甘油电解液阳极氧化法制备TiO₂纳米管阵列研究

摘要

以TA1纯钛为基底，在甘油-NH₄F-水电解液体系中通过阳极氧化法制备TiO₂纳米管阵列，研究甘油含量及阳极氧化工艺参数（氧化电压、氧化时间）对TiO₂纳米管阵列微观形貌的影响；采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪及电化学测试技术，分别表征TiO₂纳米管的微观形貌、物相结构和耐腐蚀性。结果表明：在甘油体积分数70%～95%的电解质范围内，通过阳极氧化可稳定制备排列规整的TiO₂纳米管阵列；随着氧化电压的升高，纳米管管径不断增加，管长则表现出“先增加后减小”的变化规律；随着氧化时间的延长，纳米管管径与管长均呈单调增加趋势。阳极氧化制备的TiO₂纳米管阵列为无定形结构，经350℃热处理后可转化出锐钛矿相，550℃热处理后出现金红石相，且随着热处理温度的升高，金红石相的相对含量逐渐增加；TiO₂纳米管的完整管状结构可稳定保持至550℃。在甘油体积分数为90%的电解液中制备的TiO₂纳米管阵列薄膜，其耐腐蚀性显著优于纯钛基底，且对钛基底有着更好的保护作用。

关键词

TA1纯钛 / 阳极氧化 / TiO₂纳米管阵列 / 甘油-NH₄F-水电解液 / 耐腐蚀性