电化学沉积金属的二氧化钛纳米管的制备与表征纳米材料一般是由1~100nm间的粒子组成,它介于宏观物质和围观分子﹑原子交界的过渡区域,是一种典型的介观系统。纳米材料研究主要分成两个方面:①系统研究的纳米材料的性能﹑微结构和谱学特征,通过和常规材料相比较,找出纳米材料的特殊规律,建立表征纳米材料的新概念和新理论发展和完善纳米材料科学系统;②开发研制新的纳米材料,纳米材料的特殊结构使之产生独特的物理化学性能。例如:小尺寸效应,表面效应,量子尺寸效应,宏观量子隧道效应,介电限域效应等,借助于纳米材料这种特殊的性质,使材料在光﹑电﹑力﹑磁﹑超导性乃至热力学等领域注入了新的活力。1、1二氧化钛自二十世纪七十年代,日本科学家Fujishima发现二氧化钛半导体上的光催化分解水作用以来,二氧化钛由于具有独特的光物理和光化学性质,在光学材料、光电化学和光电池、光催化降解有机物方面有广泛的应用前景。引起了人们很大的兴趣。九十年代,纳米材料科学的兴起,发展了以二氧化钛为对象的基础理论和应用。由于纳米粒子的量尺子效应、表面效应等使得二氧化钛纳米材料的结构和性质都与常规二氧化钛有很大差别,在光物理学、光化学反面呈现出的特的应用前景,成为二十一世纪的一大研究热门。1、1、1二氧化钛的晶型结构二氧化钛警惕有三种重要的不同结构:金红石、锐钛矿、和析钛矿。但是,仅是金红石和锐钛矿在二氧化钛的应用领域中起重要作用,表面科学技术的研究兴趣主要也是在金红石和锐钛矿上,在两种结构中,其基本的结构单元包含一个钛原子,该原子处于六个氧原子形成的异构八面体构型中,在每种结构的八面体结构中两个钛原子和氧原子间的化学键稍长一些,在锐钛矿中,键角90o有一个较大的偏离。在金红石中,相邻的八面体共用一个方向上的点沿着长轴在90o方向交替堆积,在锐钛矿中,共点的八面体形成面,它们还与下层的八面体面共边。1、1、2二氧化钛纳米材料的研究发展自从1972年,、还原反应以来,纳米二氧化钛作为光催化剂用来催化降解有机污染物,引起了人们的普遍关注,将这种材料做成空心小球浮在含有有机物的废水表面上,利用太阳光可以进行有机物的降解,美国、日本利用这种方法对海上石油泄漏造成的污染进行处理,将二氧化钛粉体添加到陶瓷的釉料中,具有保洁杀菌的功能,也可以添加到人造纤维中制成杀菌纤维;锐钛矿纳米二氧化钛表面Cu﹢、Ag﹢修饰,杀菌效果更好,在电冰箱、空调、医疗器械等方面有着广泛的应用前景。铂化的二氧化钛纳米粒子的光催化可以使丙炔与水蒸气反应,生成可燃性的甲烷、乙烷和丙烷;纳米二氧化钛的光催化效应可以从甲醇水溶液中提取H2而被广泛研究用于清洁氢能源的开发。近年来,纳米二氧化钛的光催化在有机污染物的治理方面得到了应用,Mattthews等人曾对30多种有机物的光催化分解进行了研究,发现光催化法可将烃类、卤化物、羧酸染料、表面活性剂、含氮有机物、有机农药等完全氧化为二氧化碳和水灯无毒物质,光催化剂还可以用于无机物的脱毒降解,空气净化,包括油烟气、工业废气、汽车尾气、氟利昂及氟利昂替代物的光催化降解。为了制备光催化活性较高的纳米二氧化钛,人们发展了各种物理方法和化学方法,其中化学方法制备纳米二氧化钛由于设备简单、周期短、反应条件易于控制而被广泛研究。1、1、3二氧化钛纳米
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