TiO2纳米管阵列的阳极氧化法制备及形成机理研究进展

摘要

cqvip: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.