摘  要：近年来，纳米技术的发展很迅速，TiO2纳米材料的应用也展现出良好的前景。改性后的TiO2纳米管具有大的比表面积，光谱响应范围从紫外光提升到可见光等优点。本文简单的介绍了阳极氧化法合成TiO2纳米管的理论研究，讲述了近年来TiO2纳米管的改性方法及在实际中应用的前景。82554

毕业论文关键词：TiO2；纳米材料；纳米管；掺杂

Doping and Preparation Research of TiO2 Nanotubes

Abstract: In recent years, the development of nanotechnology was very quickly。 The application of TiO2 nanotube materials also showed a good prospect。 Modification of TiO2 nanotubes had large specific surface area。 Their spectral response range promoted from ultraviolet to visible light。 This paper briefly introduced the anodic oxidation method in the theoretical study of TiO2 nanotubes。 This paper elaborated the recent modification research and application prospects of TiO2 nanotubes。

Key Words: TiO2; Nano material; Nanotube; Doping 

目    录

摘  要1

引  言2

1 TiO2纳米管材料。2

1。1 TiO2纳米管的制备。。2

1。2 TiO2纳米管的修饰改性。。4

1。3 TiO2纳米管材料的应用。。8

2 结  论。。11

参考文献。12

致  谢14

TiO2纳米管掺杂制备研究

引 言

随着世界重工业的发展和城市现代化的脚步，环境问题及环保能源逐渐成为世界各国面临的重中之重。环境污染、水质破坏严重影响着我们的健康。近年来，各种技术被学者们使用于环保方面的的整治，光催化法从各种治理方法中脱颖而出。目前世界各国过度开采自然能源，石油、天然气已经殆尽，在不久以后，人类将会面临着能源不足的问题，寻找新型、清洁、可再生、无污染的能源变得极其紧迫。TiO2纳米管的吸附能力可观，光催化特性优异，有望在新能源、治理环境等方面拥有大的发展前景，但是其带隙宽、电子-空穴容易复合这些缺点限制了它的应用。通过对TiO2纳米管进行不同方法的改性，可以解决TiO2纳米管的很多不足。以致于近期，很多科研者从事研究，寻找一种好的改性方法，最大化的优化TiO2纳米管，使其能在未来的很多领域得到广泛应用。

本文阐述通过对TiO2纳米管进行改性，从而提高TiO2纳米管的属性，使其在实际中能够更好地应用，以及未来的研究方向。

1 TiO2纳米管材料

1。1 TiO2纳米管的制备

图 1  TiO2纳米管的不同制备方案

用金属Ti为电极的阳极合成TiO2纳米管阵列已成为一种常见的方法。Grimes[1]等人利用阳极氧化，在HF溶液中合成了TiO2纳米管材料。该方法具有温度适宜、制取方法易操作、条件温和等优点，得到的材料可以观察到其具有有序性很高的阵列、与基底牢固的结合、具有高稳定性，以至于备受关注。高度有序性有利于电子的传递，用该材料制成的太阳能电池具有很好的光电性能。

图 2  阳极氧化装置图

如图，在含F的电解液中，适当条件下进行阳极氧化，使铂片和钛片作为电极，便可以获得TiO2纳米管阵列。可通过控制水域槽的温度从而控制反应过程的温度。

通过改变外施加电压的大小对钛片进行反应，进行不同的电压对TiO2纳米管影响的研究。结果展现出，较低的电压下得到的样品为海绵状，稍稍增加施加的电压，样品出现纳米点。当电压达到10伏特以上时，样品表面的TiO2纳米管材料逐渐形成，电压越大，得到产物的管长、孔径、管壁厚度越大。当电压达到23伏特后，得到的样品不再规则。田甜[2]使用该方法合成TiO2纳米管，也得到了这样的结论。