水热法制备TiO2纳米管阵列.pdf

第 30卷 第 1期 催 化 学 报 2009年 1月 Vo1．30No．1 ChineseJournalofCatalysis January2009 文章编号 ：0253—9837(2009))【1—003706 研究论文 ：37～42 水热法制备 TiO2纳米管阵列 李 纲， 刘 中清， 张 昭， 颜 欣 (四川大学化学工程学院，四川I成都 610065) 摘要 ：在(NH4)TiF6的水溶液中，以铝基 阳极氧化铝膜为模板 ，采用水热法制备 了Ti02纳米管阵列 ．采用场发射扫描电镜、 x射线能量色散谱及 x射线光电子能谱对所得纳米管阵列进行 了表征，并探讨 了其形成机制 ．结果表 明，控制水热处理时间 对制备形貌规整的纳米管阵列至关重要 ，较佳 的水热处理时间为 90rain．采用本方法制备的纳米管阵列具有特殊的形貌 ，即 表面 的连续多孔结构和断面的不连续、分离的管状特征 ．这种特殊形貌 的形成是 由于 [Ti ]卜与阳极氧化铝模板 的表面和断 面具有不 同的反应速率 ，水解产物优先在 阳极氧化铝模板 的表面沉积所致 ． 关键词 ：二氧化钛 ；纳米管阵列；水热反应 ；阳极氧化铝模板 ；形成机理 中图分类号 ：0643 文献标识码 ：A PreparationofTitaniaNanotubeArraysbytheHydrothermalM ethod LIGang，LIU Zhongqing ，ZHANG Zhao ，YAN Xin (SchoolofChemicalEngineering，SichuanUniversity，Chengdu610065，Sichuan，China) Abstract：Ti02nanotubearrayswerepreparedbyhydrothermalsynthesisusingammonium hexafluorotitanateasdepositionsolution andanodicaluminum oxideattachedtOaluminum substrateastemplate．Fieldemissionscanningelectronmicroscopy，energydisper— siveX—rayspectroscopy，andX—rayphotoelectronspectroscopywereusedtOcharacterizetheas—preparednanotubearrays，andthefor— mationmechanism ofthenanotubearrayswasdiscussed．Theresultsindicatethathydrothermaltreatmenttimehasanimportantin— fluenceontheformationofnanotubearrayswithahomogenousmorphology，andtheoptimum reactiontimeis90rainundertheex— perimentalconditions．Thetitaniananotubearrayspreparedbythismethodexhibitan especialmorphology，thatis，acontinuous poroussurfaceanddiscretetubularcross—sectionstructure．Theformationofsuchanespecialmorphologyisattributedtopreferential depositionofthehydrolysisproductonthesurfaceofthetemplate，whichiscausedbythedifferentreactionratewhen[Ti 2一re— actswiththesurfaceandthecross—sectionofthetempla