阳极氧化法制备TiO2纳米管：氟电解液影响的实验研究

本文主要探讨了不同含氟电解液对阳极氧化法制备二氧化钛纳米管的影响。作者汤杰和熊杰合作，利用阳极氧化法在金属钛(Ti)表面成功制备了TiO2纳米管薄膜，并通过对实验过程中电流和时间的记录，以及电流-时间(I-t)曲线的分析，深入研究了纳米管的生长过程和机理。他们选择了三种强电解质，即NH4F、NaF和KF，以及弱电解质HF进行对比实验，发现这些电解质在不同的条件（如60伏的外加电压和60分钟的氧化时间）下，对TiO2纳米管的形态有着显著影响。 实验结果显示，在乙二醇水溶液中，强电解质能够促使TiO2形成纳米管结构，而弱电解质HF则导致表面有明显的凹凸氧化层。电解液浓度的增加导致纳米管长度明显增长，但外径保持基本稳定，而内径有所增大。有趣的是，当将KF电解液中的溶剂由乙二醇(EG)替换为聚乙二醇(PEG)以提高电解液粘度时，纳米管的形成并未实现，这暗示着电解液的化学性质和物理状态对纳米管的生成至关重要。 进一步的表征研究表明，通过450℃的热处理，得到的TiO2纳米管薄膜呈现出锐钛矿的晶型结构，这可能是由于高温处理促使了纳米管内部的相变或结晶优化。整个研究不仅揭示了含氟电解液对二氧化钛纳米管制备的影响，还为优化阳极氧化法工艺提供了宝贵的数据，对于纳米管在光催化、电子学等领域的应用具有潜在的指导意义。 关键词：含氟电解质、阳极氧化法、TiO2纳米管、形貌尺寸、锐钛矿晶型。这项研究成果发表在中国科技论文在线上，对于相关领域的科研人员来说，是探索新型功能材料的重要参考文献。