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毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
氧化钛纳米管的制备及性能表征
1、TiO2纳米管简述
TiO2是一种重要的无机功能材料，具有良好的化学惰性、良好的光敏、气敏、压敏[1]和湿敏性、良好的生物兼容性、介电效应、较强的氧化能力以及抗化学腐蚀和光腐蚀的能力，且其价格低廉，在太阳能的储存与利用、光电转换、废水处理、介电材料、环境净化、涂料、催化剂、光致变色及光催化降解环境污染物等方面具有广阔的应用前景[2]。
TiO2纳米管是TiO2的另一种存在形式，除具TiO2的优良特性外，纳米管具有更大的比表面积、更强的吸附能力、良好的选择性、更高的光催化性能和光电转化效率，并已应用于染料敏化太阳能电池、光催化、催化剂载体、光解水制氢以及气敏传感材料等领域[2][3]。特别是如果能在管中装入更小的无机、有机、金属或磁性纳米粒子组装成复合纳米材料，那将会大大改善TiO2的光电、电磁及催化性能[4]。
TiO2纳米管可应用的领域十分广泛，其最重要的应用就是染料敏化太阳能电池，由TiO2纳米管阵列制得的染料敏化太阳能电池具有以下优点：光电极对光的捕获效率高、电子迁移率快、电荷收集率高、电子寿命长和暗电流小等。TiO2纳米管因具有较大的比表面积，其电学性质对表面的吸附非常敏感，利用电阻的变化可将其制作成传感器。该类传感器具有响应速度快、选择性较好和灵敏度高的优点。TiO2纳米管具有比TiO2纳米颗粒更大的比表面积、更高的量子效应，且纳米管的尺寸、形貌和结构均可控，阵列层与基体之间结合牢固，因此TiO2纳米管在光催化剂的运用中可表现出更高的光催化活性[2]。
TiO2纳米管具有良好的生物相容性，亦可促进材料的体内骨整合，随着假体材料的不断推陈出新，TiO2纳米管有望在临床应用中取得更大进展，以在人工关节置换领域得到更为广泛的应用[5][6]。此外，TiO2纳米管在光解水制氢，环境的监控及保护上亦有许多新的研究进展。
2、TiO2纳米管制备方法
TiO2纳米管的制备通常采用溶胶-凝胶法、水热合成法、模板法以及电化学方法来实现[3]。
溶胶－凝胶法是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。
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