宽电压范围下阳极氧化制备TiO_2纳米管阵列及其热稳定性

采用电化学阳极氧化技术，以含有NH4F和H2O的甘油溶液为电解液，在宽氧化电压范围（20～100V）下于纯钛表面制备了结构高度有序的TiO2纳米管阵列。利用扫描电子显微镜（SEM）考察了阳极氧化工艺（氧化电压、NH4F浓度、环境温度、水分含量等因素）及退火处理对纳米管形貌的影响；采用X射线衍射分析（XRD）表征了不同氧化电压和退火前后TiO2纳米管阵列的物相：并从电流-时间曲线出发简要地分析了纳米管阵列的形成机理。结果表明，纳米管的内外径和管长随氧化电压的增大而增大：NH4F浓度和环境温度对纳米管形貌有一定的影响；水分含量的多寡决定了能否在高电压下自组装形成纳米管阵列；TiO2纳米管阵列具有良好的热稳定性，管状形貌可以保持到700℃；直接制备的TiO2纳米管阵列均为无定型结构，经450℃退火处理后．无定型的TiO2纳米管转变为锐钛矿相，而600℃退火处理后，部分锐钛矿相转变为金红石相。

TiO_2纳米管阵列膜对牛血清白蛋白的吸附与脱附

采用电化学阳极氧化法以含氟的乙二醇溶液为电解液阳极氧化纯钛制备出排列规则的高长径比TiO2纳米管阵列膜,并用扫描电镜(SEM)、比表面积仪表征了TiO2纳米管阵列膜的形貌和比表面积。结果表明,所制得的TiO2纳米管阵列的管径约180nm,管长可达230μm,比表面积约59.8m2/g。以牛血清白蛋白(BSA)为药物蛋白分子的模型,并研究了TiO2纳米管阵列膜对BSA的吸附和脱附行为,考察了溶液pH值、BSA初始浓度和溶液离子强度对BSA吸附的影响与吸附态的BSA在不同pH值的PBS溶液中的释放行为。结果表明,BSA分子在其等电点(pH值=4.8)附近较容易吸附到TiO2纳米管上,吸附量随着BSA初始浓度的增加而增加,较高的离子强度会降低BSA的吸附,碱性条件下吸附态的BSA容易从TiO2纳米管上脱附,并由于纳米管的扩散限制效益呈现一定程度的缓释。

TiO_2纳米管阵列诱导水热沉积羟基磷灰石涂层

钛及其合金具有较好的生物相容性、耐腐蚀性和优异的力学性能,已广泛用作人体硬组织种植材料,并成功应用于骨、牙齿及整形外科等领域。近年来,通过阳极氧化法在钛表面构筑具有生物活性TiO2纳米管阵列的研究备受关注。在水热条件下,以TiO2纳米管阵列于饱和Ca(OH)2和0.01mol/L Na2HPO4溶液中诱导沉积羟基磷灰石(HAp)涂层,并采用SEM、XRD、HR-TEM、Raman等进行表征。结果表明,TiO2纳米管阵列在适宜的水热条件下,所沉积的HAp涂层呈现特殊双层结构,底层为短棒状呈"十字"交叉排列,上层为长棒状结构。体外生物矿化实验表明,TiO2纳米管阵列诱导水热沉积HAp涂层后可大大提高其生物活性。该方法具有设备简单、易于操作、温度低等优点,有利于在骨、关节及牙齿等硬组织植入物生物活化改性方面的推广应用。

甘油/DMF混合体系中TiO_2纳米管阵列的制备及表征

采用电化学阳极氧化法,以甘油/DMF混合溶液为电解质,在纯钛表面制备了一层排列紧密、结构规整的TiO2纳米管阵列。讨论了氧化电压、电解液中DMF比例、电解液中水含量和电解液重复使用对TiO2纳米管阵列形貌的影响,并且从阳极氧化过程中电流-时间曲线出发分析了混合体系中阳极氧化的形成特征。研究表明,氧化电压越高所制备的纳米管管径越大,但是管长与氧化电压之间不呈线性关系;电解液中DMF比例增加不利于纳米管形成;电解液中水含量越高,纳米管管径越大,表面的覆盖物越多,最佳的水含量为1%(体积分数)。经450℃热处理2h后TiO2纳米管阵列的结构由无定形转变为锐钛矿型。

交替循环浸泡在TiO_2纳米管管内填充类骨磷灰石

采用"交替循环浸泡法(ALIM)"在TiO_2纳米管管内填充类骨磷灰石,使磷灰石涂层由层状结构变为嵌入式结构,并考察填充量与TiO_2纳米管结构间的关系,通过模拟体液浸泡实验评价其生物活性.结果表明,甘油体系(60V电压)中制备的纳米管填充效果最好;无定型的TiO_2纳米管相比锐钛矿相的TiO_2纳米管更能诱导类骨磷灰石的填充;采用ALIM于TiO_2纳米管上填充类骨磷灰石可大大提高其生物活性.

阴离子改性甘油溶液中TiO_2纳米管阵列的制备和表征

本文采用电化学阳极氧化法以含氟的甘油和水混合溶液为电解液在纯钛表面制备了一层排列规整的TiO2纳米管阵列,研究了电解液中额外添加3种2价阴离子、不同的电解时间及不同的添加物浓度等因素对所获得的TiO2纳米管阵列形貌的影响。结果表明,在改性电解液中制备的TiO2纳米管阵列的长度均超过了未改性的电解液中制备的,并随着氧化时间的增长,纳米管管口直径增大,管壁变薄;同时添加的（NH4）2TiF6浓度在0.025～0.1 mol·L^-1范围内均可获得管长更长且形貌较好的TiO2纳米管阵列。

在一种新的溶剂体系中通过静电纺丝制备TiO_2纳米纤维

以钛酸四丁酯为前驱体,醋酸纤维素为模板纤维,丙酮/N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,通过静电纺丝,水解和450℃煅烧制备了直径约为80nm的锐钛矿型TiO2纳米纤维.通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和N2吸脱附法表征了TiO2纳米纤维的形貌、直径大小、晶态、比表面积、孔结构及分布.研究表明该纳米纤维由大小为9.2nm的颗粒组成,纤维内含有大量直径为1.7～21nm的介孔.它具有与直径为25nm的商业化DegussaP25相似的高比表面积,约为50m2/g.研究了TiO2纳米纤维对有机小分子化合物罗丹明B(RhB)和苯酚的光催化降解.结果表明:以6mg/L的RhB和10mg/L的苯酚水溶液为母液,以质量分数为0.05%的TiO2纳米纤维膜为催化剂,在500W的紫外灯照射下,2h内约90%的RhB和75%的苯酚能被光催化降解.

浸没凝胶相分离法制备聚己内酯多孔支架

为了制备结构和性能满足骨组织工程支架要求的聚己内酯（PCL）多孔支架材料,采用浸没凝胶相分离法,以冰醋酸和丙酮为混合溶剂,水为凝固剂,壳聚糖（CS）颗粒为添加剂制得一系列PCL多孔支架。探讨了溶剂组成、PCL浓度、CS添加量对PCL多孔支架结构和性能的影响。结果表明：添加CS颗粒有利于形成多孔三维支架,随着CS含量的增加,孔隙率略微下降,抗压强度提高。随着PCL质量分数的增加,孔隙率明显下降,但抗压强度增大。当溶剂组成中丙酮含量为50 wt%-60 wt%,PCL质量分数不高于10 wt%时,通过改变CS用量,可制得孔隙率和力学性能满足骨组织工程要求的相互贯通的三维多孔支架材料。