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Keywords: anodizing; TiO2 nano-tube; super-hydrophobic
目录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 TiO2的晶体结构 2
1.3 TiO2纳米管阵列的形成机理 2
1.4 TiO2的制备方法 4
1.4.1 模板合成法 4
1.4.2 水热合成法 4
1.4.3 阳极氧化法 5
1.5 超疏水理论 5
1.5.1 浸润性的表征 6
1.5.2 影响表面浸润性的因素 8
1.5.3 接触角模型 8
1.5.4 超疏水性表面的制备方法 9
1.5.6 超疏水表面的发展方向及存在的问题 10
1.6 本课题的研究意义和研究内容 10
1.6.1 研究意义 10
1.6.2 研究内容 11
2 TiO2纳米管阳极氧化制备与表征方法 12
2.1 实验试剂与设备 12
2.2 实验原理 13
2.3 实验步骤 13
2.4 表征方法 13
3 钛箔阳极氧化的工艺条件研究 14
3.1 氧化电压对TiO2纳米管制备的影响 14
3.1.1 氧化电压对TiO2纳米管影响的传统观点 14
3.1.2 氧化电压对TiO2纳米管制备的影响 14
3.2电解液浓度对TiO2纳米管的影响 16
3.2.1电解液浓度对TiO2纳米管影响的传统观点 16
3.2.2 电解液浓度对TiO2纳米管的影响 16
3.3 阳极氧化时间对TiO2纳米管的影响 17
3.3.1 阳极氧化时间对TiO2纳米管影响的传统观点 17
3.3.2 阳极氧化时间对TiO2纳米管的影响 18
3.4 温度对TiO2纳米管的影响 19
3.4.1 温度对TiO2纳米管影响的传统观点 19
3.4.2 温度对TiO2纳米管的影响 19
4 TiO2超疏水膜的制备 21
4.1 引言 21
4.2 TiO2超疏水膜的制备 21
4.3 结果与讨论 21
5 结论 23
致谢 24
参考文献 25
1 绪论
1.1 研究背景
早在20世纪60年代，纳米这个概念就已经被提出了，是在加州理工学院物理年会上由诺贝尔物理奖得主Richard Feynman演讲所提到的，这次演讲在科学研究历史上称为纳米技术的萌芽。此后许多发达国家相继投入开展了大量的纳米研究工作。直到了1990年，纳米科学才在第一届国际纳米科学技术会议上正式成为材料科学一个新的分支，这是纳米材料科技的正式诞生的标志。纳米材料是纳米科技的基础组成部分，有了它才能将纳米科技应用于化学、物理学、生物学、医学和我们的生活中，共同构成纳米科学技术的内涵，应用于不同的领域。纳米材料具有纳米尺度，还具有与宏观物体不一样的介面效应、表面效应、量子效应等纳米级材料特有的效应，因此在机械性能、磁、电、光、热等方面都显示出与宏观物体不同的特性和功能。纳米材料是以其在三文空间中的尺寸来界定的，纳米材料指的是至少有一文的尺寸是纳米级别或以纳米尺寸的晶粒作为组成材料的基本单位。因此，我们可以根据基本结构单元位于纳米级别的文数来划分纳米材料的种类，其中基本结构单元的三文尺寸均位于纳米级别的可以称为零文纳米材料，比如微粒、原子团簇等；基本结构单元中有任意二文的尺寸位于纳米级别的，则该材料称为一文纳米材料，常用的纳米管、纳米丝等就是属于一文纳米材料；基本结构单元中仅有一文是纳米级别的，则称该材料是二文纳米材料，如超薄膜等。纳米科技的研究不仅让科学家发现新现象和新规律在纳米规模上，新理论的建立更主要的是纳米技术渗透和交叉融合到信息、生物以及传统产业领域，将促进工业的快速发展以及传统工业生产的变革，成为20世纪增长经济的驱动力。