本發(fā)明涉及一種大管徑TiO₂納米管的制備方法。

背景技術：

TiO₂因其優(yōu)異的光催化性能、較好的化學穩(wěn)定性、低廉的價格以及無毒無害等優(yōu)點，在光解水制氫、太陽能電池以及環(huán)境凈化等方面有著廣泛的應用。相對于TiO₂顆粒， TiO₂納米管因具有更大的比表面積和有序的孔道結構，而表現(xiàn)出獨特的理化性質，在光電轉換和光催化領域顯示出誘人的應用前景。

通常TiO₂納米管的制備方法有陽極氧化法、模板法和水熱法等。其中，陽極氧化法因制得的納米管規(guī)則有序、長度、直徑可控等優(yōu)點，而被廣泛采用。盡管陽極氧化法制備TiO₂納米管已經(jīng)研究了十幾年，但其形成機理至今仍不清楚。影響TiO₂納米管生長的因素很多，如電解液中氟離子濃度、水含量、施加電壓或電流、陽極氧化時間和電解液的溫度等。相比而言，水含量和電壓對TiO₂納米管形貌的影響尚無系統(tǒng)性結論。在低水含量(２％(體積分數(shù)))的氟化銨溶液中，采用較低的電壓(10~80 V)進行陽極氧化，制備的TiO₂納米管的管徑在20~300nm 的范圍內。而在高水含量的電解液中，在高電壓下制備的大管徑的TiO₂納米管鮮有文獻報道。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在針對上述問題，提出一種大管徑TiO₂納米管的制備方法。

本發(fā)明的技術方案在于：

大管徑TiO₂納米管的制備方法，包括如下步驟：

（1）在進行電化學拋光之前，將鈦片分別用丙酮、異丙醇和去離子水超聲清洗10min；將清洗后的鈦片在高氯酸和冰醋酸的混合溶液中電化學拋光，拋光后用去離子水清洗、吹干待用；

（2）在含有NH_４F 和水的乙二醇電解液中，在恒定電壓下陽極氧化拋光的鈦片，用冷卻機控制電解液溫度保持在10℃；而后在NH_４F 和水的乙二醇電解液中，在恒定電壓下陽極氧化拋光的鈦片，進行一次氧化，氧化1h后超聲10 min 去掉表面氧化膜，再用去離子水清洗吹干，進行二次氧化，氧化時間為15 min。

所述的高氯酸和冰醋酸的體積比為1：9。

所述的電化學拋光的電壓為40V，溫度11 ℃，時間為5min。

所述的陽極氧化拋光的電壓為150 V，拋光時間為30min。

所述的NH_４F的質量分數(shù)為0.3%。

所述的二次氧化電壓與二次氧化電壓相同。

本發(fā)明的技術效果在于：

本發(fā)明技術方案簡單，有利于提高TiO₂納米管的光解水性能。

具體實施方式

大管徑TiO₂納米管的制備方法，包括如下步驟：

（1）在進行電化學拋光之前，將鈦片分別用丙酮、異丙醇和去離子水超聲清洗10min；將清洗后的鈦片在高氯酸和冰醋酸的混合溶液中電化學拋光，拋光后用去離子水清洗、吹干待用；

（2）在含有NH_４F 和水的乙二醇電解液中，在恒定電壓下陽極氧化拋光的鈦片，用冷卻機控制電解液溫度保持在10℃；而后在NH_４F 和水的乙二醇電解液中，在恒定電壓下陽極氧化拋光的鈦片，進行一次氧化，氧化1h后超聲10 min 去掉表面氧化膜，再用去離子水清洗吹干，進行二次氧化，氧化時間為15 min。

其中，所述的高氯酸和冰醋酸的體積比為1：9。所述的電化學拋光的電壓為40V，溫度11 ℃，時間為5min。所述的陽極氧化拋光的電壓為150 V，拋光時間為30min。

所述的NH_４F的質量分數(shù)為0.3%。所述的二次氧化電壓與二次氧化電壓相同。