纯钛及其合金表面纳米多孔TiO_2膜的制备研究

在含有HF酸和C rO3的电解液中,恒压直流阳极氧化法可以在TA 1和TC 4表面分别制备获得纳米多孔T iO2膜。各阳极氧化参数对于纳米多孔膜的宏观形貌、微观结构等都有着重要的影响。随着阳极氧化电压的增高,纳米多孔T iO2膜的平均孔径值和氧化膜厚度也随之增大;随着氧化时间的延长,氧化膜的厚度在一定范围内不断增厚,当达到极限值后保持不变;在较高电压下,随着氧化时间的延长,纳米多孔T iO2膜的平均孔径值明显增大;在较低电压下,随着氧化时间的延长,纳米多孔T iO2膜的平均孔径值没有明显的变化。试验表明纳米多孔T iO2膜的生长过程强烈依赖于电场支持下电解液对钛基体的溶解过程(即场致溶解过程)。

多孔阳极氧化铝孔道形成的电化学反应探讨

分析了多孔阳极氧化铝(PAA)形成过程中,传统"酸性场致溶解"的电化学反应及其局限性。同时,为验证氧气析出反应对PAA孔道产生和发展的影响,深入探讨PAA的形成机理,分别对比了在真空、高气压条件下,铝在三种电解液中的阳极氧化过程。用扫描电子显微镜表征了各种条件下PAA的微观结构,结果表明PAA孔道形成的本质原因是氧气析出反应,而非酸性场致溶解反应。

传统PAA成孔理论的局限性和新生长模型

综述了多孔阳极氧化铝(PAA)的成孔理论,分析了传统"酸性场致溶解"理论多方面的局限性,其无法解释PAA的六棱柱元胞结构。笔者根据PAA的氧气气泡生长模型,对PAA规则的六棱柱结构进行了合理的解释:电解液中阴离子使氧化膜变成了壁垒层和污染层两层,雪崩电子电流导致了在壁垒层/污染层界面上O2的析出,PAA的圆柱形孔道和六棱柱元胞是Al2O3抱紧氧气气泡生长的结果。

多孔阳极氧化铝模板制备的研究进展

多孔阳极氧化铝(PAA)以其独特的结构特征在纳米材料方面得到了广泛的应用。综述了PAA模板的传统制备方法,并阐述了基于传统"酸性场致溶解"理论提出的二次氧化和Imprint法的局限性。着重综述了近两年来广泛关注的形状各异的PAA模板的制备方法。

TiO2纳米管阵列的阳极氧化法制备及形成机理研究进展

二氧化钛(TiO2)纳米管阵列因其独特的结构和优异的性能而备受关注,在太阳能电池、光电催化降解有机污染物和光解水制氢等领域获得广泛应用.然而,与TiO2纳米管阵列的制备和应用方面的研究相比,对其形成机理的研究相对较少,目前尚无一种模型或机理能够完美解释有序纳米管阵列结构的形成.本文首先回顾了近年来阳极氧化法在金属Ti基底上原位生成TiO2纳米管阵列所用电解液的发展趋势,并重点综述了TiO2纳米管阵列的几种生长机理,如场致溶解理论、黏性流动模型、两电流模型和氧气气泡模具效应.分析表明,结合现有的几种生长机理能较全面地解释TiO2纳米管阵列的形成过程."氧气气泡模具"为TiO2纳米管的形成提供最初的孔核,阻挡层氧化物受"氧气气泡模具"阻挡而致其"从下向上"黏性流动生长,最终形成垂直有序纳米管阵列结构,而两电流模型进一步定量解释了阳极氧化过程中TiO2纳米管阵列的形成.

多孔阳极氧化铝形成机理新解释

铝经过阳极氧化可生成多孔阳极氧化铝(PAA),其形成机制一直没有满意的解释。本文详细分析了其形成过程,结合已有理论给出了更合理的解释,我们认为,在PAA形成过程中,不同阶段控制因素不同,孔的最先形成是氧气气泡模具效应的结果,而后在酸性场致溶解的作用下,孔洞不断生长完善。

含氟电解液对TiO_(2)纳米管阵列生长的影响

以含NH4F的乙二醇溶液作为电解液,通过重复使用电解液的方式,对金属Ti箔进行阳极氧化处理,在其表面制得形貌可控的TiO2纳米管阵列结构;利用扫描电子显微镜(SEM)对TiO2纳米管阵列的形貌进行表征,并对TiO2纳米管阵列的形成机理进行分析。结果表明:所获得的TiO2纳米管呈现圆锥状,H+和F–离子是形成TiO2纳米管阵列的关键;重复使用含氟电解液,可将可溶性氟化物完全转化成TiF62–离子,从而减少对环境的危害,含氟电解液可重复使用6次;随着含氟电解液使用次数的增加,TiO2纳米管的尺寸能够被有效调控;TiO2纳米管阵列的管长呈现先增大后减小的趋势,可在20μm内自由调控,纳米管管口处直径最高可达110 nm左右。