优化阳极氧化法：二氧化钛纳米管阵列的形态调控与光催化性能提升

本文主要探讨了阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列的工艺及其光催化性能。作者齐民、魏鸿鹏等人，来自大连理工大学材料科学与工程学院和物理与光电工程学院，利用高校博士点专项科研基金支持的研究，针对TiO2纳米管的形貌变化对其光催化性能的影响进行了深入研究。 首先，文章介绍了阳极氧化法作为一种常用的技术，用于制备具有不同形貌的TiO2纳米管阵列。通过精细调控氧化条件，如时间、电流密度等参数，研究人员能够控制纳米管的长度和有效面积。实验结果显示，随着阳极氧化时间的延长，纳米管的长度呈现出线性增长趋势，当达到一定程度后，长度增长趋于稳定，这表明时间对纳米管生长有着显著影响。 其次，研究发现，纳米管的有效面积与其光催化性能密切相关。当有效面积增大时，光催化活性也随之提升，这与TiO2的比表面积和对光能的吸收效率有关。更大的表面积意味着更多的反应位点，从而增强催化作用。 特别值得一提的是，采用脉冲电压进行阳极氧化，可以得到一种独特的竹节状TiO2纳米管阵列。这种结构在光催化性能上表现出优于常规形态，可能是因为竹节状的特殊结构有利于提高光的捕捉和散射，进而提高催化反应效率。 关键词包括“阳极氧化”、“纳米管阵列”、“光催化性能”以及“甲醛降解”，反映出研究的重点在于探索如何通过纳米管的形貌设计优化其在环境污染物处理中的应用，如甲醛的去除，这是当前环保领域的重要课题。 该研究不仅提供了制备TiO2纳米管阵列的新方法，还为优化其光催化性能提供了有价值的指导，对于开发高效、环境友好的光催化材料具有重要的理论价值和实践意义。