Anium dioksid nanotubkalari titanium metall folga yuzasida elektrokimyoviy anodik oksidlanish yo'li bilan ishlab chiqarilgan va anodik oksidlanish kuchlanishi va vaqtini sozlash orqali nanotubkalarning trubka diametri va devor o'lchamlari va TiO2 nanotube massivlarining mikroskopik morfologiyasi turli xil usullarda olingan. tayyorlash shartlari skanerlash elektron mikroskopiyasi (SEM) orqali kuzatildi va oksidlanish kuchlanishi va vaqtining nanotubkalarning TiO2 nanotube massivlarining morfologiyasiga ta'siri o'rganildi; titanium dioksid nanotubalarining kristall shakli issiqlik bilan ishlov berish jarayoni yordamida o'rnatildi va namunaning kristalli shakli rentgen nurlari diffraktsiyasi (XRD) bilan tavsiflandi. TiO2 nanotubalarining kristall shakli sozlandi va namunaning kristall shakli rentgen difraktometri (XRD) bilan tavsiflandi. Natijalar shuni ko'rsatdiki, TiO2 nanotubalari 30 daqiqa davomida 40 V da elektrolit sifatida suvli etilen glikol eritmasida 0,5% ammoniy ftorid bilan oksidlanganda aniq tartiblangan; 2 soat davomida 450 daraja issiqlik bilan ishlov berishdan so'ng, TiO2 nanotubalarining kristalli shakli amorf holatdan anataza tipidagi TiO2 ga aylantirildi va nanotubalarning kichik bir qismi qulab tushdi.
TiO, nanotubalar biomeditsina, oqava suvlarni tozalash, quyosh batareyalari va boshqa sohalarda keng qo'llaniladigan toksik bo'lmagan, kimyoviy jihatdan barqaror, biologik mos keluvchi, tayyorlash oson va yaxshi fotokatalitik va hokazo xususiyatlarga ega yarim o'tkazgich materialidir. ularning ajoyib xususiyatlari tufayli milliy mudofaa"-. Hozirgacha Xitoyda titanium dioksid nanotubalari bo'yicha ko'proq tadqiqotlar olib borildi va asosiy tadqiqot yo'nalishlari implantlarning sirtini o'zgartirish5, bo'yoq bilan sezgir quyosh kameralarida fotokatalitik vodorod ishlab chiqarish va qimmatbaho narsalar bilan bog'liq. metall katalizator tashuvchilar va boshqalar, lekin avtomobillarda qo'llaniladigan metall katalizatorlar bo'yicha kamroq tadqiqotlar mavjud.Lin Xiaoxia va boshqalar elektrolitlar haroratining nanotube massivlari va fotovoltaik xususiyatlarga ta'siri bo'yicha tadqiqot o'tkazdilar.4 Ular asosan elektrolitlar haroratining ta'sirini o'rgandilar. nanotubalarning ichki diametri, devori va kristall shakli va turli haroratlarda hosil bo'lgan nanotubka massivlarining fotovoltaik xususiyatlari haqida. Xiao Tongxin titanium folga yuzasida toza va tartibli titanium dioksid nanotube massivlarini tayyorlash uchun o'zgartirilgan ikkilamchi anodik oksidlanishdan foydalangan va o'zgartirilgan nanotubalar an'anaviy birlamchi anodik oksidlanish bilan solishtirganda metil apelsin uchun yaxshi degradatsiya samaradorligiga ega edi. Ning Chengyun IV va boshqalar. elektrolitlar kontsentratsiyasi, anodik oksidlanish kuchlanishi va anodik oksidlanish vaqtining titanium oksidi nanotube massivlarining o'lchami va morfologiyasiga ta'sirini o'rganib chiqdi. Anod oksidlanish kuchlanishi 20V va HF elektrolitlar kontsentratsiyasi 0,5% bo'lgan sharoitda toza va tartibli nanotuba massivlarini tayyorlash mumkinligi ko'rsatildi.
1.Kirish
Titan parchalarini anodik oksidlash yo'li bilan tayyorlangan titanium dioksid nano-massivlari asosan tibbiyot sohasida, fotovoltaik vodorod ishlab chiqarishda va bo'yoq bilan sezgir quyosh xujayralarida qo'llaniladi.Roman Ioan va boshqalar. xomashyo sifatida etilen glikol va glitserindan foydalangan holda turli substratlarda (titanium, Ti6A14V va Ti6AI7Nb qotishmalari) titan dioksid nanotubalarini anodik oksidlash yo'li bilan titan dioksid nanotubalarini tayyorladi va qo'llaniladigan potentsiallarning ta'sirini va ishlov berish vaqtining diametri va uzunligini tahlil qildi. nanotubalar. MohamecAhmmed ElRuby va boshqalar. glitserin va etilen glikol kabi turli viskoz elektrolitlarda anodik oksidlanish yo'li bilan titanium dioksid nanotubalarini tayyorladi va anodik oksidlanish kuchlanishi, oksidlanish vaqti, elektrolitning kimyoviy tarkibi va pH ning anodik oksidlanishga ta'sirini o'rgandi. Glitserin elektrolitidagi 5% yoki undan yuqori suv miqdori nanotubalarni tayyorlash uchun kalit ekanligi ko‘rsatilgan: H qiymati 6 bo‘lsa, uzunligi 9 gacha bo‘lgan yuqori tartibli va uzluksiz nanotuba massivlarini tayyorlash uchun qulaydir0{{10} } nm. XiaoPeng va boshqalar. turli elektrolitlardagi temir plyonkalarni anodik oksidlash yo'li bilan titan dioksid nanotube (TNT) massivlarini tayyorladi va kalsinatsiyadan oldin va keyin nanotuba massivlarining o'tkazuvchanligini o'rganish uchun ularni turli haroratlarda kiloquritish ammiak bilan yoqib yubordi. Nanotube massivlarining o'tkazuvchanligi va sig'imi kalsinatsiyadan oldin va keyin tekshirildi. Umuman olganda, anodik oksidlanish natijasida hosil bo'lgan TiO nanotubalari amorf holatda bo'lib, issiqlik bilan ishlov berish orqali anataza yoki rutilga aylanishi mumkin. Biroq, agar issiqlik bilan ishlov berish harorati juda yuqori bo'lsa, Ti0 nanotubalari qulab tushadi. Biroq, morfologiyasini saqlab qolish uchun ma'lum diametrli TiO nanotubalarini, shuningdek, o'ziga xos kristall shaklini talab qiladigan ko'plab potentsial ilovalar mavjud. Bugungi kunga kelib, titanium folga yuzasida TiO nanokristallitlari va morfologiyasini nazorat qilish bo'yicha bir nechta tizimli tadqiqotlar mavjud. Bundan tashqari, Ti0, nanotubalar bo'yicha olib borilgan tadqiqotlarning aksariyati hali ham laboratoriyada asosiy tadqiqot bosqichida bo'lib, ulardan bir nechtasi keng ko'lamli amaliy ishlab chiqarishda qo'llanilgan, chunki nanotubalarni qattiq yuklash muammolari va keyinchalik. mahsulotni qoliplash yaxshi hal etilmagan. Shuning uchun muallif anodik oksidlanish usuli va gazlashtirish kuchlanishini, vaqtini va issiqlik bilan ishlov berish jarayonini o'zgartirib, qayta ishlanishi va shakllantirilishi juda oson bo'lgan titan folga yuzasida boshqariladigan morfologiyasi va kristalli shakli bo'lgan TiO nanotubalarini tayyorlash niyatida. keyingi bosqichda uni qo'llash uchun tegishli ma'lumotnomani taqdim etish.
2. Sinov
99,9% tozalikdagi titan folga ({0}}.05mmx10mmx15mm) sirtdagi dog‘larni olib tashlash uchun 10 daqiqa davomida aseton, suvsiz etanol va deionizatsiyalangan suv bilan yuvildi. Tozalashdan so'ng, titanium plitalari quritilgan va chetga surilgan. Elektroliz WYK-6005K DC quvvat manbai yordamida amalga oshirildi, anod sifatida titan va katod sifatida tosh chiplari, oraliqlari taxminan 30 mm, elektrolit esa 0,5% ni o'z ichiga olgan suvli etilen glikol eritmasi edi. ammoniy ftorid. Anodlash kuchlanishlari 20, 30, 40 va 50 V, oksidlanish vaqti esa 0,5, 1, 2 va 4 soat edi. Reaksiyadan so'ng, namunalar darhol olib tashlandi, ko'p miqdorda deionizatsiyalangan suv bilan yuviladi va tabiiy ravishda quritiladi va keyin foydalanish uchun qoldiriladi. Anodlangan namunalar 2 soat davomida mufelli pechda 450 darajaga qadar qizdirilgan, tabiiy ravishda xona haroratiga qadar sovutilgan va keyin foydalanish uchun chiqarilgan.
Namunalarning yuzasi morfologiyasi va o‘lchamli xususiyatlari uchun Gemini dala emissiyasi elektron skanerlovchi elektron mikroskopi (BRUKER, Germaniya) tomonidan tahlil qilindi va namunalar fizikaviy diafragma uchun D8-Advance rentgen difraktometri (BRUKER, Germaniya) bilan tavsiflandi. bosqichi.
Test natijalari va muhokama
Oksidlanish kuchlanishining TiO nanotubalarining sirt morfologiyasiga ta'siri
Tarkibida {0}},5% ammoniy ftorid (4:1, v/v) boʻlgan etilen glikolning suvli eritmasida turli oksidlanishda 4 soat davomida TiO nanotubalarini anodik oksidlanish yoʻli bilan tayyorlangan TiO nanotubalarining mikroskopik morfologiyasi. kuchlanishlar (20, 30, 40, 50 V). Ko'rinib turibdiki, 4 soat davomida turli xil kuchlanishlarda oksidlangan titan folga yuzasi titan substratida vertikal ravishda taqsimlangan bir xil va muntazam nanotubalar qatlamini hosil qiladi. 20V oksidlanish kuchlanishi ostida titan substratida hosil bo'lgan nanotubalar eng kichik diametrga ega. Taxminan 40 ~ 70 nm, sirt ko'plab singan nanotubalar bilan qoplangan, ehtimol, elektroliz vaqti juda uzoq bo'lgani uchun, chuqurlarning erish vaqti oshadi, nanotubalar uzunligi ortadi va nanotubalar tufayli nanotubalar noto'g'ri yoki hatto singan. devori nanotubkalarning ma'lum bir uzunligini ushlab turish uchun juda nozik. Quvurning og'zida halqa bor, bu F ning yuqori konsentratsiyasi va glikol organik elektrolitidagi sekin diffuziya bilan bog'liq bo'lishi mumkin, shuning uchun nanotubka mikroporoz F diffuziyasi etarli emas, eritma tezligi izchil emas, natijada og'iz Ti0, halqa tuzilishini hosil qilib, eriy boshladi. Ya'ni, bu tizimda oksidlanish kuchlanishi 20, 30, 40 V, oksidlanish vaqti 4 soat bo'lgan nanonaychalar hosil bo'ladi, kuchlanish ortishi bilan nanonaychalar diametri oshadi, strukturasi toza va tartibli bo'ladi. Kuchlanish 50V ga yetganda, nanotubka tuzilishi kuzatilmaydi, buning sababi nanotubkalar yuqori kuchlanish tufayli qulab, shimgichga o'xshash g'ovakli strukturani hosil qiladi. Bu shuni ko'rsatadiki, 0,5% li ammoniy ftoridning suvli etilen glikol eritmasidagi elektrolitida (4: 1, v/v) oksidlanish kuchlanishining kattaligi TiO nanotube tuzilmalarining shakllanishiga bevosita ta'sir qiladi. Agar kuchlanish juda yuqori bo'lsa, eritma tezligi tezlashadi va shimgichga o'xshash struktura hosil bo'ladi.
3 Xulosa
Anodik oksidlanish usuli, issiqlik bilan ishlov berish bilan birgalikda, TiO nanotube morfologiyasi va kristall shaklini nazorat ostida tayyorlashga erishish uchun ishlatilishi mumkin. Anodik oksidlanish kuchlanishi, oksidlanish vaqti va issiqlik bilan ishlov berish jarayoni TiO nanotubalarining morfologiyasi va kristall shakliga muhim ta'sir ko'rsatadi. Xuddi shu oksidlanish vaqtida nanotubalarning diametri kuchlanish ortishi bilan ortadi va nanonaychalar devori kuchlanish kuchayishi bilan kamayadi: bir xil oksidlanish kuchlanishida nanotubalarning devori oksidlanish vaqtining oshishi bilan kamayadi va diametri. nanotubalarning soni asosan o'zgarmagan. Oksidlanish kuchlanishi 20V va oksidlanish vaqti 0,5 soat bo'lsa, nanonaycha diametri eng kichik bo'ladi; oksidlanish kuchlanishi 40V va oksidlanish vaqti 0,5 soat bo'lsa, nanotubaning diametri eng katta. Nanotubalar issiqlik bilan ishlov berishdan so'ng qisman qulab tushdi va issiqlik bilan ishlov berish asosan nanotubalarning tuzilishiga ta'sir qildi va anataza tipidagi titanium dioksidi 450 darajaga etdi.
