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纳米管的制备、改性及应用研究
陈晓娟彭芳光
.北京市西城区环保局北京; .中铁第五勘察设计院集团有限公司北京
摘要。纳米管具有较大的比表面积和较强的吸附性能,是目前光催化技术的研究热点。就纳米管的
制备方法、改性以及在环境治理、太阳能电池等方面的应用进行了综述,分析了其制备及改性方面存在的问题,并
提出应用研究的发展趋势。
关键词纳米管制备方法改性应用
中图分类号文献标识码文章编号—增一—
纳米,材料具有湿敏、气敏、介电效应、光电技术来获得纳米管。
转换、光致变色及优越的光催化等性能,在传感器介. 电化学沉积法
电材料、自清洁材料和光催化剂等领域具有巨大的这种方法通常适合在氧化铝和高分子模板孔内
应用价值。在大规模实用化研究进程中,如何提高组装金属和导电高分子的管。但等用两阶
的光催化活性和对太阳光的利用率成为当前段复制法制备了纳米管。在的保护下加入少量
光催化研究中最为重要的研究课题。的溶液到/盐酸溶液中,调节
与常规形态的。相比,纳米管具有更至.,将无定型二氧化钛沉积在薄膜
大的比表面积和更强的吸附能力,可望提高:的上。沉积后电极在盐酸溶液中清洗并干燥,然后将
光催化性能及光电转换效率。若能将纳米管模板在℃下用丙酮溶解,从而制得无定型的
与某些金属、非金属或有机物等进行复合,将会大大纳米管。在℃干燥脱水得锐钛矿型的
改善其光催化性能。本文就纳米管的制备、改,纳米管。
性及应用进行了综述,分析了目前存在的主要问题。. 溶胶一凝胶法
溶胶一凝胶法将钛醇盐或钛的无机盐水解形成
,纳米管的制备
溶胶,然后将模板浸入溶胶中经过干燥,除去模板制
纳米管的制备方法主要有模板合成法、阳极氧得:纳米管。李晓红等以溶胶凝胶法制备了
化法和水热合成法等。锐钛矿相的多晶纳米管,并得出当模板在胶体溶液
. 模板合成法中浸渍时间延长时,制备的纳米管长度明显增加,管
模板合成法是把纳米结构基元组装到模板孔洞壁相应增厚,纳米管的直径取决于模板的孔
中而形成纳米管或纳米丝的方法。常用的模板主要径。等改变模板浸渍方式,采用水平
有两种,一种是有序孔洞阵列氧化铝模板,另一种是和垂直浸渍分别得到了纤维状和由许多层隔
含有孑洞无序分布的高分子模板,其他材料的模板开的中空竹状纳米管。竹状纳米管的形貌与前驱体
还有纳米孑洞玻璃、介孑沸石、蛋白多孔模板、表面无关,而依赖于浸渍方式,其形成机理还在进一步研
活性剂及金属模板。目前在模板合成法制备纳米管究中。等用表面活性剂盐酸月桂胺作为模
过程中,常采用纳米阵列孔洞厚膜,如氧化铝模板剂合成了管径~,长.~有序纳米
板、有机聚合物或表面活性剂作模板,然后管,并讨论了纳米管的形成机理。
通过电化学沉积法、溶胶凝胶法、溶胶凝胶聚合法等. 阳极氧化法
阳极氧化法就是将纯钛片在溶液中经阳极
收稿日期:~一腐蚀而获得纳米管。这种方法可以制得排列
铁道建筑技术增
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整齐的纳米管。等用纯钛.% 浸入离,抑制载流子复合以提高量子效率;扩大起作用光
.%的电解液中,通过改变不同的阳极电位、的波长范围以提高太阳光的利用率;提高光催化剂
电解液等条件得到不同尺寸的纳米管。当电的稳定性;提高光催化反应的选择性或产率等。目
压为,氧化