TiO_2纳米管阵列的制备及其应用研究进展

TiO2纳米管,析氢,TiO2纳米管阵列,光催化,化学

第22卷第9期

2008年9月

化工时刊

ChemicalIndustryTmies

Vo.l22,No.9

Sep.9.2008

TiO2纳米管阵列的制备及其应用

研究进展

杨 娟 戴 俊 缪 娟

(河南理工大学理化系,河南焦作454000)

摘 要 TiO2纳米管阵列作为一种新型的纳米TiO2材料,由于独特的有序结构和优异的性能,引起了人们的极大关注。介绍了采用阳极氧化法制备TiO2纳米管的工艺条件、影响因素、形成机理,及其在光电解水制氢、光催化降解有机污染物、染料敏化太阳能电池、气敏传感等方面的研究进展,展望了其发展方向。关键词 TiO2纳米管阵列 阳极氧化 光电解水 光催化

ResearchProgressofPreparationandApplicationof

TiO2NanotubeArrays

YangJuan DaiJun MiaoJuan

(DepartmentofPhysicalChemistry,HenanPolytechnicUniversity,HenanJiaozuo454000)

Abstract Titaniananotubearrays,anewtypeoftitaniananomaterials,haveattractedwideattentionduetotheirdistinctivestructureandnotablepropertyrecently.Thepreparationmethods,influencefactorsandformingmechanismoftitaniananotubearraysfabricatedbyanodicoxidationwereintroduced.Theprogressofasprepararedtiatnianano-tubearraysinphotoelectrolysiswatersplitting,photocatalyticdegradationoforganicpollutants,dye-sensitizedsolar

cellandgassensitivityweresummarized.TheprospectofTiO2nanotubearrayswasalsoviewed.

Keywords titaniananotubearrays anodicoxidation photoelectrolysiswater photocatalytic

TiO2是一种重要的无机功能材料

[1]

,它在太阳合物

[17、18]

等作为模板的模板合成法,其中采用最多

能的储存与利用、光电转换、光致变色及光催化降解大气和水中的污染物等方面有广阔的应用前景,成为重点研究的课题之一

[2]

的是碱性条件下的水热合成法和多孔氧化铝模板法。但是这两种方法制备的TiO2纳米管是一种分散状态,不能直接固定在电极的表面。从高级氧化技术应用角度来看,TiO2固定薄膜比悬浮颗粒更为实用,因为粉体纳米TiO2分离回收困难已成为其光催化应用的技术瓶颈之一。

2001年美国科学家Grimes利用电化学阳极氧化的方法制备了TiO2纳米阵列材料

[19]

。目前对TiO2纳米管的光电

[1]

性能、应用研究还处于起步阶段。作为纳米TiO2

的一种新的存在形式,TiO2纳米管,与其他形态的纳米TiO2材料相比,具有更大的比表面积和更强的吸附能力,表现出更高的光催化性能和光电转化效率

[3、4]

,并已初步应用于光催化剂、太阳能电池、气敏

[5~11]

,引起了人们的

传感材料、催化剂载体等领域。

极大关注。采用阳极氧化技术制备的TiO2纳米管分布均匀,以非常整齐的阵列形式均匀排列,纳米管与

金属钛导电基底之间以肖特基势垒直接相连,结合牢固,不易被冲刷脱落。该材料具有极高的有序结构和

传统的TiO2纳米管的制备方法主要包括利用TiO2粉末在一定浓度的碱性条件下反应的水热合成法

[12、13]

及利用多孔氧化铝

[14、15]

、氧化锌

[16]

和有机聚

收稿日期:2008-07-07

作者简介:杨娟(1981~),女,博士,副教授,主要从事TiO2纳米材料制备及其环境应用方面的研究

)

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