TiO2纳米管的制备及应用研究进展 毕业论文

哈尔滨学院本科毕业论文(设计)1学院本科毕业论文（设计）题目：TiO2纳米管的制备及应用研究进展院（系）理学院专业化学系年级2008级姓名学号指导教师职称副教授2012年6月13日哈尔滨学院本科毕业论文(设计)2目录摘要...........................................................................................................................................3Abstract...........................................................................................................................................4前言...........................................................................................................................................5第一章TiO2纳米管的概况.......................................................................................................61.1TiO2纳米管的晶型和形貌...............................................................................................61.2TiO2纳米管的化学组成...................................................................................................7第二章TiO2纳米管的制备及改性方法....................................................................................82.1模板法................................................................................................................................82.2阳极氧化法........................................................................................................................82.3水热合成法........................................................................................................................92.4浓碱处理法......................................................................................................................102.5TiO2纳米管的改性方法.................................................................................................102.5.1非金属掺杂...................................................................................................................112.5.2金属掺杂.......................................................................................................................112.5.3半导体复合...................................................................................................................11第三章TiO2纳米管的应用领域..............................................................................................133.1降解污染物......................................................................................................................133.2染料敏化太阳能电池......................................................................................................143.3光解水制氢......................................................................................................................143.4气敏传感器材料..............................................................................................................153.5其他方面应用..................................................................................................................15第四章TiO2纳米管发展趋势及应用的展望...........................................................................17参考文献.......................................................................................................................................19致谢.......................................................................................................................................22哈尔滨学院本科毕业论文(设计)3摘要TiO2由于其具有化学惰性、良好的生物兼容性、较强的氧化能力以及吸附能力，且价格低廉，在能量转换、废水处理、环境净化、传感器、涂料、化妆品、催化剂、填充剂等诸多领域引起了人们极大的关注，成为近年来非常热门的新型功能材料。而TiO2纳米管是TiO2的又一种存在形式，因它具有独特的空心管状结构、更大的比表面积、特殊的表面区域和孔体积，使其吸附能力更强，表面活化能更高，有望表现出更高的光催化活性和光电转换效率。在太阳能电池、光催化、传感器等领域有着重要的应用。本文首先从TiO2纳米管的晶型及形貌入手，之后对其化学组成进行了简要的概述，并对其制备、改性的方法以及应用领域进行了综述，对其在未来的发展前景进行了展望。关键词：TiO2纳米管；制备及改性方法；研究进展；展望哈尔滨学院本科毕业论文(设计)4AbstractTiO2sinceithaschemicalinert,goodbiologicalcompatibility,strongoxidationabilityandadsorptionability,andthepriceislow,inenergyconversion,wastewatertreatment,environmentalpurification,sensors,thecoating,thecosmetics,catalyst,fillingagentandsoonmanydomainsarousedpeople'sgreatattention.Becomeinrecentyearsverypopularnewfunctionalmaterials.AndTiO2nanotubesTiO2isanotherkindofformofbeing.Becauseithasauniquehollowtubularstructure,morespecificsurfacearea,specialsurfaceareaandporevolume,makeitsadsorptionabilitystrong,highersurfaceactivationenergy,andisexpectedtoshowahigherlightcatalyticactivityandphotoelectricconversionefficiency.Insolar,lightcatalysis,sensors,etchaveimportantapplications.ThispaperfromtheTiO2nanotubescrystalandmorphologyofthechemicalcompositionofafterabriefoverview,anditspreparation,modificationmethodsandapplicationfieldweresummarized,finally,theofdevelopmentinthefuturewasprospected.Keywords:TiO2nanotubes;preparationandmodificationmethod;researchprogress;prospect哈尔滨学院本科毕业论文(设计)5前言纳米科技[1,2]是近年发展起来的前沿交叉性学科，它在创造新的生产工艺、新的物质和新的产品等方面有巨大的潜能，在各领域有着广泛的应用前景。纳米材料是指晶粒尺寸小于100nm的单晶体或多晶体，由于晶粒细小，使其晶界上的原子数多于晶粒内部，从而使纳米材料有许多不同于一般材料的性能。纳米粒子拥有很大的比表面积，有相当的一部分的原子处于颗粒表面，这些处于表面态的原子、电子与处于颗粒内部的原子、电子的行为有很大的差别。纳米材料的特殊结构使其具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应等特殊性质。对于在金属或半导体材料表面自组装纳米结构来说，这些材料具有可期待的技术潜能。在这些金属上形成的纳米结构氧化物显示出各种功能化的性能，可用于光电器件、催化和生物材料领域。其中，尤其是在Ti上自组装氧化物因其多种潜在的应用潜能更引起人们的关注。纳米TiO2是近年非常热门的新型功能材料。本身无毒且对人体无害，因此也被考虑用作杀菌、毒、除臭等环境净化中，一直以来都是各领域研究的热点。纳米TiO2材料有多种存在形式，如TiO2纳米粉体、TiO2纳米薄膜、TiO2纳米管等。其中TiO2纳米薄膜适合制造敏感元件，尤其是集成化和平面化敏感元件。但其制