氧化钛基复合纳米管的制备与氢敏特性

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氧化钛作为一种半导体材料被广泛应用于太阳能电池、光催化等领域。本文以钛合金为基材进行了阳极氧化工艺探索,制备出了均匀一致的氧化钛基复合纳米管。在工艺优化的基础上,对氧化钛基复合纳米管进行热处理晶化,使之转变为锐钛矿相,并对其氢敏特性进行了测试。试验结果表明:氧化电压和氧化温度都会对氧化钛纳米管的形成产生重要的影响,本文对以上两个工艺条件进行了深入研究,发现氧化温度的升高能明显加速纳米管表面的化学溶解速度,而氧化电压能影响纳米管长度和纳米管直径。本文对Ti35NbxZr铸态合金的阳极氧化研究表明:随着Zr含量的增加,相同氧化条件下制备的纳米管长度也越长;通过对比氧化前后的合金元素可知,Zr为易溶解元素,加速了阳极氧化过程。当时效态Ti35Nb5Zr合金在1M NaH2PO4+ 0.5M HF水溶液中阳极氧化时,氧化电压的增加不但增加了纳米管直径,同时也增加了纳米管壁的厚度。Ti35Nb5Zr时效态合金为双相合金,将其在水溶液中氧化时,会由于第二相的存在而影响均匀表面的形成,当该合金在有机溶液中氧化时,发现有机溶液可消除双相不均匀氧化,制备出均匀一致的纳米管。?最后,对热处理晶化纳米管的氢敏测试结果表明:未掺杂氧化钛纳米管在室温下能探测100ppm-1000ppm的氢气,且在相同氢气浓度下的响应稳定;Nb掺杂纳米管对500ppm以下的氢气气氛几乎无响应,但在氢气浓度大于500ppm时敏感性良好。
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