1、材料学专业毕业论文 精品论文 TiO纳米管阵列的阳极氧化制备与光电催化性能关键词：电极材料 纳米管阵列 二氧化钛 阳极氧化摘要：自 Fujishima 等发现 TiO2 半导体光电极具有分解水的功能，纳米 TiO2光催化氧化技术作为一种制氢技术引起广泛重视。垂直于电极的 TiO2 纳米管阵列具有高的光生电子传输效率，并且通过金属、非金属掺杂和与窄带半导体复合，可以提高 TiO2 半导体光阳极对可见光的吸收，从而提高分解水的效率。本文对电化学阳极氧化制备 TiO2 纳米管阵列进行了研究，系统探讨了工艺参数对纳米管阵列生长的影响。另一方面在紫外和可见光下，研究了 TiO2 纳米管阵列光电催化分解水
2、的性能，通过对 TiO2 纳米管阵列进行改性，明显提高了光电转换效率。主要研究结果和进展如下： HF 水基电解液由于对 TiO2 高的溶解速度限制了纳米管的生长，所以仅能得到长度小于 500nm 的阵列。采用 NH4F/乙二醇/水体系电解液，制得的 TiO2 纳米管阵列膜的厚度可达 36m，在含水量少、高的阳极氧化电压条件下，纳米管顶部沿管轴向垂直劈裂为直径 20nm、长度达几微米的无定型 TiO2 纳米线。 在 NH4F/甘油/水新体系电解液研究中，随着电解液 pH 值的减小，TiO2 纳米管的表面平整度增加，管底部的溶解速度增加。在碱性和加入缓蚀剂（HMT 和 NaAc）的电解液中，由于大
3、大降低了电解液对管口处 TiO2 的溶解速度，增加了纳米管的净生长速度。经 550热处理、管结构完整、管径为 60nm、长度为 3.3m 的 TiO2 纳米管阵列膜在强度为1.6mW/c紫外光的照射下，光电催化分解水的效率达 23.8。 采用还原气氛热处理工艺，在 TiO2 中引入氧缺位，提高了纳米管阵列对可见光的吸收，使光电解水的电流密度提高 1 倍。交流电沉积法制备的 Pt/TiO2 纳米管阵列，在测试电压为-0.95V 处（vs.Ag/AgCl）出现 Pt2+催化峰；浸渍提拉法制备的Pt/TiO2 纳米管阵列，在测试电压为-0.95 和-0.7V 处（vs.Ag/AgCl）出现 Pt2+
4、和 Pt0 两个催化峰。 首次采用交流电沉积技术制备了核/壳异质结型CdSTiO2 纳米管阵列，沉积的 CdS 层经过 400热处理 1h 后呈六方结构。在管径为 150nm、长度为 2.5m 的 TiO2 纳米管阵列基底上，按照交流电压 5V、沉积 30min 的工艺获得的光阳极，在可见光区具有较高的光电分解水的电流密度。正文内容自 Fujishima 等发现 TiO2 半导体光电极具有分解水的功能，纳米 TiO2 光催化氧化技术作为一种制氢技术引起广泛重视。垂直于电极的 TiO2 纳米管阵列具有高的光生电子传输效率，并且通过金属、非金属掺杂和与窄带半导体复合，可以提高 TiO2 半导体光阳
5、极对可见光的吸收，从而提高分解水的效率。本文对电化学阳极氧化制备 TiO2 纳米管阵列进行了研究，系统探讨了工艺参数对纳米管阵列生长的影响。另一方面在紫外和可见光下，研究了 TiO2 纳米管阵列光电催化分解水的性能，通过对 TiO2 纳米管阵列进行改性，明显提高了光电转换效率。主要研究结果和进展如下： HF 水基电解液由于对 TiO2 高的溶解速度限制了纳米管的生长，所以仅能得到长度小于 500nm 的阵列。采用 NH4F/乙二醇/水体系电解液，制得的 TiO2 纳米管阵列膜的厚度可达 36m，在含水量少、高的阳极氧化电压条件下，纳米管顶部沿管轴向垂直劈裂为直径 20nm、长度达几微米的无定型
6、 TiO2 纳米线。 在 NH4F/甘油/水新体系电解液研究中，随着电解液 pH 值的减小，TiO2 纳米管的表面平整度增加，管底部的溶解速度增加。在碱性和加入缓蚀剂（HMT 和 NaAc）的电解液中，由于大大降低了电解液对管口处 TiO2 的溶解速度，增加了纳米管的净生长速度。经 550热处理、管结构完整、管径为 60nm、长度为 3.3m 的 TiO2 纳米管阵列膜在强度为1.6mW/c紫外光的照射下，光电催化分解水的效率达 23.8。 采用还原气氛热处理工艺，在 TiO2 中引入氧缺位，提高了纳米管阵列对可见光的吸收，使光电解水的电流密度提高 1 倍。交流电沉积法制备的 Pt/TiO2
7、纳米管阵列，在测试电压为-0.95V 处（vs.Ag/AgCl）出现 Pt2+催化峰；浸渍提拉法制备的Pt/TiO2 纳米管阵列，在测试电压为-0.95 和-0.7V 处（vs.Ag/AgCl）出现 Pt2+和 Pt0 两个催化峰。 首次采用交流电沉积技术制备了核/壳异质结型CdSTiO2 纳米管阵列，沉积的 CdS 层经过 400热处理 1h 后呈六方结构。在管径为 150nm、长度为 2.5m 的 TiO2 纳米管阵列基底上，按照交流电压 5V、沉积 30min 的工艺获得的光阳极，在可见光区具有较高的光电分解水的电流密度。自 Fujishima 等发现 TiO2 半导体光电极具有分解水的
8、功能，纳米 TiO2 光催化氧化技术作为一种制氢技术引起广泛重视。垂直于电极的 TiO2 纳米管阵列具有高的光生电子传输效率，并且通过金属、非金属掺杂和与窄带半导体复合，可以提高 TiO2 半导体光阳极对可见光的吸收，从而提高分解水的效率。本文对电化学阳极氧化制备 TiO2 纳米管阵列进行了研究，系统探讨了工艺参数对纳米管阵列生长的影响。另一方面在紫外和可见光下，研究了 TiO2 纳米管阵列光电催化分解水的性能，通过对 TiO2 纳米管阵列进行改性，明显提高了光电转换效率。主要研究结果和进展如下： HF 水基电解液由于对 TiO2 高的溶解速度限制了纳米管的生长，所以仅能得到长度小于 500n
9、m 的阵列。采用 NH4F/乙二醇/水体系电解液，制得的 TiO2 纳米管阵列膜的厚度可达 36m，在含水量少、高的阳极氧化电压条件下，纳米管顶部沿管轴向垂直劈裂为直径 20nm、长度达几微米的无定型 TiO2 纳米线。 在 NH4F/甘油/水新体系电解液研究中，随着电解液 pH 值的减小，TiO2 纳米管的表面平整度增加，管底部的溶解速度增加。在碱性和加入缓蚀剂（HMT 和 NaAc）的电解液中，由于大大降低了电解液对管口处 TiO2 的溶解速度，增加了纳米管的净生长速度。经 550热处理、管结构完整、管径为 60nm、长度为 3.3m 的 TiO2 纳米管阵列膜在强度为 1.6mW/c紫外
10、光的照射下，光电催化分解水的效率达 23.8。 采用还原气氛热处理工艺，在 TiO2 中引入氧缺位，提高了纳米管阵列对可见光的吸收，使光电解水的电流密度提高 1 倍。交流电沉积法制备的 Pt/TiO2 纳米管阵列，在测试电压为-0.95V 处（vs.Ag/AgCl）出现 Pt2+催化峰；浸渍提拉法制备的 Pt/TiO2 纳米管阵列，在测试电压为-0.95 和-0.7V 处（vs.Ag/AgCl）出现 Pt2+和 Pt0 两个催化峰。 首次采用交流电沉积技术制备了核/壳异质结型 CdSTiO2 纳米管阵列，沉积的 CdS 层经过 400热处理 1h 后呈六方结构。在管径为 150nm、长度为 2
11、.5m 的 TiO2 纳米管阵列基底上，按照交流电压 5V、沉积 30min 的工艺获得的光阳极，在可见光区具有较高的光电分解水的电流密度。自 Fujishima 等发现 TiO2 半导体光电极具有分解水的功能，纳米 TiO2 光催化氧化技术作为一种制氢技术引起广泛重视。垂直于电极的 TiO2 纳米管阵列具有高的光生电子传输效率，并且通过金属、非金属掺杂和与窄带半导体复合，可以提高 TiO2 半导体光阳极对可见光的吸收，从而提高分解水的效率。本文对电化学阳极氧化制备 TiO2 纳米管阵列进行了研究，系统探讨了工艺参数对纳米管阵列生长的影响。另一方面在紫外和可见光下，研究了 TiO2 纳米管阵列
12、光电催化分解水的性能，通过对 TiO2 纳米管阵列进行改性，明显提高了光电转换效率。主要研究结果和进展如下： HF 水基电解液由于对 TiO2 高的溶解速度限制了纳米管的生长，所以仅能得到长度小于 500nm 的阵列。采用 NH4F/乙二醇/水体系电解液，制得的 TiO2 纳米管阵列膜的厚度可达 36m，在含水量少、高的阳极氧化电压条件下，纳米管顶部沿管轴向垂直劈裂为直径 20nm、长度达几微米的无定型 TiO2 纳米线。 在 NH4F/甘油/水新体系电解液研究中，随着电解液 pH 值的减小，TiO2 纳米管的表面平整度增加，管底部的溶解速度增加。在碱性和加入缓蚀剂（HMT 和 NaAc）的电
13、解液中，由于大大降低了电解液对管口处 TiO2 的溶解速度，增加了纳米管的净生长速度。经 550热处理、管结构完整、管径为 60nm、长度为 3.3m 的 TiO2 纳米管阵列膜在强度为 1.6mW/c紫外光的照射下，光电催化分解水的效率达 23.8。 采用还原气氛热处理工艺，在 TiO2 中引入氧缺位，提高了纳米管阵列对可见光的吸收，使光电解水的电流密度提高 1 倍。交流电沉积法制备的 Pt/TiO2 纳米管阵列，在测试电压为-0.95V 处（vs.Ag/AgCl）出现 Pt2+催化峰；浸渍提拉法制备的 Pt/TiO2 纳米管阵列，在测试电压为-0.95 和-0.7V 处（vs.Ag/AgC
14、l）出现 Pt2+和 Pt0 两个催化峰。 首次采用交流电沉积技术制备了核/壳异质结型 CdSTiO2 纳米管阵列，沉积的 CdS 层经过 400热处理 1h 后呈六方结构。在管径为 150nm、长度为 2.5m 的 TiO2 纳米管阵列基底上，按照交流电压 5V、沉积 30min 的工艺获得的光阳极，在可见光区具有较高的光电分解水的电流密度。自 Fujishima 等发现 TiO2 半导体光电极具有分解水的功能，纳米 TiO2 光催化氧化技术作为一种制氢技术引起广泛重视。垂直于电极的 TiO2 纳米管阵列具有高的光生电子传输效率，并且通过金属、非金属掺杂和与窄带半导体复合，可以提高 TiO2
15、 半导体光阳极对可见光的吸收，从而提高分解水的效率。本文对电化学阳极氧化制备 TiO2 纳米管阵列进行了研究，系统探讨了工艺参数对纳米管阵列生长的影响。另一方面在紫外和可见光下，研究了 TiO2 纳米管阵列光电催化分解水的性能，通过对 TiO2 纳米管阵列进行改性，明显提高了光电转换效率。主要研究结果和进展如下： HF 水基电解液由于对 TiO2 高的溶解速度限制了纳米管的生长，所以仅能得到长度小于 500nm 的阵列。采用 NH4F/乙二醇/水体系电解液，制得的 TiO2 纳米管阵列膜的厚度可达 36m，在含水量少、高的阳极氧化电压条件下，纳米管顶部沿管轴向垂直劈裂为直径 20nm、长度达几
16、微米的无定型 TiO2 纳米线。 在 NH4F/甘油/水新体系电解液研究中，随着电解液 pH 值的减小，TiO2 纳米管的表面平整度增加，管底部的溶解速度增加。在碱性和加入缓蚀剂（HMT 和 NaAc）的电解液中，由于大大降低了电解液对管口处 TiO2 的溶解速度，增加了纳米管的净生长速度。经 550热处理、管结构完整、管径为 60nm、长度为 3.3m 的 TiO2 纳米管阵列膜在强度为 1.6mW/c紫外光的照射下，光电催化分解水的效率达 23.8。 采用还原气氛热处理工艺，在 TiO2 中引入氧缺位，提高了纳米管阵列对可见光的吸收，使光电解水的电流密度提高 1 倍。交流电沉积法制备的 P
17、t/TiO2 纳米管阵列，在测试电压为-0.95V 处（vs.Ag/AgCl）出现 Pt2+催化峰；浸渍提拉法制备的 Pt/TiO2 纳米管阵列，在测试电压为-0.95 和-0.7V 处（vs.Ag/AgCl）出现 Pt2+和 Pt0 两个催化峰。 首次采用交流电沉积技术制备了核/壳异质结型 CdSTiO2 纳米管阵列，沉积的 CdS 层经过 400热处理 1h 后呈六方结构。在管径为 150nm、长度为 2.5m 的 TiO2 纳米管阵列基底上，按照交流电压 5V、沉积 30min 的工艺获得的光阳极，在可见光区具有较高的光电分解水的电流密度。自 Fujishima 等发现 TiO2 半导体
18、光电极具有分解水的功能，纳米 TiO2 光催化氧化技术作为一种制氢技术引起广泛重视。垂直于电极的 TiO2 纳米管阵列具有高的光生电子传输效率，并且通过金属、非金属掺杂和与窄带半导体复合，可以提高 TiO2 半导体光阳极对可见光的吸收，从而提高分解水的效率。本文对电化学阳极氧化制备 TiO2 纳米管阵列进行了研究，系统探讨了工艺参数对纳米管阵列生长的影响。另一方面在紫外和可见光下，研究了 TiO2 纳米管阵列光电催化分解水的性能，通过对 TiO2 纳米管阵列进行改性，明显提高了光电转换效率。主要研究结果和进展如下： HF 水基电解液由于对 TiO2 高的溶解速度限制了纳米管的生长，所以仅能得到
19、长度小于 500nm 的阵列。采用 NH4F/乙二醇/水体系电解液，制得的 TiO2 纳米管阵列膜的厚度可达 36m，在含水量少、高的阳极氧化电压条件下，纳米管顶部沿管轴向垂直劈裂为直径 20nm、长度达几微米的无定型 TiO2 纳米线。 在 NH4F/甘油/水新体系电解液研究中，随着电解液 pH 值的减小，TiO2 纳米管的表面平整度增加，管底部的溶解速度增加。在碱性和加入缓蚀剂（HMT 和 NaAc）的电解液中，由于大大降低了电解液对管口处 TiO2 的溶解速度，增加了纳米管的净生长速度。经 550热处理、管结构完整、管径为 60nm、长度为 3.3m 的 TiO2 纳米管阵列膜在强度为
20、1.6mW/c紫外光的照射下，光电催化分解水的效率达 23.8。 采用还原气氛热处理工艺，在 TiO2 中引入氧缺位，提高了纳米管阵列对可见光的吸收，使光电解水的电流密度提高 1 倍。交流电沉积法制备的 Pt/TiO2 纳米管阵列，在测试电压为-0.95V 处（vs.Ag/AgCl）出现 Pt2+催化峰；浸渍提拉法制备的 Pt/TiO2 纳米管阵列，在测试电压为-0.95 和-0.7V 处（vs.Ag/AgCl）出现 Pt2+和 Pt0 两个催化峰。 首次采用交流电沉积技术制备了核/壳异质结型 CdSTiO2 纳米管阵列，沉积的 CdS 层经过 400热处理 1h 后呈六方结构。在管径为 15
21、0nm、长度为 2.5m 的 TiO2 纳米管阵列基底上，按照交流电压 5V、沉积 30min 的工艺获得的光阳极，在可见光区具有较高的光电分解水的电流密度。自 Fujishima 等发现 TiO2 半导体光电极具有分解水的功能，纳米 TiO2 光催化氧化技术作为一种制氢技术引起广泛重视。垂直于电极的 TiO2 纳米管阵列具有高的光生电子传输效率，并且通过金属、非金属掺杂和与窄带半导体复合，可以提高 TiO2 半导体光阳极对可见光的吸收，从而提高分解水的效率。本文对电化学阳极氧化制备 TiO2 纳米管阵列进行了研究，系统探讨了工艺参数对纳米管阵列生长的影响。另一方面在紫外和可见光下，研究了 T
22、iO2 纳米管阵列光电催化分解水的性能，通过对 TiO2 纳米管阵列进行改性，明显提高了光电转换效率。主要研究结果和进展如下： HF 水基电解液由于对 TiO2 高的溶解速度限制了纳米管的生长，所以仅能得到长度小于 500nm 的阵列。采用 NH4F/乙二醇/水体系电解液，制得的 TiO2 纳米管阵列膜的厚度可达 36m，在含水量少、高的阳极氧化电压条件下，纳米管顶部沿管轴向垂直劈裂为直径 20nm、长度达几微米的无定型 TiO2 纳米线。 在 NH4F/甘油/水新体系电解液研究中，随着电解液 pH 值的减小，TiO2 纳米管的表面平整度增加，管底部的溶解速度增加。在碱性和加入缓蚀剂（HMT
23、和 NaAc）的电解液中，由于大大降低了电解液对管口处 TiO2 的溶解速度，增加了纳米管的净生长速度。经 550热处理、管结构完整、管径为 60nm、长度为 3.3m 的 TiO2 纳米管阵列膜在强度为 1.6mW/c紫外光的照射下，光电催化分解水的效率达 23.8。 采用还原气氛热处理工艺，在 TiO2 中引入氧缺位，提高了纳米管阵列对可见光的吸收，使光电解水的电流密度提高 1 倍。交流电沉积法制备的 Pt/TiO2 纳米管阵列，在测试电压为-0.95V 处（vs.Ag/AgCl）出现 Pt2+催化峰；浸渍提拉法制备的 Pt/TiO2 纳米管阵列，在测试电压为-0.95 和-0.7V 处（
24、vs.Ag/AgCl）出现 Pt2+和 Pt0 两个催化峰。 首次采用交流电沉积技术制备了核/壳异质结型 CdSTiO2 纳米管阵列，沉积的 CdS 层经过 400热处理 1h 后呈六方结构。在管径为 150nm、长度为 2.5m 的 TiO2 纳米管阵列基底上，按照交流电压 5V、沉积 30min 的工艺获得的光阳极，在可见光区具有较高的光电分解水的电流密度。自 Fujishima 等发现 TiO2 半导体光电极具有分解水的功能，纳米 TiO2 光催化氧化技术作为一种制氢技术引起广泛重视。垂直于电极的 TiO2 纳米管阵列具有高的光生电子传输效率，并且通过金属、非金属掺杂和与窄带半导体复合，
25、可以提高 TiO2 半导体光阳极对可见光的吸收，从而提高分解水的效率。本文对电化学阳极氧化制备 TiO2 纳米管阵列进行了研究，系统探讨了工艺参数对纳米管阵列生长的影响。另一方面在紫外和可见光下，研究了 TiO2 纳米管阵列光电催化分解水的性能，通过对 TiO2 纳米管阵列进行改性，明显提高了光电转换效率。主要研究结果和进展如下： HF 水基电解液由于对 TiO2 高的溶解速度限制了纳米管的生长，所以仅能得到长度小于 500nm 的阵列。采用 NH4F/乙二醇/水体系电解液，制得的 TiO2 纳米管阵列膜的厚度可达 36m，在含水量少、高的阳极氧化电压条件下，纳米管顶部沿管轴向垂直劈裂为直径
26、20nm、长度达几微米的无定型 TiO2 纳米线。 在 NH4F/甘油/水新体系电解液研究中，随着电解液 pH 值的减小，TiO2 纳米管的表面平整度增加，管底部的溶解速度增加。在碱性和加入缓蚀剂（HMT 和 NaAc）的电解液中，由于大大降低了电解液对管口处 TiO2 的溶解速度，增加了纳米管的净生长速度。经 550热处理、管结构完整、管径为 60nm、长度为 3.3m 的 TiO2 纳米管阵列膜在强度为 1.6mW/c紫外光的照射下，光电催化分解水的效率达 23.8。 采用还原气氛热处理工艺，在 TiO2 中引入氧缺位，提高了纳米管阵列对可见光的吸收，使光电解水的电流密度提高 1 倍。交流
27、电沉积法制备的 Pt/TiO2 纳米管阵列，在测试电压为-0.95V 处（vs.Ag/AgCl）出现 Pt2+催化峰；浸渍提拉法制备的 Pt/TiO2 纳米管阵列，在测试电压为-0.95 和-0.7V 处（vs.Ag/AgCl）出现 Pt2+和 Pt0 两个催化峰。 首次采用交流电沉积技术制备了核/壳异质结型 CdSTiO2 纳米管阵列，沉积的 CdS 层经过 400热处理 1h 后呈六方结构。在管径为 150nm、长度为 2.5m 的 TiO2 纳米管阵列基底上，按照交流电压 5V、沉积 30min 的工艺获得的光阳极，在可见光区具有较高的光电分解水的电流密度。自 Fujishima 等发现
28、 TiO2 半导体光电极具有分解水的功能，纳米 TiO2 光催化氧化技术作为一种制氢技术引起广泛重视。垂直于电极的 TiO2 纳米管阵列具有高的光生电子传输效率，并且通过金属、非金属掺杂和与窄带半导体复合，可以提高 TiO2 半导体光阳极对可见光的吸收，从而提高分解水的效率。本文对电化学阳极氧化制备 TiO2 纳米管阵列进行了研究，系统探讨了工艺参数对纳米管阵列生长的影响。另一方面在紫外和可见光下，研究了 TiO2 纳米管阵列光电催化分解水的性能，通过对 TiO2 纳米管阵列进行改性，明显提高了光电转换效率。主要研究结果和进展如下： HF 水基电解液由于对 TiO2 高的溶解速度限制了纳米管的
29、生长，所以仅能得到长度小于 500nm 的阵列。采用 NH4F/乙二醇/水体系电解液，制得的 TiO2 纳米管阵列膜的厚度可达 36m，在含水量少、高的阳极氧化电压条件下，纳米管顶部沿管轴向垂直劈裂为直径 20nm、长度达几微米的无定型 TiO2 纳米线。 在 NH4F/甘油/水新体系电解液研究中，随着电解液 pH 值的减小，TiO2 纳米管的表面平整度增加，管底部的溶解速度增加。在碱性和加入缓蚀剂（HMT 和 NaAc）的电解液中，由于大大降低了电解液对管口处 TiO2 的溶解速度，增加了纳米管的净生长速度。经 550热处理、管结构完整、管径为 60nm、长度为 3.3m 的 TiO2 纳米
30、管阵列膜在强度为 1.6mW/c紫外光的照射下，光电催化分解水的效率达 23.8。 采用还原气氛热处理工艺，在 TiO2 中引入氧缺位，提高了纳米管阵列对可见光的吸收，使光电解水的电流密度提高 1 倍。交流电沉积法制备的 Pt/TiO2 纳米管阵列，在测试电压为-0.95V 处（vs.Ag/AgCl）出现 Pt2+催化峰；浸渍提拉法制备的 Pt/TiO2 纳米管阵列，在测试电压为-0.95 和-0.7V 处（vs.Ag/AgCl）出现 Pt2+和 Pt0 两个催化峰。 首次采用交流电沉积技术制备了核/壳异质结型 CdSTiO2 纳米管阵列，沉积的 CdS 层经过 400热处理 1h 后呈六方结
31、构。在管径为 150nm、长度为 2.5m 的 TiO2 纳米管阵列基底上，按照交流电压 5V、沉积 30min 的工艺获得的光阳极，在可见光区具有较高的光电分解水的电流密度。自 Fujishima 等发现 TiO2 半导体光电极具有分解水的功能，纳米 TiO2 光催化氧化技术作为一种制氢技术引起广泛重视。垂直于电极的 TiO2 纳米管阵列具有高的光生电子传输效率，并且通过金属、非金属掺杂和与窄带半导体复合，可以提高 TiO2 半导体光阳极对可见光的吸收，从而提高分解水的效率。本文对电化学阳极氧化制备 TiO2 纳米管阵列进行了研究，系统探讨了工艺参数对纳米管阵列生长的影响。另一方面在紫外和可
32、见光下，研究了 TiO2 纳米管阵列光电催化分解水的性能，通过对 TiO2 纳米管阵列进行改性，明显提高了光电转换效率。主要研究结果和进展如下： HF 水基电解液由于对 TiO2 高的溶解速度限制了纳米管的生长，所以仅能得到长度小于 500nm 的阵列。采用 NH4F/乙二醇/水体系电解液，制得的 TiO2 纳米管阵列膜的厚度可达 36m，在含水量少、高的阳极氧化电压条件下，纳米管顶部沿管轴向垂直劈裂为直径 20nm、长度达几微米的无定型 TiO2 纳米线。 在 NH4F/甘油/水新体系电解液研究中，随着电解液 pH 值的减小，TiO2 纳米管的表面平整度增加，管底部的溶解速度增加。在碱性和加
33、入缓蚀剂（HMT 和 NaAc）的电解液中，由于大大降低了电解液对管口处 TiO2 的溶解速度，增加了纳米管的净生长速度。经 550热处理、管结构完整、管径为 60nm、长度为 3.3m 的 TiO2 纳米管阵列膜在强度为 1.6mW/c紫外光的照射下，光电催化分解水的效率达 23.8。 采用还原气氛热处理工艺，在 TiO2 中引入氧缺位，提高了纳米管阵列对可见光的吸收，使光电解水的电流密度提高 1 倍。交流电沉积法制备的 Pt/TiO2 纳米管阵列，在测试电压为-0.95V 处（vs.Ag/AgCl）出现 Pt2+催化峰；浸渍提拉法制备的 Pt/TiO2 纳米管阵列，在测试电压为-0.95
34、和-0.7V 处（vs.Ag/AgCl）出现 Pt2+和 Pt0 两个催化峰。 首次采用交流电沉积技术制备了核/壳异质结型 CdSTiO2 纳米管阵列，沉积的 CdS 层经过 400热处理 1h 后呈六方结构。在管径为 150nm、长度为 2.5m 的 TiO2 纳米管阵列基底上，按照交流电压 5V、沉积 30min 的工艺获得的光阳极，在可见光区具有较高的光电分解水的电流密度。自 Fujishima 等发现 TiO2 半导体光电极具有分解水的功能，纳米 TiO2 光催化氧化技术作为一种制氢技术引起广泛重视。垂直于电极的 TiO2 纳米管阵列具有高的光生电子传输效率，并且通过金属、非金属掺杂和
35、与窄带半导体复合，可以提高 TiO2 半导体光阳极对可见光的吸收，从而提高分解水的效率。本文对电化学阳极氧化制备 TiO2 纳米管阵列进行了研究，系统探讨了工艺参数对纳米管阵列生长的影响。另一方面在紫外和可见光下，研究了 TiO2 纳米管阵列光电催化分解水的性能，通过对 TiO2 纳米管阵列进行改性，明显提高了光电转换效率。主要研究结果和进展如下： HF 水基电解液由于对 TiO2 高的溶解速度限制了纳米管的生长，所以仅能得到长度小于 500nm 的阵列。采用 NH4F/乙二醇/水体系电解液，制得的 TiO2 纳米管阵列膜的厚度可达 36m，在含水量少、高的阳极氧化电压条件下，纳米管顶部沿管轴
36、向垂直劈裂为直径 20nm、长度达几微米的无定型 TiO2 纳米线。 在 NH4F/甘油/水新体系电解液研究中，随着电解液 pH 值的减小，TiO2 纳米管的表面平整度增加，管底部的溶解速度增加。在碱性和加入缓蚀剂（HMT 和 NaAc）的电解液中，由于大大降低了电解液对管口处 TiO2 的溶解速度，增加了纳米管的净生长速度。经 550热处理、管结构完整、管径为 60nm、长度为 3.3m 的 TiO2 纳米管阵列膜在强度为 1.6mW/c紫外光的照射下，光电催化分解水的效率达 23.8。 采用还原气氛热处理工艺，在 TiO2 中引入氧缺位，提高了纳米管阵列对可见光的吸收，使光电解水的电流密度
37、提高 1 倍。交流电沉积法制备的 Pt/TiO2 纳米管阵列，在测试电压为-0.95V 处（vs.Ag/AgCl）出现 Pt2+催化峰；浸渍提拉法制备的 Pt/TiO2 纳米管阵列，在测试电压为-0.95 和-0.7V 处（vs.Ag/AgCl）出现 Pt2+和 Pt0 两个催化峰。 首次采用交流电沉积技术制备了核/壳异质结型 CdSTiO2 纳米管阵列，沉积的 CdS 层经过 400热处理 1h 后呈六方结构。在管径为 150nm、长度为 2.5m 的 TiO2 纳米管阵列基底上，按照交流电压 5V、沉积 30min 的工艺获得的光阳极，在可见光区具有较高的光电分解水的电流密度。特别提醒 ：
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