综上所述,纳米管和纳米技术与人类的现代生活已经是密不可分的了。而且纳米技术未来的发展前景不可估量,由于他本身独特的性质,加上随之延伸出来的各种变换,纳米技术绝对是科研道路上的重点对象。
1。2 钛酸盐纳米管的研究现状
1。2。1 钛酸盐纳米管的国内研究现状
1。2。2 钛酸盐纳米管在国外研究现状
1。3 二氧化钛纳米管的优缺点
二氧化钛是一种十分优秀的半导体,它的光催化剂性能很显著。在能源,环境污染等领域都有极大的希望大展宏图,但它本身同时也存在着很多的缺点,其原因主要是因为其自身的带宽比较其他的变小了,大约是387 nm,当波长小于387 nm时,太阳能的波长也小于387nm。在紫外线中,仅占太阳的约5%,比例相对较小,而在光生电子-孔穴下产生的紫外光激发非常容易但是也十分复杂,这些缺点在实际生产中受到也受到阻碍[16]。因此,怎样去增加其表面积,防止颗粒之间的碰撞,让电子-空穴对的复合速率明显降低,使二氧化钛吸收到较大的波方向,这已经成为现在二氧化钛的光催化性质在现实生产中要克服的障碍。论文网
二氧化钛纳米管是许多科学家和大学教授的主要研究对象。由于其蕴藏着巨大的价值,依然是人们的研究热点之一。与光电化学,电子学,生物学,光伏太阳能电池和光催化等方面的优异表现密切相关。有着很密切的关系[17]。到现在为止,人们已经为各种形态制备了二氧化钛,例如:一维材料(纳米线,纳米棒,纳米管等),二维材料(纳米片,纳米薄膜等),三维材料纳米球,等等)。由于二氧化钛纳米管的比表面积大,人们可以控制它的形状和大小,容易发生聚合,可当医学上用药的载体等,被研究人员高度重视。
1。4 二氧化钛纳米管的制备方法
二氧化钛合成的主要方法有水热法,模板法以及电化学阳极氧化法。这些方法有自己的优点和缺点。在本实验中,采用的是水热法来制备二氧化钛纳米管。
1。4。1 水热法
水热制备法的操作步骤是在特殊的封闭式实验器具(高压反应釜)中使用水溶液当反应体系,通过将反应体系不断升温至临界温度(或接近临界温度),然后进行无机合成,生成一种高压力的环境,这是在反应体系中制备材料的很高效率的方法。在水热制备法中,蒸馏水有两个效用。液体或气体是承载压力的介质。在高压之下,基本上所有反应物都能够或多或少的溶解,导致了反应在液相或气相中进行。具有高纯度,良好晶体形式,单分散,形状和大小的纳米复合材料可以通过水热法制备。
1。4。2 模板法
模板法可以通过控制纳米线,纳米棒,纳米管,纳米球,纳米花等二氧化钛纳米材料形态的合成[18]。它的工艺流程一般是用作模板的基质材料,用以合成实验所需的结构和尺寸。通过溶胶和凝胶法,水热法和电化学方法,再在模板上合成二氧化钛纳米管。最后,通过蚀刻和煅烧除去模板,就可以制出纯二氧化钛纳米管。
人们多数时候采用模板有三氧化二铝[19]、氧化锌[20]、十二烷基苯磺酸钠[21]二氧化硅[22]等。
利用模板法去制备二氧化钛纳米管有很多优点,它可使定向排列有一定规则,而且拥有十分优异的结晶程度。但优点和缺点是共存的:第一点,模板是不容易选择的,在控制模板的尺寸和形状上更加困难,而在去除模板选择方法时,煅烧温度应该选择适当的,不然形状会受到不同程度的损坏,就会导致形状的不完整。第二点,二氧化钛纳米管是在模板上制备出来的,它的形状上变化会在模板上受到十分大的影响。还有一点,纳米管的直径是比较大的,这就使得比表面积的增加更小,实验的方法就会更加的复杂。所以使用这种方法制备二氧化钛纳米管效率不是很高[23]。这种制备方法大多数运用于制备介孔,甚至是大孔材料。