第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.1.1 纳米材料概述 1
1.1.2 TiO2纳米材料的物理化学性质 2
1.1.3 一维纳米TiO2材料的制备方法 3
1.2 阳极氧化TiO2纳米管阵列的制备 12
1.2.1 第一阶段 12
1.2.2 第二阶段 12
1.2.3 第三阶段 15
1.2.4 第四阶段 16
1.3 阳极氧化TiO2纳米管阵列的改性 18
1.3.1 金属／非金属离子掺杂 19
1.3.2 贵金属颗粒修饰 23
1.3.3 窄禁带半导体修饰 23
1.3.4 染料敏化 24
1.4 阳极氧化TiO2纳米管阵列的应用 24
1.4.1 光催化降解有机污染物 25
1.4.2 染料敏化太阳能电池 26
1.4.3 光解水制氢 29
1.4.4 超级电容器 29
1.4.5 气敏传感材料 31
1.5 本论文的研究内容及意义 34
第2章 常规阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列 37
2.1 引言 37
2.2 实验材料及方法 38
2.2.1 实验设备 38
2.2.2 实验药品 38
2.2.3 实验方法 39
2.3 实验结果与讨论 41
2.3.1 TiO2纳米管阵列薄膜表面形貌 41
2.3.2 氧化电压对TiO2纳米管阵列形貌的影响 43
2.3.3 电解液浓度对TiO2纳米管阵列形貌的影响 50
2.4 本章小结 57
第3章 快速阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列 59
3.1 引言 59
3.2 实验过程 61
3.2.1 前期探索实验 61
3.2.2 快速阳极氧化实验设计 64
3.2.3 快速阳极氧化实验过程 64
3.3 实验结果与讨论 66
3.3.1 添加剂浓度的影响 66
3.3.2 阳极氧化时间的影响 68
3.3.3 阳极氧化电压的影响 72
3.3.4 快速阳极氧化反应机理 74
3.4 本章小结 76
第4章 原位二次阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列 77
4.1 引言 77
4.1.1 金属钛片基底的表面SEM表征 78
4.1.2 TiO2纳米管阵列薄膜背面FESEM表征 79
4.1.3 去除TiO2纳米管阵列薄膜之后钛片基底正面FESEM表征 79
4.2 实验过程 81
4.2.1 常规二次阳极氧化制备TiO2纳米管阵列 81
4.2.2 原位二次阳极氧化制备TiO2纳米管阵列 83
4.3 实验结果与讨论 84
4.4 本章小结 88
第5章 Ag纳米颗粒修饰TiO2纳米管阵列 89
5.1 引言 89
5.2 实验过程 92
5.3 实验结果与讨论 93
5.4 本章小结 98
第6章 TiO2纳米管阵列的气敏性能 99
6.1 引言 99
6.2 TiO2纳米管阵列气敏性能 100
6.3 TiO2纳米管阵列气敏机理 102
6.4 本章小结 103
第7章 全文总结与展望 104
7.1 全文总结 104
7.2 创新之处 106
7.3 工作展望 107
参考文献 109