阳极氧化制备TiO_2纳米管阵列的可控相转变及表征

采用电化学阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列，分别在02、N2、5％H2＋95％N2（体积分数）和NH3气氛中于400-650℃退火处理，初步实现TiO2纳米管中锐钛矿向金红石相转变的可控制备。采用FESEM、XRD、Raman对退火处理后TiO2纳米管的表面形貌、结构以及相转变等进行表征。结果表明：随着退火温度的升高，在O2气氛退火时，源于Ti基体的吞噬效应（Feeding effect）是导致TiO2相转变的主要原因；在N2和（5％H2＋95％N2）气氛退火后，氧空位加速了锐钛矿向金红石相的转变；而在NH3气氛中退火后，N掺杂则有效抑制了锐钛矿向金红石相的转变。在此基础上，对其相转变机理进行了初步探讨，为进一步制备具有可控相含量及微观点缺陷的TiO2半导体和高性能器件提供了有益思路。