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有序TiO2纳米管阵列结构的可控生长及其物相研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:物理学报
  • 时间:0
  • 页码:5800-5886
  • 语言:中文
  • 分类:TQ426.81[化学工程] TB383[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]西北师范大学物理与电子工程学院,兰州730070, [2]中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室,兰州730000
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:10774121)和西北师范大学三期科技创新工程项目(批准号:NWNU-KJCXGC-03-22)资助的课题.
  • 相关项目:P3HT/TiO2纳米管有序阵列同轴异质结光伏特性及电荷输运研究
中文摘要:

分别在HF水溶液、含NH4F和H2O的乙二醇有机溶液中对Ti箔进行阳极氧化,得到TiO2纳米管阵列结构.该结构高度有序、分布均匀、垂直取向,且通过阳极氧化工艺条件(如阳极氧化电压、电解液的选择与配比以及氧化时间等)可实现对其结构参数(如管径、管壁厚度、管密度、管长等)的有效控制.利用XRD研究了TiO2纳米管阵列的物相结构.结果表明:退火前的TiO2纳米管阵列为无定形结构;分别在真空和氧气氛中500℃退火后,HF水溶液中制备的样品出现单一锐钛矿相,而在含NH4F和H2O的乙二醇有机溶液中氧化得到的样品则出现锐钛矿和金红石的混合相.前者在氧气氛中退火后锐钛矿晶化程度较高;后者在真空中退火后混合相的晶化程度也较高.初步分析了TiO2纳米管阵列的形成机理.这些结果对基于TiO2纳米管阵列的传感器及有机-无机异质结太阳电池的应用研究是非常有益的.

英文摘要:

The highly ordered and uniform TiO2 nanotube arrays were fabricated by anodic oxidation of titanium foil in HF aqueous solution or ethylene glycol containing NH4 F and deionized water. The diameter, density, length and wall thickness of nanotube arrays can be controlled effectively by varying the anodization parameters including electrolyte composition, voltage, and time. The microstructures of the titania nanotube arrays were characterized by X-ray diffraction (XRD). The results showed that the asanodized titania nanotubes were amorphous. And when annealed in vacuum or in oxygen ambient at 500%, the samples prepared in HF aqueous solution showed only anatase phase, and the samples prepared in ethylene glycol containing NH4 F and deionized water showed both anatase and rutile phases. And the former and the latter batch of samples became better crystallized when annealed in oxygen and in vacuum, respectively. Furthermore, the controllable growth mechanism of nanotube arrays is discussed.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876