Cynhyrchwyd nanotiwbiau aniwm deuocsid ar wyneb ffoil metel titaniwm trwy ocsidiad anodig electrocemegol, a rheolwyd diamedr tiwb a maint wal y nanotiwbiau trwy addasu'r foltedd ac amser ocsidiad anodig, a morffoleg microsgopig yr araeau nanotiwb TiO2 a gafwyd o dan wahanol sylwyd ar amodau paratoi trwy sganio microsgopeg electron (SEM), ac archwiliwyd effeithiau foltedd ocsideiddio ac amser ar forffoleg araeau nanotiwb TiO2 o'r nanotiwbiau; addaswyd siâp crisialog y nanotiwbiau titaniwm deuocsid gan ddefnyddio proses trin gwres, a nodweddwyd y siâp grisial sampl gan diffreithiant pelydr-X (XRD). Addaswyd siâp grisial nanotiwbiau TiO2, a nodweddwyd y siâp grisial sampl gan diffractometer pelydr-X (XRD). Dangosodd y canlyniadau fod y nanotiwbiau TiO2 wedi'u harchebu'n daclus wrth ocsideiddio â 0.5% fflworid amoniwm mewn hydoddiant ethylene glycol dyfrllyd fel yr electrolyte ar 40 V am 30 munud; ar ôl triniaeth wres ar 450 gradd am 2 h, trawsnewidiwyd siâp crisialog y nanotiwbiau TiO2 o'r cyflwr amorffaidd i anatase-math TiO2, ac roedd yn ymddangos bod gan y nanotiwbiau gyfran fach o gwympo.
Mae TiO, nanotiwbiau yn fath o ddeunydd lled-ddargludyddion gyda nodweddion nad ydynt yn wenwynig, yn sefydlog yn gemegol, yn fio-gydnaws, yn hawdd eu paratoi, ac yn ffotocatalytig da, ac ati, a ddefnyddir yn helaeth ym meysydd biofeddygaeth, trin dŵr gwastraff, celloedd solar, a amddiffyniad cenedlaethol oherwydd eu priodweddau rhagorol"-. Hyd yn hyn, bu mwy o astudiaethau ar nanotiwbiau titaniwm deuocsid yn Tsieina, ac mae'r prif feysydd ymchwil yn ymwneud ag addasu wyneb mewnblaniadau5, cynhyrchu hydrogen ffotocatalytig mewn celloedd solar sy'n sensitif i liw, a gwerthfawr cludwyr catalydd metel, ac ati, ond mae llai o astudiaethau ar gludwyr catalydd metel ar gyfer cymwysiadau modurol.Cynhaliodd Lin Xiaoxia et al astudiaeth ar effaith tymheredd electrolyte ar araeau nanotiwb ac eiddo ffotofoltäig.4 Fe wnaethant ymchwilio'n bennaf i effaith tymheredd electrolyte ar y diamedr mewnol, wal a siâp grisial y nanotiwbiau, a phriodweddau ffotofoltäig yr araeau nanotiwb a ffurfiwyd ar dymheredd gwahanol. Defnyddiodd Xiao Tongxin ocsidiad anodig eilaidd wedi'i addasu i baratoi araeau nanotiwb titaniwm deuocsid taclus a threfnus ar wyneb ffoil titaniwm, ac roedd gan y nanotiwbiau wedi'u haddasu effeithlonrwydd diraddio gwell ar gyfer methyl oren o'i gymharu â'r ocsidiad anodig cynradd confensiynol. Mae Ning Chengyun IV et al. ymchwilio i effeithiau crynodiad electrolyte, foltedd ocsidiad anodig ac amser ocsideiddio anodig ar faint a morffoleg araeau nanotiwb titaniwm ocsid. Dangoswyd y gellid paratoi araeau nanotiwb taclus a threfnus o dan gyflwr foltedd ocsideiddio anodig o 20 crynodiad electrolyte V a HF o 0.5%.
1. Rhagymadrodd
Defnyddir y nano-araeau titaniwm deuocsid a baratowyd gan ocsidiad anodig o fflochiau titaniwm yn bennaf yn y maes meddygol, cynhyrchu hydrogen ffotofoltäig a chelloedd solar sy'n sensitif i liw.Roman Ioan et al. paratoi nanotiwbiau titaniwm deuocsid trwy ocsidiad anodig o nanotiwbiau titaniwm deuocsid ar wahanol swbstradau (titaniwm, aloion Ti6A14V a Ti6AI7Nb) gan ddefnyddio glycol ethylene a glyserol fel deunyddiau crai, a dadansoddodd effeithiau'r potensial cymhwysol a'r amser prosesu ar ddiamedrau a hyd y nanotiwbiau. MohamecAhmmed ElRuby et al. nanotiwbiau titaniwm deuocsid a baratowyd trwy ocsidiad anodig mewn gwahanol electrolytau gludiog megis glyserol a glycol ethylene, ac ymchwiliodd i effeithiau foltedd ocsidiad anodig, amser ocsideiddio, cyfansoddiad cemegol electrolyte a pH ar yr ocsidiad anodig. Dangosir mai cynnwys dŵr 5% neu uwch mewn electrolyte glyserol yw'r allwedd i baratoi nanotiwbiau: mae gwerth H o 6 yn ffafriol ar gyfer paratoi araeau nanotiwb hynod drefnus a pharhaus gyda hyd hyd at 90{{10} } nm. Dywedodd XiaoPeng et al. paratoi araeau nanotiwb titaniwm deuocsid (TNT) gan ocsidiad anodig ffoil haearn mewn gwahanol electrolytau, a'u llosgi ag amonia kilodrying ar wahanol dymereddau i astudio dargludedd yr araeau nanotiwb cyn ac ar ôl y calchynnu. Archwiliwyd dargludedd a chynhwysedd yr araeau nanotiwb cyn ac ar ôl calchynnu. A siarad yn gyffredinol, mae nanotiwbiau TiO a gynhyrchir gan ocsidiad anodig mewn cyflwr amorffaidd a gellir eu trawsnewid yn anatase neu rutile trwy driniaeth wres. Fodd bynnag, os yw'r tymheredd triniaeth wres yn rhy uchel, bydd y nanotiwbiau Ti0 yn cwympo. Fodd bynnag, mae yna lawer o gymwysiadau posibl sy'n gofyn am nanotiwbiau TiO o ddiamedr penodol i gynnal eu morffoleg yn gyfan, yn ogystal â siâp grisial penodol. Hyd yn hyn, ychydig o astudiaethau systematig sydd ar reoli nanocrystallites TiO a morffoleg ar wyneb ffoil titaniwm. Yn ogystal, mae'r rhan fwyaf o'r astudiaethau ar Ti0, nanotiwbiau yn dal i fod yn y cam ymchwil sylfaenol yn y labordy, ac ychydig ohonynt sydd wedi'u cymhwyso mewn ystod eang o gynhyrchu ymarferol, yn bennaf oherwydd problemau llwytho solet y nanotiwbiau a'r diweddaraf. nid yw mowldio cynnyrch wedi'i ddatrys yn dda. Felly, mae'r awdur yn bwriadu paratoi nanotiwbiau TiO gyda morffoleg y gellir ei reoli a siâp grisial ar wyneb ffoil titaniwm, sy'n hawdd iawn ei brosesu a'i siapio, trwy ddull ocsideiddio anodig a newid y foltedd nwyeiddio, amser a phroses trin gwres, er mwyn i ddarparu'r cyfeirnod cyfatebol ar gyfer ei gymhwyso yn y cam diweddarach.
2. Prawf
Golchwyd ffoil titaniwm ({{0}}.05mmx10mmx15 mm) gyda phurdeb o 99.9% ag aseton, ethanol anhydrus a dŵr wedi'i ddad-ïoneiddio am 10 munud i gael gwared ar staeniau arwyneb. Ar ôl glanhau, cafodd y dalennau titaniwm eu sychu a'u gosod o'r neilltu. Cyflawnwyd yr electrolysis gan ddefnyddio cyflenwad pŵer WYK-6005K DC, gyda thitaniwm fel yr anod a sglodion carreg fel y catod, gyda bylchiad o tua 30 mm, ac roedd yr electrolyt yn doddiant ethylene glycol dyfrllyd yn cynnwys 0.5% fflworid amoniwm. Y folteddau anodio oedd 20, 30, 40 a 50 V, a'r amseroedd ocsideiddio oedd 0.5, 1, 2 a 4 h. Ar ôl yr adwaith, tynnwyd y samplau ar unwaith, eu rinsio â llawer iawn o ddŵr wedi'u dadïoneiddio a'u sychu'n naturiol, ac yna eu gadael i'w defnyddio. Cynheswyd y samplau anodedig i 450 gradd mewn ffwrnais muffle am 2 awr, eu hoeri'n naturiol i dymheredd yr ystafell, ac yna eu tynnu allan i'w defnyddio.
Dadansoddwyd wyneb y samplau gan ficrosgop electron sganio electronau maes Gemini (BRUKER, yr Almaen) ar gyfer morffoleg a nodweddion dimensiwn, a nodweddwyd y samplau gan D8-Difractomedr pelydr-x ymlaen llaw (BRUKER, yr Almaen) ar gyfer ffisegol. cyfnod.
Canlyniadau profion a thrafodaeth
Effaith foltedd ocsideiddio ar forffoleg wyneb nanotiwbiau TiO
Morffoleg microsgopig nanotiwbiau TiO a baratowyd trwy ocsidiad anodig o nanotiwbiau TiO mewn hydoddiant dyfrllyd o glycol ethylene sy'n cynnwys {{0}}.5% fflworid amoniwm (4:1, v/v) am 4 h ar ocsidiad gwahanol folteddau (20, 30, 40, 50 V). Gellir gweld bod wyneb ffoil titaniwm ocsidiedig am 4h ar wahanol folteddau yn cynhyrchu haen o nanotiwbiau unffurf a rheolaidd, sy'n cael eu dosbarthu'n fertigol ar y swbstrad titaniwm. Y nanotiwbiau a gynhyrchir ar y swbstrad titaniwm o dan y foltedd ocsideiddio o 20V sydd â'r diamedr lleiaf. Tua 40 ~ 70 nm, mae'r wyneb wedi'i orchuddio â llawer o nanotiwbiau wedi'u torri, yn ôl pob tebyg oherwydd bod yr amser electrolysis yn rhy hir, mae amser diddymu'r pyllau yn cynyddu, mae hyd y nanotiwbiau yn cynyddu, ac mae'r nanotiwbiau yn rhagfarnllyd neu hyd yn oed wedi torri oherwydd y nanotiwb. wal yn rhy denau i gynnal hyd penodol o'r nanotiwbiau. Mae cylch yng ngheg y tiwb, a allai fod oherwydd y crynodiad uchel o F a gwasgariad araf yn yr electrolyte organig glycol, fel nad yw trylediad microporous F nanotiwb yn ddigonol, nid yw'r gyfradd diddymu yn gyson, gan arwain at y geg Ti0, dechreuodd i ddiddymu, gan ffurfio strwythur cylch. Hynny yw, yn y system hon foltedd ocsidiad ar 20, 30, 40V, amser ocsideiddio 4h yn cael eu cynhyrchu nanotiwbiau, gyda'r cynnydd o foltedd, diamedr nanotiwb yn cynyddu, mae'r strwythur yn dod yn daclus ac yn drefnus. Pan fydd y foltedd yn cyrraedd 50V, ni ellir arsylwi unrhyw strwythur nanotiwb, sef oherwydd bod y nanotiwbiau'n cwympo oherwydd y foltedd uchel, gan ffurfio strwythur hydraidd tebyg i sbwng. Mae hyn yn dangos, yn yr electrolyte o fflworid amoniwm 0.5% mewn hydoddiant ethylene glycol dyfrllyd (4: 1, v / v), bod maint y foltedd ocsideiddio yn effeithio'n uniongyrchol ar ffurfio strwythurau nanotiwb TiO. Os yw'r foltedd yn rhy uchel, mae'r gyfradd diddymu yn cael ei gyflymu a ffurfir strwythur tebyg i sbwng.
3 Casgliad
Gellir defnyddio'r dull ocsideiddio anodig, ynghyd â thriniaeth wres, i gyflawni paratoad rheoledig o morffoleg nanotiwb TiO a siâp grisial. Mae foltedd ocsideiddio anodig, amser ocsideiddio a phroses trin gwres yn cael effaith bwysig ar morffoleg a siâp crisialog nanotiwbiau TiO. O dan yr un amser ocsideiddio, mae diamedr nanotiwbiau yn cynyddu gyda chynnydd mewn foltedd, ac mae wal nanotiwbiau'n gostwng gyda chynnydd y foltedd: o dan yr un foltedd ocsideiddio, mae wal nanotiwbiau'n lleihau gyda chynnydd yr amser ocsideiddio, a'r diamedr o nanotiwbiau yn y bôn heb ei newid. Pan fo'r foltedd ocsideiddio yn 20V a'r amser ocsideiddio yn 0.5h, diamedr nanotiwb yw'r lleiaf; pan fo'r foltedd ocsideiddio yn 40V a'r amser ocsideiddio yn 0.5h, diamedr nanotiwb yw'r mwyaf. Cafodd y nanotiwbiau eu cwympo'n rhannol ar ôl triniaeth wres, ac roedd y driniaeth wres yn effeithio'n bennaf ar strwythur y nanotiwbiau, a chafwyd y titaniwm deuocsid anatase-math ar 450 gradd.
