氧化钛纳米管阵列的表面聚集控制及光电化学特性

稀有金属材料与工程, 2011, 40(6): 1069-1074.

氧化钛纳米管阵列的表面聚集控制及光电化学特性

朱文 ^1, , 刘喜 ^2, , 柳慧琼 ^3, , 全大利 ^4, , 杨君友 ^5, , 彭江英 ^6,

1.华中科技大学,材料成形与模具技术国家重点实验室,湖北,武汉,430074

2.华中科技大学,材料成形与模具技术国家重点实验室,湖北,武汉,430074

3.华中科技大学,材料成形与模具技术国家重点实验室,湖北,武汉,430074

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5.华中科技大学,材料成形与模具技术国家重点实验室,湖北,武汉,430074

6.华中科技大学,材料成形与模具技术国家重点实验室,湖北,武汉,430074

基金项目: 高等学校博士点专项科研基金(200804871011) 国家自然科学基金(20873048;30970717;50827204)

关键词：氧化钛 , 纳米管阵列 , 阳极氧化 , 光电化学特性

Control of Surface Morphology of Highly Ordered TiO2 Nanotube Arrays and the Photoelectrochemical Properties

采用阳极氧化法在有机介质中制备垂直排列的厚度达百微米的TiO<,2>纳米管阵列,重点考察Ti02纳米管表面形貌特性的控制,以期从微观修饰角度来提高TiO<,2>纳米管阵列膜的光电化学性能;在此基础上,考察不同处理条件下的TiO<,2>纳米管阵列膜的光电化学特性.实验结果表明:采用无水乙醇作为超声液并结合二次蒸馏水进行漂洗能彻底清除纳米管表面聚集堵塞部分,得到清洁、规整有序的纳米管阵列表面,且不破坏纳米管阵列膜的最佳超声振动时间为20～30s.在对纳米管阵列的表面形貌特性进行控制后,采用一步阳极氧化法+无水乙醇超声制备的样品经500℃退火在全谱段的光转换效率达到1.48%,证实对纳米管阵列的表面形貌特性实施控制能有效提高其光电化学性能.

参考文献

[1]	郑青,周保学,白晶,蔡伟民,廖俊生.TiO2纳米管阵列及其应用[J].化学进展,2007(01):117-122.
[2]	Hou Y;Li X Y;Zou X J et al.[J].Environmental Science and Technology,2009,43:858.
[3]	Quan X;Ruan X L;Zhao H M et al.[J].Environmental Pollution,2007,147:409.
[4]	Dong X;Tao J;Li Y Y et al.[J].Applied Surface Science,2009,255:7183.
[5]	熊必涛;周保学;白晶 et al.[J].中国物理B(英文版),2008,17(10):3713.
[6]	吴莲苹,赵莲花,万永彪,张志宏,韩阳.离子浓度对TiO2纳米管阵列的影响[J].稀有金属材料与工程,2008(10):1828-1832.
[7]	王宁,李新勇,侯阳,全燮,陈永英,陈国华.TiO2纳米管的阳极氧化法制备及对对氯苯酚的光电降解研究[J].科学通报,2008(13):1528-1532.
[8]	汤育欣,陶杰,陶海军,吴涛,王玲,张焱焱,李转利,田西林.透明TiO2纳米管/FT0电极制备及表征[J].物理化学学报,2008(06):1120-1126.
[9]	Wang N;Li X Y;Wang Y X et al.[J].Chemical Engineering Journal,2009,146:30.
[10]	陶杰,陶海军,包祖国,王玲.有机电解液中钛基材表面TiO2纳米管阵列生长机制的研究[J].稀有金属材料与工程,2009(06):967-971.
[11]	Paulose M;Prakasam H E;Varghese O K et al.[J].Journal of Physical Chemistry C,2007,111:14992.
[12]	Mor GK;Varghese OK;Paulose M;Shankar K;Grimes CA .A review on highly ordered, vertically oriented TiO2 nanotube arrays: Fabrication, material properties, and solar energy applications[J].Solar Energy Materials and Solar Cells: An International Journal Devoted to Photovoltaic, Photothermal, and Photochemical Solar Energy Conversion,2006(14):2011-2075.
[13]	刘艳彪,周保学,熊必涛,白晶,李龙海.TiO2纳米管阵列太阳能电池薄膜材料及电池性能研究[J].科学通报,2007(10):1102-1106.
[14]	李维平,石萍.纯钛表面微米级多孔TiO2薄膜的制备及形成机制[J].稀有金属材料与工程,2008(12):2253-2256.
[15]	Hou Y;Li X Y;Zhao Q D et al.[J].Applied Physics Letters,2009,95:093108.
[16]	李贺,姚素薇,张卫国,王宏智,贲宇恒.阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列及其光电性能研究[J].无机材料学报,2007(02):349-353.
[17]	Zheng Q;Zhou BX;Bai J;Li LH;Jin ZJ;Zhang JL;Li JH;Liu YB;Cai WM;Zhu XY .Self-organized TiO2 nanotube array sensor for the determination of chemical oxygen demand[J].Advanced Materials,2008(5):1044-1049.
[18]	Zhao H M;Chen Y;Quan X et al.[J].Chinese Science Bulletin,2007,52(11):1456.
[19]	田西林,陶杰,陶海军,包祖国,李转利,张焱焱,汤育欣.淬火处理对TiO2纳米管阵列电极性能影响[J].物理化学学报,2009(06):1111-1116.
[20]	Wang N;Li X Y;Wang Y X et al.[J].Chemical Engineering Journal,2009,146:30.
[21]	薛峰,王玲,薛建军,包祖国,陶海军,曹志斌.CdS修饰TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能研究[J].稀有金属材料与工程,2009(07):1238-1241.
[22]	张舒,陶杰,王玲,陶海军.TiO2纳米管阵列生长进程及微观结构的研究[J].稀有金属材料与工程,2009(01):29-33.
[23]	李贺,姚素薇,张卫国,王宏智,贲宇恒.二氧化钛纳米管阵列电极的光电化学性能研究[J].稀有金属材料与工程,2007(10):1749-1753.
[24]	李洪义,白新德,凌云汉,李娟,张岱岚,王金淑.外加电压对阳极氧化钛纳米阵列结构的影响[J].稀有金属材料与工程,2007(07):1257-1259.
[25]	Panlose M;Peng L;Popat K C et al.[J].Journal of Membrane Science,2008,319:199.
[26]	Chen Q W;Xu D S;Wu Z Y et al.[J].Nanotechnology,2008,19:365708.
[27]	Paulose M;Shankar K;Varghese OK;Mor GK;Grimes CA .Application of highly-ordered TiO2 nanotube-arrays in heterojunction dye-sensitized solar cells[J].Journal of Physics, D. Applied Physics: A Europhysics Journal,2006(12):2498-2503.

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