the reducing agent.

Keywords  Porous Anodic Titania Nanotube，Anodization，Oxygen Bubble Mould Effect

目   录

1  绪论 1

1.1  多孔阳极氧化钛纳米管的研究背景及意义 1

1.2  PATNT机理的国内外的研究现状 3

1.3  存在的主要问题 4

1.4  本文的研究目标和研究内容 5

1.4.1  研究目标： 5

1.4.2  研究内容： 5

2  钛的阳极氧化 6

2.1  实验原料和实验设备 6

2.2  实验步骤 7

2.3  阳极氧化工艺 7

2.3.1  钛片的预处理 7

2.3.2  电解液的配制 8

2.3.3  阳极氧化 8

3  阳极氧化条件对PATNT自组织的影响 10

3.1  电解液浓度对PATNT自组织的影响 10

3.1.1  电解液浓度对自组织影响的传统观点 10

3.1.2  电解液浓度对PATNT表面形貌和阳极氧化曲线的影响